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大家常说的混合气的稀与浓是怎么回事?

2019-09-25

汽车发动机是依靠汽油在发动机气缸内燃烧,然后膨胀做功,推动活塞下行,进而推动曲轴转动,向外输出动力。所以,发动机产生动力的根源就在于汽油的燃烧,汽油燃烧的好坏直接决定发动机的动力水平。大家都知道汽油的燃烧使需要氧气的,氧气从何而来?从空气中获得。所以,将空气和汽油按照一定的比例和方式引进发动机,是保证汽油完全燃烧的关键,这就是发动机空燃比和混合气形成方式。



汽油机混合气的形成有三种方式,分别是化油器式、多点电喷式和缸内直喷式。化油器式在汽车上已经淘汰,只有部分低端的摩托车上还在使用,今天大家不再讨论。


在多点电喷式燃油喷射系统中,空气经空气滤清器净化后,经由节气门进入进气岐管,在进气岐管中与喷油器喷入的汽油混合,然后经进气门进入发动机气缸,再经过压缩、点火做功、最后经燃烧后的废气经排气门排出发动机,由此完成一个工作循环。

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而在缸内直喷燃油喷射系统中,空气不是在进气岐管中与汽油混合,而是在气缸中与汽油混合,其它的过程与多点电喷相同。这种混合气形成方式,可以实现稀薄燃烧和分层燃烧,可以更好的降低油耗。在节能减排的大环境下,缸内直喷是未来发动机的发展方向。



那么空气和汽油以什么样的比例混合最合适呢?这就涉及到混合气的空燃比(或过量空气系数)的概念了。


什么是空燃比?


空燃比A/F(A:air-空气,F:fuel-燃料)表示空气和燃料的混合比。空燃比是发动机运转时的一个重要参数,它对尾气排放、发动机的动力性和经济性都有很大的影响。空气—燃油理论上理想的质量比为14.7:1,称作理论空燃比。燃油完全燃烧的质量关系为14.7kg空气比1kg燃油,与此对应的容积比为9500L空气比1L燃油。


理论上使燃油完全燃烧,所需的空气量等于理论空气量。实际上,供给的空气量总是大于或小于理论空气量。为了评定发动机工作过程中所用空气数量的多寡,常引入过量空气系数的概念。


发动机工作过程中,燃烧1kg燃油实际供给的空气量L与理论空气量LO之比,称为过量空气系数。



在理论上空气和汽油可以任意比例的混合,但是只有混合气浓度在一定范围内才适应发动机的工作要求。在发动机不同的工况下,分别有正常混合气、浓混合气、稀混合气等,以下分别先容。


正常混合气


为保证发动机稳定可靠地工作,有利的混合气成分一般在0.85~1.2范围内。



浓混合气


过量空气系数在0.85~0.95时,火焰传播速度最 大,此时燃烧速度最快,可在短时间内使气缸压力和温度达到最 大值,散热损失小,做功最多。


由于此时供给的燃料量比完全燃烧时所需的燃料稍多,在空气量一定的情况下,提高了对氧的利用程度,使燃烧产物的分子数增多,燃气压力提高,因此,发动机发出最 大功率。称这种混合气为最 大功率混合气。



当过量空气系数小于0.85时,称为过浓混合气。此时,由于火焰传播速度降低,功率减少;由于缺氧,燃烧不完全,热效率降低,耗油率增加。发动机怠速或低负荷运转时,节气门开度小,进入气缸的新鲜混合气量少,残余废气相对较多,可能引起断火现象。


如果在发动机在中等负荷下,也供给过浓混合气,由于火焰传播速度低,燃烧速度减慢,混合气在大容积下燃烧,发动机易过热,排气温度增高。高温废气中未完全燃烧的成分在排气管口与空气相遇,剧烈氧化,形成排气管放炮现象。


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