汽車發(fā)動機混合氣的形成方式
大家都知道，發(fā)動機工作時是需要燃油的。燃油又分為和柴油，絕大部分的轎車使用作為燃料，所以今天我們只討論機。
我們常說的混合氣的稀與濃是怎么回事？
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汽車發(fā)動機是依靠在發(fā)動機氣缸內(nèi)燃燒，然后膨脹做功，推動活塞下行，進而推動曲軸轉(zhuǎn)動，向外輸出動力。所以，發(fā)動機產(chǎn)生動力的根源就在于的燃燒，燃燒的好壞直接決定發(fā)動機的動力水平。大家都知道的燃燒使需要氧氣的，氧氣從何而來？從空氣中獲得。所以，將空氣和按照一定的比例和方式引進發(fā)動機，是保證燃燒的關鍵，這就是發(fā)動機
空燃比
和混合氣形成方式。
我們常說的混合氣的稀與濃是怎么回事？
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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(nèi)直噴式?；推魇皆谄嚿弦呀?jīng)淘汰，只有部分低端的摩托車上還在使用，今天我們不再討論。
在多點電噴式燃油噴射系統(tǒng)中，空氣經(jīng)空氣濾清器凈化后，經(jīng)由
節(jié)氣門
進入進氣岐管，在進氣岐管中與噴油器噴入的混合，然后經(jīng)進氣門進入發(fā)動機氣缸，再經(jīng)過壓縮、點火做功、后經(jīng)燃燒后的廢氣經(jīng)排氣門排出發(fā)動機，由此完成一個工作循環(huán)。
我們常說的混合氣的稀與濃是怎么回事？
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而在缸內(nèi)直噴燃油噴射系統(tǒng)中，空氣不是在進氣岐管中與混合，而是在氣缸中與混合，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(xiàn)稀薄燃燒和分層燃燒，可以*好的降低油耗。在
節(jié)能減排
的大環(huán)境下，缸內(nèi)直噴是未來發(fā)動機的發(fā)展方向。
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那么空氣和以什么樣的比例混合合適呢？這就涉及到混合氣的空燃比（或過量空氣系數(shù)）的概念了。
什么是空燃比？
空燃比A/F(A：air-空氣，F(xiàn)：fuel-燃料)表示空氣和燃料的混合比?？杖急仁前l(fā)動機運轉(zhuǎn)時的一個重要參數(shù)，它對尾氣排放、發(fā)動機的動力性和經(jīng)濟性都有很大的影響。空氣—燃油理論上理想的質(zhì)量比為14.7：1，稱作理論空燃比。燃油燃燒的質(zhì)量關系為14.7kg空氣比1kg燃油，與此對應的容積比為9500L空氣比1L燃油。
我們常說的混合氣的稀與濃是怎么回事？
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理論上使燃油燃燒，所需的空氣量等于理論空氣量。實際上，供給的空氣量總是大于或小于理論空氣量。為了評定發(fā)動機工作過程中所用空氣數(shù)量的多寡，常引入過量空氣系數(shù)的概念。
發(fā)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,稱為過量空氣系數(shù)。
我們常說的混合氣的稀與濃是怎么回事？
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在理論上空氣和可以任意比例的混合，但是只有混合氣濃度在一定范圍內(nèi)才適應發(fā)動機的工作要求。在發(fā)動機不同的工況下，分別有正?；旌蠚?、濃混合氣、稀混合氣等，以下分別介紹。
正?；旌蠚?br />為保證發(fā)動機穩(wěn)定可靠地工作，有利的混合氣成分一般在0.85～1.2范圍內(nèi)。
我們常說的混合氣的稀與濃是怎么回事？
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濃混合氣
過量空氣系數(shù)在0.85～0.95時,火焰?zhèn)鞑ニ俣萪a,此時燃燒速度快,可在短時間內(nèi)使氣缸壓力和溫度達到da值,熱損失小,做功多。
