點(diǎn)火式發(fā)動(dòng)機(jī)減少燃料燃燒時(shí)能量損失的參數(shù)優(yōu)化

熱力學(xué)第二定律與第一定律相比提供了不同的視角，同時(shí)也提出了效用能這一概念。效用能是指熱力學(xué)系統(tǒng)從給定狀態(tài)到與周?chē)h(huán)境介質(zhì)平衡過(guò)程中可做的最大功。與能量不同，效用能可以被破壞，往復(fù)式發(fā)動(dòng)機(jī)熱損壞的主要階段是燃燒過(guò)程。定量描述了燃燒過(guò)程中的效用能損壞是發(fā)動(dòng)機(jī)操作和設(shè)計(jì)參數(shù)的函數(shù)。以火花點(diǎn)火發(fā)動(dòng)機(jī)為研究基礎(chǔ)，燃燒過(guò)程中效用能損壞量被確認(rèn)為速度、載荷、點(diǎn)火時(shí)刻、燃燒持續(xù)時(shí)間及燃燒速率等參數(shù)，同時(shí)還與廢氣再循環(huán)、入口氧濃度和壓縮比有關(guān)。

此外，需要檢查這些參數(shù)，如膨脹比和渦輪增壓器的使用情況。需要檢查的燃料包括異辛烷、甲烷、丙烷、乙烷、甲醇、乙醇、氫和CO。在部分負(fù)荷情況下（1400r/min和325kPa平均有效壓力），效用能的損壞是整個(gè)燃料熱能的20.8%。

對(duì)于發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行和設(shè)計(jì)參數(shù)的變化，效用能的破壞是相對(duì)恒定的（約20%～23%之間），效用能損壞的最大影響因素有當(dāng)量比、廢氣再循環(huán)和進(jìn)氣氧濃度。對(duì)于一般工況，在燃燒過(guò)程中，效用能的損壞隨燃料的不同而改變，其中CO最低，損壞8.1%；異辛烷最高，損壞20.8%，各種燃料間的差異與燃料顆粒的復(fù)雜度和氧原子有關(guān)。

網(wǎng)址：http://onlinelibrary. wiley.com/doi/10.1002/ er.1807/full

作者：Jerald A.Caton

編譯：張聰