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完美空燃比 所有發動機都追求的指標

責任編輯:gdmachine人氣:702發表時間:2018-06-28 09:15:12

對于汽車有了解的朋友們都能對各類汽車發動機技術如數家珍,渦輪增壓、可變氣門正時/升程、缸內直噴等技術對于現代汽車發動機來說都起了非常積極的效率提升作用。除了少數為極限性能而生的跑車發動機,絕大多數的民用車發動機使用新技術的最終目的其實都是為了追求更好的空燃比,本文就來為您介紹一下這個略顯生僻的發動機指標。


雖然現在的汽車發動機技術越來越復雜,但是核心還是燃油和空氣混合燃燒做功產生動能推動汽車行駛,所以無論何種發動機技術,讓燃油和空氣以最佳的比例燃燒都是發動機重要的設計思路。顧名思義,空燃比是指發動機氣缸內混合氣中空氣與燃料之間的質量的比例。在實驗室環境下,理論上1kg汽油完全燃燒需要的空氣質量為14.7kg,所以把空燃比為14.7:1的混合氣叫理論混合氣,理論空燃比也就是14.7,而柴油的理論空燃比則是14.3(柴油發動機我們日常接觸的不多,所以下文只討論汽油發動機)。


當發動機以14.7的空燃比做功時是各方面性能最均衡、效率相對最高的,而空燃比在12~13時功率一般都是最大的,在16時則油耗最低,在18左右污染物濃度最低。雖然14.7的空燃比是發動機的理論最優值,但發動機實際工作時還要看具體工況,ECU會不斷調整進氣量和噴油量來改變發動機的空燃比。如果是巡航時,ECU會讓發動機以更高的空燃比做功,這樣可以保證更好的燃油經濟性,而如果是加速超車時,ECU會讓發動機降低空燃比做功,讓發動機處于較好的動力儲備水平。


前文提到的不管是可變氣門正時/升程還是缸內直噴技術其實都是為了更精準的控制發動機進氣量和噴油量,從而使發動機的空燃比始終保持合適的水平,而為何ECU知道發動機工作時的空燃比呢?給ECU提供數據依據就是氧傳感器。其工作原理是氧傳感器將測得廢氣中氧的濃度,轉換成電信號后發送給ECU,使發動機的空燃比控制在一個狹小的、接近理想的區域內(14.7:1)。而氧傳感器另一大作用就是實況監測發動機的工況,使得尾氣排放更加環保,因為空燃比大時,雖然一氧化碳和一氧化氫的轉化率略有提高,但氮氧化物的轉化率急劇下降為20%,因此必須保證最佳的空燃比,實現更環保的尾氣排放。

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