由于此時供給的燃料量比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(chǎn)物的分子數(shù)增多，燃氣壓力提高，因此，發(fā)動機發(fā)出da功率。稱這種混合氣為da功率混合氣。
我們常說的混合氣的稀與濃是怎么回事？
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當過量空氣系數(shù)小于0.85時，稱為過濃混合氣。此時,由于火焰?zhèn)鞑ニ俣冉档?，功率減少；由于缺氧，燃燒不，熱效率降低，耗油率增加。發(fā)動機怠速或低負荷運轉(zhuǎn)時，節(jié)氣門開度小，進入氣缸的新鮮混合氣量少，殘余廢氣相對較多，可能引起斷火現(xiàn)象。
如果在發(fā)動機在中等負荷下，也供給過濃混合氣，由于火焰?zhèn)鞑ニ俣鹊?，燃燒速度減慢，混合氣在大容積下燃燒，發(fā)動機易過熱，排氣溫度。高溫廢氣中未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(xiàn)象。
當過量空氣系數(shù)=0.4～0.5時，由于嚴重缺氧，火焰不能傳播，混合氣不能燃燒。有些發(fā)動機所謂的“淹缸”就是這種情況。
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稀混合氣
當過量空氣系數(shù)=1.05～1.15時，火焰?zhèn)鞑ニ俣热院芨撸掖藭r空氣相對充足，燃油能燃燒，所以熱效率gao，有效耗油率di。此濃度混合氣稱為經(jīng)濟混合氣。
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當過量空氣系數(shù)大于1.15時，稱為過稀混合氣。此時火焰?zhèn)鞑ニ俣冉档秃芏?，燃燒緩慢，使燃燒過程進行到排氣行程終了，補燃增多，使發(fā)動機功率下降，油耗增多。由于燃燒過程的時間延長，在排氣行程終了進氣門已開啟，含氧過剩的高溫廢氣可以點燃進氣管內(nèi)新氣，造成進氣管回火。
當過量空氣系數(shù)=1.3～1.4時，由于燃料熱值過低，混合氣不能傳播，造成缺火或停車現(xiàn)象。此混合氣濃度為火焰?zhèn)鞑サ南孪蕖?br />我們常說的混合氣的稀與濃是怎么回事？
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但是現(xiàn)在有一些發(fā)動機，在燃燒室結(jié)構(gòu)上做了特殊的設計，可以使用很稀的混合氣實現(xiàn)稀薄燃燒或分層燃燒，這時的混合氣濃度不再具有指導意義。
發(fā)動機工況分析
發(fā)動機在實際運行過程中,其工況在工作范圍內(nèi)是不斷變化的,且在工況變化時,發(fā)動機對可燃混合氣空燃比的要求也是不同的，主要有穩(wěn)定工況和過渡工況兩種情況。
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穩(wěn)定工況對混合氣的要求發(fā)動機的穩(wěn)定工況是指發(fā)動機已經(jīng)預熱,進入正常運轉(zhuǎn),且在一定時間內(nèi)轉(zhuǎn)速和負荷沒有突然變化的情況.穩(wěn)定工況又可分為怠速、小負荷、中等負荷、大負荷和全負荷等幾種。
汽車在運行中的過渡工況可分為以下三種形式：冷起動、暖機、加速和減速。
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怠速工況
怠速工況是指發(fā)動機對外無功率輸出且以di穩(wěn)定轉(zhuǎn)速運轉(zhuǎn)。此時，混合氣燃燒后所做的功，只用于克服發(fā)動機內(nèi)部的阻力，并使發(fā)動機保持di轉(zhuǎn)速穩(wěn)定運轉(zhuǎn)。
怠速工況
下，節(jié)氣門處于關閉狀態(tài)。因而進氣管內(nèi)的真空度很大。在進氣門開啟時，氣缸內(nèi)的壓力可能**進氣管壓力，廢氣膨脹進入進氣管內(nèi)。在進氣沖程中，把這些廢氣和新混合氣同時吸入氣缸，結(jié)果氣缸內(nèi)的混合氣含有比例較大的廢氣，為保證這種經(jīng)廢氣稀釋過的混合氣能正常燃燒，就**供給很濃的混合氣。
