本文基于非平衡态热力学耦合化学动力学的方法对汽油机燃烧过程可用能损失机理进行了分析。采用迄今最详细的并经宽广范围内实验验证的美国LLNL的汽油替代物详细机理,选择的汽油表征燃料包含了正庚烷(16%)、异辛烷(57%)、甲苯(23%)、二-戊烯(4%)四种组分。研究表明,汽油替代物的可用能损失速率随时间变化存在三个峰值:第一个峰值的损失主要由大分子转化成小分子的反应构成,将其划分为第一阶段(Stage 1);第二个尖峰损失主要由H2O2-loop循环及其相关反应构成,将其划分为第二阶段(Stage 2);第三个尖峰损失主要由CO、H和O等氧化反应构成,将其划分为第三阶段(Stage 3)。当初始温度、当量比、氧浓度在本文研究的范围内增加时,三阶段的可用能损失速率均增加,而相应各个阶段的反应持续时间均减小,而后者起决定性作用,使可用能损失减少。增加初始温度后可用能损失的降低主要是源于第一阶段和第二阶段的可用能损失的降低,而增加当量比和氧浓度后可用能损失的降低是源于三个阶段可用能损失的同时降低。增加初始压力可以有效的降低不完全反应损失,但对可用能损失的影响不大。随着边界条件的变化,第一阶段的可用能损失来源始终是甲苯和异辛烷向小分子转化的反应。本文还给出了各个边界条件对汽油替代物燃烧过程总损失的综合影响。对于压缩比为10的传统汽油机,通过稀薄燃烧的方式可以把总损失由31.3%降低到24.3%。通过引入EGR(废气在循环)和进气增压技术,总损失可进一步降低到22.4%。将压缩比提高到17后,总损失可降低到20.4%,而当压缩比提到100时,总损失可近一步降低到16.8%。研究表明,将燃烧重整成结构简单的小分子可以减少燃烧过程的不可逆损失。进而,本文提出了一种低可用能损失的燃烧方式,即通过将汽油分子重整成小分子来进一步降低燃烧过程可用能损失。重整后的燃料燃烧过程可用能损失速率存在两个峰值:第一个尖峰损失主要由H2O2-loop循环及其相关反应构成,将其划分为第二阶段;第二个尖峰损失主要由CO、H和O等氧化反应构成,将其划分为第三阶段。重整后的大分子转化成小分子的反应划分为第一阶段。通过β-裂解将大分子转化成小分子的方法可以有效的降低第一阶段的可用能损失。增加重整温度时,可用能损失的降低主要是由于第一阶段可用能损失的降低,而增加重整时间,可用能损失降低主要来源于第二阶段可用能损失的降低。随着边界条件的变化,重整后的燃料燃烧的第一阶段的可用能损失来源始终是甲苯向小分子的转化的反应。