点火式发动机减少燃料燃烧时能量损失的参数优化

点火式发动机减少燃料燃烧时能量损失的参数优化

热力学第二定律与第一定律相比提供了不同的视角，同时也提出了效用能这一概念。效用能是指热力学系统从给定状态到与周围环境介质平衡过程中可做的最大功。与能量不同，效用能可以被破坏，往复式发动机热损坏的主要阶段是燃烧过程。定量描述了燃烧过程中的效用能损坏是发动机操作和设计参数的函数。以火花点火发动机为研究基础，燃烧过程中效用能损坏量被确认为速度、载荷、点火时刻、燃烧持续时间及燃烧速率等参数，同时还与废气再循环、入口氧浓度和压缩比有关。

此外，需要检查这些参数，如膨胀比和涡轮增压器的使用情况。需要检查的燃料包括异辛烷、甲烷、丙烷、乙烷、甲醇、乙醇、氢和CO。在部分负荷情况下（1400r/min和325kPa平均有效压力），效用能的损坏是整个燃料热能的20.8%。

对于发动机运行和设计参数的变化，效用能的破坏是相对恒定的（约20%～23%之间），效用能损坏的最大影响因素有当量比、废气再循环和进气氧浓度。对于一般工况，在燃烧过程中，效用能的损坏随燃料的不同而改变，其中CO最低，损坏8.1%；异辛烷最高，损坏20.8%，各种燃料间的差异与燃料颗粒的复杂度和氧原子有关。

网址：http://onlinelibrary. wiley.com/doi/10.1002/ er.1807/full

作者：Jerald A.Caton

编译：张聪