发动机效率

热声发动机是利用热声效应，实现热能到声能转化从而实现声功输出的声波发生器。系统中除振荡气体外，没有任何运动部件。根据声场特性不同，热声发动机主要分为驻波型、行波型及驻波行波混合型三种型式。由于驻波声场中速度波和压力波相位差为90°，驻波场中理论上没有功的输出;另一方面，在驻波热声发动机板叠中气体同固体间换热较差，气体进行的是介于等温和绝热的不可逆热力学循环，所以驻波热声发动机效率低。行波型热声发动机利用的是行波声场，声场中速度波动和压力波动相位相同，并且发动机回热器中气体通道的水力半径远小于气体热渗透深度，所以理论上气体在回热器中进行的是等温热传递，因此行波热声发动机在理论上可以达到比驻波热声发动机更高的热力学效率，从而有着光明的应用前景。

1979年Ceperley首先提出了行波型热声发动机的概念，他发现行波在通过回热器时经历了同理想斯特林循环类似的热力学过程，即压力与速度同相位。由于损失太大， Ceperley在实验中没有得到放大的声功，但他在行波热声发动机方面却做出了开创性贡献。日本的Yazaki做了环形管路行波热声发动机实验，在一定条件下得到放大的声功，从而证明在行波环路中可以实现自维持振荡，但是Yazaki的行波热声发动机效率很低。由于回热器中固体介质同气体介质之间相互热传递时总会不可避免地存在热滞后，理想情况下的行波斯特林热声发动机无法实现， Ceperley和Yazaki都提出，在行波声场中适当引入驻波成份会提高行波热声发动机的效率，但他们没能通过实验证实。美国Los Alamos国家实验室制作了一台行波型热声发动机，通过在行波环路引出一驻波直路，成功地在声场中引入了驻波成分，并在实验中取得42%的相对卡诺效率和30%的热力学效率，这一结果可以同内燃机(25%～ 40%)相媲美，目前他们正努力把这一成果应用于天然气液化 。

凸轮轴是发动机的关键零件之一，凸轮轴桃尖部位的硬度和白口层深度是决定凸轮轴使用寿命和发动机效率的关键技术指标。在保证凸轮有足够高的硬度和相当深的白口层的前提下，还应考虑轴颈不出现较高的碳化物，使其具有较好的切削加工性能。

国内外生产凸轮轴的主要方法有：采用钢质锻造毛坯经切削加工后，凸轮桃尖部分经高频淬火形成马氏体层的工艺。20世纪 70年代末，德国和法国相继开发了凸轮轴氩弧重熔新工艺；另有以美国为主的可淬硬铸铁凸轮轴；以日本和法国为主的冷硬铸铁凸轮轴；以及凸轮部位用 Cr-Mn-Mo 合金涂料进行铸件表面合金化的生产工艺等。