吕建伟

（重庆木材有限责任公司，重庆 400020）

0.引言

活塞式发动机出现了100多年了，汽油点燃式发动机热效率只能在35%左右，柴油压燃式发动机热效率可以达到40%；现在的技术手段，如阿特金森或米勒循环，缸内直喷、提高压缩比HCCI压燃技术等，把所有的技术手段用上汽油点燃式发动机热效率只能提高在40%左右，因此每提高1%都非常难，在不改变发动机现有构造的情况下发动机热效率很难做到大幅度提升，热效率在现在的基础上就很难突破了[1]。

1.往复式发动机的热效率为什么底

根据现有资料表明内燃机汽缸里活塞上力的大小是由产生膨胀气体的体积与做功前缸体空间的比值，在上止点上它的空间体积基数最小需要膨胀气体的量相对较小就能获得较大的作用力，当活塞开始运动后曲轴由0°～135°有效做功只有60%，而其他40%的做功都转变成了连杆对轴瓦的摩擦力而做无用功，曲轴传动也只有在90°一个点上能把做功完全传递到曲轴上，其它的任何点都存在做或多或少的无用功，但在90°这个点上缸体的空间体积比活塞在上止点上增大了5倍；在曲轴0°～135°的转动中活塞的运动将造成缸体空间的逐渐增大，也就是大量的膨胀气体所做的无用功的空间会转变成轴瓦对曲轴的摩擦力；而活塞需要运动到下止点后又返回到上曲轴575°的圆周变活塞直线运动中的排气、吸气、压缩自身消耗掉的有用功，又要在转换中损失40%，可见曲轴传动在进行力的互换中自身损失造成的能量损失可以达到80%以上，往复式内燃机浪费的力根源就在力的传递和转换上；……