我們的汽車在日常使用中有時會出現加不上油、發動機回火、放炮等現象,有時又會出現排氣管冒黑煙、油耗突然升高的現象,這是因為你的車混合氣過稀(或過濃)了。那麼這個混合氣的稀與濃是什麼意思呢?今天老侯就來給大家解析:汽車發動機究竟需要什麼樣的混合氣?
汽車發動機混合氣的形成方式
大家都知道,發動機工作時是需要燃油的。燃油又分為汽油和柴油,絕大部分的轎車使用汽油作為燃料,所以今天我們只討論汽油機。
汽車發動機是依靠汽油在發動機氣缸內燃燒,然後膨脹做功,推動活塞下行,進而推動曲軸轉動,向外輸出動力。所以,發動機產生動力的根源就在於汽油的燃燒,汽油燃燒的好壞直接決定發動機的動力水平。大家都知道汽油的燃燒使需要氧氣的,氧氣從何而來?從空氣中獲得。所以,將空氣和汽油按照一定的比例和方式引進發動機,是保證汽油完全燃燒的關鍵,這就是發動機空燃比和混合氣形成方式。
汽油機混合氣的形成有三種方式,分別是化油器式、多點電噴式和缸內直噴式。化油器式在汽車上已經淘汰,只有部分低端的摩託車上還在使用,今天我們不再討論。
在多點電噴式燃油噴射系統中,空氣經空氣濾清器淨化後,經由節氣門進入進氣岐管,在進氣岐管中與噴油器噴入的汽油混合,然後經進氣門進入發動機氣缸,再經過壓縮、點火做功、最後經燃燒後的廢氣經排氣門排出發動機,由此完成一個工作循環。
而在缸內直噴燃油噴射系統中,空氣不是在進氣岐管中與汽油混合,而是在氣缸中與汽油混合,其它的過程與多點電噴相同。這種混合氣形成方式,可以實現稀薄燃燒和分層燃燒,可以更好的降低油耗。在節能減排的大環境下,缸內直噴是未來發動機的發展方向。
那麼空氣和汽油以什麼樣的比例混合最合適呢?這就涉及到混合氣的空燃比(或過量空氣係數)的概念了。
什麼是空燃比?
空燃比A/F(A:air-空氣,F:fuel-燃料)表示空氣和燃料的混合比。空燃比是發動機運轉時的一個重要參數,它對尾氣排放、發動機的動力性和經濟性都有很大的影響。空氣—燃油理論上理想的質量比為14.7:1,稱作理論空燃比。燃油完全燃燒的質量關係為14.7kg空氣比1kg燃油,與此對應的容積比為9500L空氣比1L燃油。
理論上使燃油完全燃燒,所需的空氣量等於理論空氣量。實際上,供給的空氣量總是大於或小於理論空氣量。為了評定發動機工作過程中所用空氣數量的多寡,常引入過量空氣係數的概念。
發動機工作過程中,燃燒1kg燃油實際供給的空氣量L與理論空氣量LO之比,稱為過量空氣係數。
在理論上空氣和汽油可以任意比例的混合,但是只有混合氣濃度在一定範圍內才適應發動機的工作要求。在發動機不同的工況下,分別有正常混合氣、濃混合氣、稀混合氣等,以下分別介紹。
正常混合氣
為保證發動機穩定可靠地工作,有利的混合氣成分一般在0.85~1.2範圍內。
濃混合氣
過量空氣係數在0.85~0.95時,火焰傳播速度最大,此時燃燒速度最快,可在短時間內使氣缸壓力和溫度達到最大值,散熱損失小,做功最多。
由於此時供給的燃料量比完全燃燒時所需的燃料稍多,在空氣量一定的情況下,提高了對氧的利用程度,使燃燒產物的分子數增多,燃氣壓力提高,因此,發動機發出最大功率。稱這種混合氣為最大功率混合氣。
當過量空氣係數小於0.85時,稱為過濃混合氣。此時,由於火焰傳播速度降低,功率減少;由於缺氧,燃燒不完全,熱效率降低,耗油率增加。發動機怠速或低負荷運轉時,節氣門開度小,進入氣缸的新鮮混合氣量少,殘餘廢氣相對較多,可能引起斷火現象。
如果在發動機在中等負荷下,也供給過濃混合氣,由於火焰傳播速度低,燃燒速度減慢,混合氣在大容積下燃燒,發動機易過熱,排氣溫度增高。高溫廢氣中未完全燃燒的成分在排氣管口與空氣相遇,劇烈氧化,形成排氣管放炮現象。