氫內燃機 孫柏剛 9787122477729 【台灣高等教育出版社】

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書名：氫內燃機
ISBN：9787122477729
出版社：化學工業
著編譯者：孫柏剛
頁數：182
所在地：中國大陸 *此為代購商品
書號：1737213
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編輯推薦
1 稀缺專著，本書是市面上僅有的闡述”氫內燃機”的專著。
2 本書由我國內燃機研究的知名單位北京理工大學車輛學院教授領銜編著。
3 本書內容對氫內燃機設計和開發中涉及的技術（混合氣、燃燒、污染物控制、內燃機開發、測試）等進行了全面闡述，內容系統完整。

內容簡介
《氫內燃機》是《氫能利用關鍵技術系列》之一。氫能是未來的理想能源，在氫能利用中一直存在燃料電池與內燃機兩種技術路線，氫內燃機是氫能動力的重要類型之一。本書總結概括了氫內燃機的基礎理論及學術研究成果，主要內容包括氫內燃機開發的必要性和緊迫性、氫氣性質與燃燒基礎、氫空混合氣形成、燃燒與性能、排放污染物生成及控制、氫內燃機及車輛設計、氫內燃機測試技術、氫氣摻混燃料，最後簡述了其他類型的氫能動力。
本書可供從事氫能動力、車輛及內燃機等專業的技術人員、高等院校相關專業師生參考，還可作為內燃機工程、車輛工程等專業的研究生教材，也可供從事能源與動力領域的管理人員及相關讀者閱讀。

作者簡介
無

目錄

第1章 緒論 1
1 1能源與燃料 1
1 1 1化石能源 1
1 1 2可再生能源 4
1 1 3生物能源 5
1 1 4能源載體 6
1 2氫能 6
1 2 1氫氣製備與生產 6
1 2 2氫氣儲存 8
1 2 3氫氣運輸 9
1 2 4氫能應用 9
1 3汽車行業發展趨勢與問題 10
1 3 1汽車保有量及發展趨勢 10
1 3 2汽車發展面臨的主要問題 11
1 3 3主要技術對策分析 11
1 4動力技術發展趨勢與問題 13
1 4 1中國內燃機工業發展情況 13
1 4 2氫內燃機技術進展 13
參考文獻 15
第2章 氫氣性質與燃燒基礎 17
2 1氫氣的物理化學特性 17
2 1 1氫氣理化參數及分析 17
2 1 2氫氣的可壓縮性 19
2 2著火與點火 23
2 2 1著火特性 23
2 2 2點火能量 23
2 3層流與湍流燃燒特性 24
2 3 1氫氣層流燃燒特性 24
2 3 2氫氣湍流燃燒特性 26
2 4氫-空混合氣燃燒機理 27
2 4 1典型燃燒機理 27
2 4 2化學反應機理驗證 28
參考文獻 29
第3章 氫-空混合氣形成過程 31
3 1氫氣噴射方式 31
3 1 1氫氣噴射方式比較 31
3 1 2進氣道氫氣噴射 33
3 1 3氫氣缸內直噴 34
3 2氫氣噴嘴 34
3 2 1電磁閥驅動式 35
3 2 2壓電晶體驅動式 35
3 2 3氫氣噴嘴的開發難點 35
3 2 4噴嘴動態工作特性 37
3 3氫氣噴射特性 39
3 3 1氫氣射流特性理論基礎 39
3 3 2氫氣射流特性試驗平臺和測試方法 42
3 3 3典型PFI噴嘴射流特性 43
3 3 4典型DI噴嘴射流特性 46
3 4混合氣形成數值模擬 47
3 4 1均勻性評價 47
3 4 2典型噴射模型計算基礎 48
3 4 3進氣道氫氣噴射與混合 49
3 4 4缸內氫氣直接噴射與混合 52
參考文獻 54
第4章 氫內燃機燃燒與性能 56
4 1點火方式 56
4 1 1火花點火 56
4 1 2壓縮著火 57
4 1 3柴油微引燃 57
4 2氫-空混合氣缸內燃燒特性 57
4 2 1缸內燃燒階段劃分 57
4 2 2不同工況燃燒特性 60
4 3氫內燃機的循環變動 71
4 3 1循環變動評價方法 71
4 3 2循環變動特性 71
4 4缸內燃燒數值模擬 74
4 4 1一維性能模擬 75
4 4 2三維燃燒仿真 76
4 5氫內燃機的異常燃燒 77
4 5 1回火 77
4 5 2早燃 79
4 5 3爆震 81
參考文獻 84
第5章 氫內燃機污染物生成與控制 87
5 1氫內燃機污染物排放特性 87
5 1 1NOx生成機理 87
5 1 2氫內燃機NOx排放特性 89
5 2NOx排放控制方法 90
5 2 1混合氣濃度控制 90
5 2 2噴射和點火優化 91
5 2 3廢氣再循環 92
5 2 4噴水技術 95
5 3後處理器 95
5 3 1類柴油機後處理系統 96
5 3 2類汽油機後處理系統 96
5 4排放控制策略 97
5 4 1BMW控制策略 97
5 4 2三級跨越式控制策略 98
5 4 3超低NOx排放控制策略 99
參考文獻 100
第6章 氫內燃機及車輛設計 102
6 1氫內燃機熱力學開發 102
6 1 1燃燒系統設計 102
6 1 2配氣相位優化 104
6 2系統及零部件開發 105
6 2 1點火系統 105
6 2 2噴射系統 105
6 2 3冷卻系統 105
6 2 4潤滑系統 106
6 2 5曲軸箱通風系統 107
6 2 6電子控制系統 107
6 3氫內燃機增壓匹配 108
6 3 1氫內燃機增壓的難點 108
6 3 2壓氣機與渦輪選型 109
6 4設計實踐案例 112
6 4 1增壓直噴氫內燃機動力性提升 112
6 4 2增壓直噴氫內燃機經濟性優化 115
6 5氫內燃機材料 116
6 5 1氫脆與氫腐蝕 116
6 5 2防控策略 117
6 6車載儲氫與供氫系統 118
6 6 1車載儲氫系統 118
6 6 2車載供氫系統 119
6 7氫內燃機混合動力系統 120
6 8氫內燃機及車輛安全 121
6 8 1整機安全要求 121
6 8 2車輛安全要求 122
6 8 3氫內燃機TCO分析 123
參考文獻 123
第7章 氫內燃機測試技術 125
7 1氫內燃機測試 125
7 1 1實驗測試台架系統及要求 125
7 1 2試驗常用參數計算方法 127
7 1 3燃燒壓力測試與修正 128
7 1 4主要性能及排放測試 131
7 2零部件及專項測試 133
7 2 1氫氣噴嘴測試 133
7 2 2供氫系統測試 137
7 2 3機油測試 138
7 3試驗平臺安全性 140
7 4氫內燃機車輛測試 141
參考文獻 141
第8章 氫氣摻混燃料 143
8 1摻氫燃料參數 144
8 1 1燃料參數及分析 144
8 1 2摻氫比與空燃比 144
8 2天然氣摻混氫氣 145
8 3汽油摻混氫氣 148
8 4柴油摻混氫氣 149
8 5醇類摻氫 151
8 5 1甲醇重整 151
8 5 2甲醇摻混氫氣 152
8 5 3其他醇類摻混氫氣 153
8 6氨氣摻燒 154
8 6 1氨柴混合燃燒 155
8 6 2氨氫混合燃燒 156
參考文獻 159
第9章 其他氫能動力 162
9 1燃燒式動力裝置 162
9 1 1火箭發動機 162
9 1 2葉片式發動機 163
9 2燃料電池 165
9 2 1燃料電池分類 166
9 2 2燃料電池工作原理 169
9 2 3燃料電池未來展望 176
9 2 4燃料電池與氫內燃機的比較 178
9 3氫能複合動力裝置 179
9 3 1氫燃料電池和鋰電池混合系統 179
9 3 2燃料電池、氫內燃機複合動力裝置 180
9 3 3氫氧輔助動力裝置 181
參考文獻 181

