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完美空燃比 所有发动机都追求的指标

时间:2018-06-15 来源:未知 点击:

对于汽车有了解的朋友们都能对各类汽车发动机技术如数家珍,涡轮增压、可变气门正时/升程、缸内直喷等技术对于现代汽车发动机来说都起了非常积极的效率提升作用。除了少数为极限性能而生的跑车发动机,绝大多数的民用车发动机使用新技术的最终目的其实都是为了追求更好的空燃比,本文就来为您介绍一下这个略显生僻的发动机指标。

虽然现在的汽车发动机技术越来越复杂,但是核心还是燃油和空气混合燃烧做功产生动能推动汽车行驶,所以无论何种发动机技术,让燃油和空气以最佳的比例燃烧都是发动机重要的设计思路。顾名思义,空燃比是指发动机气缸内混合气中空气与燃料之间的质量的比例。在实验室环境下,理论上1kg汽油完全燃烧需要的空气质量为14.7kg,所以把空燃比为14.7:1的混合气叫理论混合气,理论空燃比也就是14.7,而柴油的理论空燃比则是14.3(柴油发动机我们日常接触的不多,所以下文只讨论汽油发动机)。

当发动机以14.7的空燃比做功时是各方面性能最均衡、效率相对最高的,而空燃比在12~13时功率一般都是最大的,在16时则油耗最低,在18左右污染物浓度最低。虽然14.7的空燃比是发动机的理论最优值,但发动机实际工作时还要看具体工况,ECU会不断调整进气量和喷油量来改变发动机的空燃比。如果是巡航时,ECU会让发动机以更高的空燃比做功,这样可以保证更好的燃油经济性,而如果是加速超车时,ECU会让发动机降低空燃比做功,让发动机处于较好的动力储备水平。

前文提到的不管是可变气门正时/升程还是缸内直喷技术其实都是为了更精准的控制发动机进气量和喷油量,从而使发动机的空燃比始终保持合适的水平,而为何ECU知道发动机工作时的空燃比呢?给ECU提供数据依据就是氧传感器。其工作原理是氧传感器将测得废气中氧的浓度,转换成电信号后发送给ECU,使发动机的空燃比控制在一个狭小的、接近理想的区域内(14.7:1)。而氧传感器另一大作用就是实况监测发动机的工况,使得尾气排放更加环保,因为空燃比大时,虽然一氧化碳和一氧化氢的转化率略有提高,但氮氧化物的转化率急剧下降为20%,因此必须保证最佳的空燃比,实现更环保的尾气排放。