對於汽車有了解的(de)朋友們都能對各類汽車(chē)發動機技術如數家珍,渦輪增壓、可變氣門正時/升程、缸內直噴等技術對於現代汽車發動(dòng)機來說都起了非常積極的效率提升作用。除了(le)少數為極限性能(néng)而生的(de)跑車發動機,絕大多數的民用車發動機使用(yòng)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(shào)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(lái)越複雜,但是核心還是(shì)燃油和空(kōng)氣混合燃燒做功產生動能推動汽車行駛,所以無論何(hé)種發動機技術,讓燃油和空氣以最佳(jiā)的比例燃燒都是發動機重要的設計思路。顧(gù)名(míng)思義,空燃比(bǐ)是指(zhǐ)發動機氣缸(gāng)內混合氣中空氣與燃料之間的(de)質量(liàng)的比例。在實驗室環境(jìng)下,理論上1kg汽油完全燃燒需要的空氣質量為14.7kg,所(suǒ)以(yǐ)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,所以下文隻討(tǎo)論汽油發動機)。
當發動機以14.7的空燃比做功時是各方麵性(xìng)能最均衡、效率相(xiàng)對最高的,而(ér)空燃比在12~13時功率一般都是最(zuì)大的,在16時則(zé)油耗最低,在18左右汙染物濃度最低。雖然14.7的空燃比是發(fā)動(dòng)機的理論最優值,但發動(dòng)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(rú)果是巡航時,ECU會讓發動機(jī)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(jī)降低空燃比做功,讓發動機處於較好(hǎo)的動力儲備水(shuǐ)平。
前文提到的不管是可變(biàn)氣(qì)門正時/升程還(hái)是缸內直噴技術其實都(dōu)是(shì)為了更精準的控(kòng)製發動機進氣量和噴(pēn)油(yóu)量,從而使發動機的空燃比始終(zhōng)保持合適的水平(píng),而為何(hé)ECU知道發(fā)動機工作時的空燃比(bǐ)呢?給ECU提供數據依據就是氧傳感器。其工(gōng)作原理是(shì)氧傳感器將測得廢氣中氧的濃度,轉換成電信號後發送給ECU,使發動機的空燃比控製在一個狹小的、接(jiē)近理想(xiǎng)的區(qū)域(yù)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(huà)物(wù)的轉化率急劇下降為20%,因此必(bì)須保證(zhèng)最佳的空燃比,實現更環保的尾氣排放(fàng)。