前言/序言
中國汽車工業經過十幾年的高速發展，助推我國成為汽車大國，但我國還不是汽車及發動機技術強國。在國家實現2030碳達峰、2060碳中和目標的約束下，傳統燃油汽車及發動機行業面臨更艱巨的挑戰，採用低碳與零碳燃料是全球汽車發動機行業的主要技術途徑之一。氫能被譽為21世紀的理想能源，氫氣具有來源廣泛、燃燒熱值高、清潔無污染等優點，使其成為優異的內燃機替代燃料。氫內燃機通過燃燒方式實現能量轉化，主要生成產物是水，可以實現近零NOx排放，且具有較高熱效率，是實現氫能應用的重要技術方向。國內外相關整機企業已開發了多款氫內燃機，研究機構已就氫內燃機方向發表了較多的學術論文，系統化整理這些氫內燃機整機關鍵技術及學術研究成果，以期指導氫內燃機的設計開發是本書的重要目標。因此在本書的編寫過程中，力求反映氫內燃機的基礎理論及學術研究成果，並在此基礎上結合筆者及所在團隊的研究基礎，試圖搭建出相對完整的氫內燃機設計體系，希望本書能夠對內燃機同行有借鑒作用。
《氫內燃機》共9章，第1章 闡述了有關氫能發展及汽車動力運用氫能的簡要情況；第2章 闡述氫氣物理化學性質，也是考慮必須基於燃料特性來設計氫內燃機；第3～5章 則圍繞氫氣進入氣缸形成混合氣、燃燒與異常燃燒、排放污染物生成及控制撰寫，特別引入了部分光學測試方法和數字化設計方法；第6、7章 闡述氫內燃機及車輛設計與試驗測試方法，提出了氫內燃機試驗的安全規程及整車氫安全措施；第8章 則考慮氫氣與常規燃料如何共同走向碳中和的問題，重點闡述氫氣摻混燃料技術；第9章 對其他氫能動力進行預測和展望。
在本書成稿過程中，借鑒了部分國內外的論文資料及北京理工大學已有研究成果，對該部分內容的提供者表示最衷心的感謝！同時也要感謝北京理工大學氫內燃機研究開發團隊的全體同事、研究生，他們不僅貢獻了自己的研究成果，也花費更多時間閱讀論文、參與整理本書稿件。羅慶賀助理教授、包淩志博士後、牛慶宇博士全程參與書稿整理，其中羅慶賀助理教授協助編寫了第3章，包淩志博士後協助編寫了第5、6章，牛慶宇博士協助編寫了第7、8章 。感謝李超、張詩蔚、段永回、賴豐羽、李翔宇、汪熙博士以及王康達、鄒凱翔碩士的辛勤工作！
本書可供汽車及內燃機企業的技術研發人員參考，進行相關氫內燃機設計及試驗，還可供高等院校教師及研究生參閱或作為相關課程參考書，或供政府部門與社會投資者選讀。氫內燃機與汽油機、柴油機一樣，是一個新品類的內燃機，所涉及的基礎材料、工藝、測試範圍非常廣泛，有些不是本書作者所熟悉的技術領域，疏漏之處在所難免。限於著者水平，懇請讀者提出意見和建議，幫助著作者及本書不斷進步。
孫柏剛
2025年1月30日

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