燃氣發動機在能源利用與排放控制方面具備一定優勢,其熱效率表現直接關系到運行成本、燃料消耗與系統輸出能力。影響燃氣發動機熱效率的因素較多,主要涉及燃燒過程、氣體壓縮比、燃料品質、進氣系統設計及點火控制策略等多個方面。
一,壓縮比對熱效率具有直接影響。一般而言,燃氣發動機的熱效率隨壓縮比提升而提高。這是因為高壓縮比有助于提升燃燒過程中氣體膨脹做功能力,從而增強單位燃料釋放的有效功。考慮到燃氣抗爆性能較好,部分發動機可在維持運轉條件下設計更高壓縮比,進而優化熱效率。
二,燃燒系統結構與混合氣均勻性也是關鍵影響因素之一。燃氣發動機多采用預混燃燒形式,燃料與空氣混合均勻程度越高,燃燒過程越充分,有助于提升熱轉換效率。燃燒室設計、噴氣嘴分布、火焰傳播路徑等因素都會對混合氣的均勻性及燃燒速率產生作用。
三,進氣系統溫度與壓力管理對燃燒效率存在直接關聯。采用增壓中冷技術的燃氣發動機,通過壓縮進氣提升燃燒密度,間接提高單位時間內的能量釋放量。在此基礎上,合理控制進氣溫度能夠壓制爆震發生,使得發動機可以在更優點火時刻工作,從而提升總熱效率。
四,點火系統控制策略也影響熱效率表現。現代燃氣發動機廣泛應用高能電子點火系統與多點噴射技術,能夠更準確地控制點火時間與能量輸入,提升燃燒完整性。適當提前點火有助于增加有效功做,同時減少未燃氣體對熱效率的影響。
五,燃料成分與質量穩定性亦不可忽視。燃氣發動機常用天然氣、沼氣、合成氣等多種氣體作為燃料,不同燃料的熱值、含水率、雜質含量直接關系到燃燒熱值釋放效率。高純度、低含水量的燃氣可顯著提升單位質量的能量釋放,降低碳沉積風險,間接提高熱效率。