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小負荷工況
如圖中A點開始，隨節(jié)氣門開度增大，稀釋將逐漸減弱，所以小負荷工況下要求混合氣如圖AB段所示。也就是說，發(fā)動機在小負荷運行時，供給混合氣也應加濃，但加濃的程度隨負荷的增加而減小。
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中等負荷工況
汽車發(fā)動機
的大部分時間都處在中等負荷狀態(tài)。在中等負荷運行時，節(jié)氣門已有足夠的開度，廢氣稀釋影響已經(jīng)不復存在，因此要求供給發(fā)動機稀的混合氣，以獲得jia的燃油經(jīng)濟性，如圖BC段，空燃比約為16～17。
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大負荷工況
在大負荷時，節(jié)氣門開度已*過3/4，此時應隨著節(jié)氣門開度的加大而逐漸地加濃混合氣以滿足發(fā)動機功率的要求，如圖中的CD段。但實際上，在節(jié)氣門尚未全開之前，如果需要獲得*大的轉(zhuǎn)矩，只要把節(jié)氣門進一步開大就能實現(xiàn)，沒有必要使用功率空燃比來提高功率，而應當繼續(xù)使用經(jīng)濟混合氣來達到省油的目的。因此，在節(jié)氣門全開之前所有的部分負荷工況都按經(jīng)濟混合氣配制。
只是在全負荷工況時，節(jié)氣門已經(jīng)全開，此時為了獲得該工況下的da功率**供給功率混合氣，如圖中D點。在從大負荷過渡到全負荷工況的過程中，混合氣的加濃也應該是逐漸變化的。
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冷車起動
冷車起動時，由于發(fā)動機的轉(zhuǎn)速和燃燒室壁面溫度低、空氣流速慢，導致蒸發(fā)和霧化條件不好，因此要求發(fā)動機供給很濃的混合氣。為保證冷起動順利，要求供給的混合氣空燃比達2︰1才能在氣缸中產(chǎn)生可燃混合氣。在早期的電噴發(fā)動機中，甚至還有專門在冷車啟動時工作的冷啟動噴油器。
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發(fā)動機暖機
暖車過程中，盡管發(fā)動機溫度隨著轉(zhuǎn)速的提升也在逐步上升，但發(fā)動機溫度仍然較低，氣缸內(nèi)的廢氣相對較多，混合氣受到稀釋，對燃燒不利，為保持發(fā)動機穩(wěn)定的運行也要求濃的混合氣。暖車的加濃程度，應在暖車過程中逐漸減小，一直到發(fā)動機能以正常的混合氣在穩(wěn)定工況下運轉(zhuǎn)為止。
我們常說的混合氣的稀與濃是怎么回事？
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加速和減速
汽車在加速時，節(jié)氣門突然開大，進氣管壓力隨之增加。由于液體燃料流動的慣性和進氣管壓力增大后燃料蒸發(fā)量減少、大量的沉淀在進氣管壁上，形成厚油膜，這樣造成實際混合氣成分瞬間被稀釋，使發(fā)動機轉(zhuǎn)速下降。為防止這種現(xiàn)象發(fā)生，要噴入進氣管附加燃料，才能獲得良好的加速性能。
汽車急減速時，駕駛員迅速松開加速踏板，節(jié)氣門突然關閉，此時由于慣性作用，發(fā)動機仍保持很高的轉(zhuǎn)速。因為進氣管真空度急劇升高，進氣管內(nèi)壓力降低，促使附著在進氣管壁上燃油加速氣化，造成混合氣過濃。為避免這一情況發(fā)生，在發(fā)動機減速時，供給的燃料應減少。
我們常說的混合氣的稀與濃是怎么回事？
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老侯點評
發(fā)動機在不同工況下，對混合氣的需求是有所不同的，所以，發(fā)動機對空燃比的控制，是發(fā)動機控制的一項重要內(nèi)容。現(xiàn)在的發(fā)動機由于電子計算機控制技術的迅速發(fā)展，大量新技術、新結(jié)構(gòu)不斷出現(xiàn)，比如VVT可變配氣相位技術、電子氣門升程控制等、電子節(jié)氣門控制、缸內(nèi)直噴技術、分層燃燒技術等等新技術，帶來了一系列不同控制理念。因此，現(xiàn)在發(fā)動機空燃比控制，涉及的因素非常多，總體上是趨向于使用稀混合氣實現(xiàn)稀薄燃燒。