缸內(nèi)噴水做功分析

1、內(nèi)燃機排氣噴水增加壓力做功可行性分析全球目前約有九億輛汽車其中絕大部分是普通的燃油內(nèi)燃機汽車。內(nèi)燃機作為汽車最關(guān)鍵的部件，其性能直接影響汽車油耗的高低。到目前為止，汽車行業(yè)在提高內(nèi)燃機效率方面已經(jīng)取得了巨大的進步，對內(nèi)燃機效率的改進主要集中在優(yōu)化油氣混合和缸內(nèi)燃燒等方面，雖然內(nèi)燃機效率通過上述方法已有很大提升，但僅通過這些途徑還是不能充分滿足未來燃油經(jīng)濟性的目標。對于車用柴油機，僅有40%多的燃油能量轉(zhuǎn)換為機械能，剩余能量最終通過發(fā)動機

2、排氣、冷卻水等釋放到大氣環(huán)境中。若能將發(fā)動機剩余能量有效回收利用，則對提升發(fā)動機效率、降低發(fā)動機油耗量具有重大意義。1發(fā)動機熱平衡分析表11為柴油機各部分能量分布比例，由表可知燃油能量僅有38.5%轉(zhuǎn)化為機械能，而近60%的燃油能量沒有被利用。柴油機余熱主要通排氣、冷卻水、中冷器等釋放到大氣環(huán)境中。其中，發(fā)動機尾氣帶走了32.7%的能量，冷卻水帶走18%的能量，而中冷器損失了8.4%的能量。表11某柴油機熱平衡分析輸出功尾氣冷卻水中冷器

3、未燃燒油kW215018211003471132%38.532.7188.42.4汽車發(fā)動機動力輸出占燃油燃燒總熱量的25%42%其余以廢熱形式從冷卻水和尾氣等中排出。車外的能量占燃燒總能量的58%75%這不僅是一種能量浪費同時也會造成一定程度的大氣熱污染。發(fā)動機尾氣的余熱具有溫度高、壓強大、流速快的特點因此尾氣所含能量在浪費的熱量中占主要部分。根據(jù)工程熱力學(xué)熱力性質(zhì)和過程若發(fā)動機尾氣初比焓值為607.02kJkg1h背壓狀況比焓值為3

4、00.19kJkg時則尾氣中含有的能量為：2h12hh=306.83kJkg?可見尾氣中含有相當(dāng)數(shù)量的能量若從尾氣中回收這部分能量并加以利用則是提高能量利用率的重要途徑之一。這樣既節(jié)省能源又會使車輛運行費用降低。普通的四沖程發(fā)動機把34的能量以熱能的形式散發(fā)掉了。六沖程發(fā)動機則利用了部分散發(fā)的熱能去制造蒸汽以回收部分本來會損失的能量。在普通四沖程發(fā)動機的“進氣壓縮燃燒做功排氣”四個沖程之后，第五個沖程開始的時候，把水噴進熾熱的氣缸里面，

5、水馬上就變成了溫度高達816度的蒸汽，體積急劇膨脹1600倍，同時氣缸內(nèi)壓強急劇增大，推動活塞再次做功——如此一來，每6個沖程中就出現(xiàn)2個做功沖程，而消耗的燃油卻沒有變化。到了第6個沖程，發(fā)動機把水蒸氣排放到一個冷卻器，水蒸氣在那里重新變成水。根據(jù)計算，六沖程發(fā)動機能比傳統(tǒng)的四沖程發(fā)動機效率提高40%。如果是柴油機的話，還可以再提高5%。系統(tǒng)熱力學(xué)分析將利用熱力學(xué)第一定律和熱力學(xué)第二定律，分別采用能分析法和火用分析法對六沖程發(fā)動機系統(tǒng)進

6、行熱力學(xué)分析，為下節(jié)的計算提供理論基礎(chǔ)。計算中對六沖程發(fā)動機系統(tǒng)做出以下假設(shè)：（1）把燃料定容及定壓燃燒產(chǎn)生高溫，高壓燃氣的過程簡化為工質(zhì)從高溫?zé)嵩纯赡娑ㄈ菁岸▔何鼰徇^程，高壓噴水的吸熱過程為定壓吸熱過程。廢氣和水蒸氣的排放過程簡化為向向低溫?zé)嵩纯赡娑ㄈ莘艧徇^程。（2）把循環(huán)工質(zhì)簡化為空氣，且作理想氣體處理，比熱容取定值。（3）在膨脹和壓縮過程中忽略氣體與氣缸之間的熱交換，簡化為可逆絕熱過程。通過上述簡化，將整個循環(huán)進行抽象和概括，其p