上一篇文章跟大家分享了發動機的“壓縮比”這個專業名詞,再跟大家分享一個帶‘比’的專業名詞——空燃比。
空燃比:是混合氣體中空氣與燃料之間的質量的比例,一般用每克燃料燃燒時所消耗空氣的克數來表示。
空燃比是發動機運轉時的一個重要參數,它對尾氣排放、發動機動力、發動機經濟性都有很大的影響。
為了滿足汽車在所有行駛工況下都能符合低排放污染物、良好的燃油經濟性、較好的驅動性等要求。
需要精确地控制空燃比和點火定時,控制它們是實現獲得發動機最大功率、減少有害物排放等目标的最有效辦法。
網上找到“點火定時”原話是這麼解釋的:由于典型的空燃比混合氣在千分之幾秒内完成燃燒,因此發動機設計必須要使電火花在壓縮行程活塞到達頂部之前出現,這被稱為“點火提前”。
又由于火花在活塞達到上止點前出現,所以點火提前角的時間是當氣缸壓力達到最大值時要求活塞正好在做功行程開始向下運動的時候(我理解的就是在氣缸内壓強最強的那一瞬間點火)。
而要減少有害物的排放,就需要提高廢氣的轉化率(最佳90%以上),轉化率又需要在發動機排氣管中安裝氧傳感器并實現閉環控制。
雖然可以實現閉環,但是為了滿足發動機各種工況的要求,混合氣的空燃比不能都采用閉環控制,而是采用閉環和開環相結合的策略。
實現這一原理的過程是氧傳感器将廢氣中氧的濃度,轉換成電信号後發送給ECU(行車電腦),使發動機空燃比控制在理想的區域内(14.7:1)。
空燃比增大時,雖然CO和HC的轉化率有輕微提高,但NOx(氮氧化合物)的轉化率卻會下降20%。
因此必須保證最佳的空燃比,而空燃比又是靠氧傳感器實現,所以歸根結底是保證氧傳感器工作正常。
氧傳感器使用不當的話,會造成氧傳感器積碳、陶瓷碎裂、加熱器電阻絲燒斷、内部線路斷脫等故障;如果燃油中含鉛、矽還會造成氧傳感器中毒。
氧傳感器的失效會導緻空燃比失準,排氣狀況惡化,催化轉化器效率降低,最後時間長了就會使催化轉化器的使用壽命降低。
從理論上說,每克燃料完全燃燒所需的最少空氣克數,叫做理論空燃比;各種燃料的理論空燃比是不相同的:汽油為14.7,柴油為14.3。
空燃比大于理論值的混合氣叫做稀混合氣,氣多油少、燃燒完全,油耗低、污染小,但功率較小。
空燃比小于理論值的混合氣叫做濃混合氣,氣少油多、功率較大,但燃燒不完全、油耗高、污染大。
汽油機的空燃比在12~13時功率最大,在16時油耗最低,在18左右污染物濃度最低。
所以為了降低油耗和減少污染,應當盡量使用空燃比大的稀混合氣,隻在需要時才提供濃混合氣。
影響汽油發動機排放的最主要因素是混合氣的空燃比, 理論上一公斤燃料完全燃燒時需要14.7公斤的空氣(空氣和燃料的比例稱為化學當量比)。
空燃比小于化學當量比時供給濃混合氣,此時發動機發出的功率大,但燃燒不完全,生成的CO、HC多;
當混合氣略大于化學當量比時,燃燒效率最高,燃油消耗量低,但生成的NOx也最多;
供給稀混合氣時,燃燒速度變慢,燃燒不穩定,使得HC增多。
在電控汽油噴射系統中采用閉環控制的方式,将空燃比控制在化學當量比附近,并在排氣系統中消聲器前安裝一個三元催化轉化器,對發動機進行後處理,是當前減少汽車排氣污染物的最有效方法。
因為在化學當量比附近,轉化器的淨化效率最高,所以加裝三元催化反應器也是電噴汽油機應用較廣泛、技術較成熟的排放控制方案。
因為過于專業的原因,要完全弄懂單靠這篇文章也有點難,主要讓大家知道空燃比對尾氣排放、發動機的動力性和經濟性都有很大影響就足夠了。
好了,關于空燃比的問題就先跟大家分享到這裡了,歡迎各位專業的大佬補充更淺顯易懂的見解,如有解釋不對之處也一定幫忙更正,小編在此先謝過了
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