其实内燃机发展到今天,余热(废气)的潜力也在不断被开发。最常见的是涡轮增压,即利用废气携带的大量热能对增压系统做功,因此废气中的余热早已被利用;只是一个利用率的问题,所以在内燃机领域,余热利用是不断进...
其实内燃机发展到今天,余热(废气)的潜力也在不断被开发。最常见的是涡轮增压,即利用废气携带的大量热能对增压系统做功,因此废气中的余热早已被利用;只是一个利用率的问题,所以在内燃机领域,余热利用是不断进行的!用的热量多是好的,但重点是是否合理?如果内燃机在低温下运行,热量损失会很大,导致油耗较高;如果内燃机在过高的温度下运行,每个循环产生的热量不能及时排出,形成热量积聚,将直接导致爆震,甚至造成机器的浪费。所以这就是温度的合理性。在减少热损失的同时,还要考虑发动机的承受能力,还要结合汽油的品质!敲的第一个解决方法是降温减压,所以这个热度是把双刃剑!热能对机械能:平均排气热损失约33%:冷却系统热损失约30%:机器表面散热约30%:约10%。可以看出,内燃机70%的热量已经散失,但这部分热量如果不散失,就会破坏机器;比如冷却系统损失了30%的热量,那么拆了冷却系统还能节省30%的热量吗?你考虑过如果不排出这些热量会对机器造成什么样的后果吗?所以在目前的技术框架下,内燃机已经处于平衡状态,任何改变都会带来一系列的变化;至于进气和燃油加热的问题,就更让人费解了!为什么要降低进气温度?我们可以换个角度思考。涡轮增压车为什么会有中冷?中冷的目的是降低进气温度!如果利用余热预热进气,中冷的意义何在?降低进气温度的意义远远大于提高进气温度的意义!第一,空气不是水,空气的比热容太低,每循环能消耗的热量太低。换句话说,只需一点热量,就可以大大提高空气温度。内燃机不可能通过预热进气来浪费70%的热量,所以还是浪费了69.999%以上的热量,所以预热空气消耗余热的想法是不可行的。。。其次,提高进气温度会严重降低每循环进气量,恶化燃烧,造成更多的燃油浪费;比如公式P*v=N*r*TP:气体压力V:气体体积N:气体质量R:气体理想常数T:气体温度。所以从这个公式我们可以看出,如果进气温度上升,等于温度T上升,必然导致质量N下降,相当于每个循环进气质量下降!进气量减少,燃烧效率降低。这种操作不仅不能提高热效率,还会降低燃烧效率(热效率、机械效率和燃烧效率的乘积就是发动机效率)!所以这么多年来,内燃机领域一直在想方设法降低进气温度,以获得更大的进气品质。所以试图通过预热进气来减少余热损失完全是扯淡!至于预热燃料,就更不可行了。第一,燃油喷入燃烧室,其温度不低(不处于冷起动状态)。那么,燃油有必要预热吗?让它在点火前自燃?对于缸内直喷发动机的富控制策略,将温度较低的燃油雾化,吸收更多的热量,是降低缸内温度和压力的手段,用于抑制爆震,并在爆震发生后及时调整。如果提前预热油气,怎么用它来抑制爆震?目前机器压缩比普遍较高,点火前气缸压力和温度较高。如果油气预热,爆震问题就控制不住了,所以油气预热的想法完全不合逻辑!
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