空燃比详细解答
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过程进行到排气行程终了，补燃增多，使发动机 功率下降，油耗增多。由于燃烧过程的时间延长， 在排气行程终了进气门已开启，含氧过剩的高温 废气可以点燃进气管内新气，造成进气管回火。 • 当φ1.3～1. 4时，由于燃料热值过低，混合气不 能传播，造成缺火或停车现象。此混合气浓度为 火焰传播的下限。
正常混合气
LO
Φ(弗爱 )
燃烧速度最快的混合气
• 过量空气系数φ0.85～0.95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。
过浓混合气
• 当过量空气系数φ﹤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。
• 为保证发动机稳 定可靠地工作， 有利的混合气成 分一般在 φ 0.85～1. 2范 围内。
发动机各种工况对混合气的要求
• 发动机在实际运行过程中,其工况在工作范 围内是不断变化的,且在工况变化时,发动 机对可燃混合气空燃比的要求也是不同的.
• (一)稳定工况 • (二)过渡工况
（一）稳定工况对混合气的要求
• 在怠速工况下，节气门处于关闭状态。因而进气 管内的真空度很大。在进气门开启时，气缸内的 压力可能高于进气管压力，废气膨胀进入进气管 内。在进气冲程中，把这些废气和新混合气同时 吸入气缸，结果气缸内的混合气含有比例较大的 废气，为保证这种经废气稀释过的混合气能正常 燃烧，就必须供给很浓的混合气。
小负荷工况
暖机
• 暖车过程中，尽管发动机温度随着转速的 提升也在逐步上升，但发动机温度仍然较 低，气缸内的废气相对较多，混合气受到 稀释，对燃烧不利，为保持发动机稳定的 运行也要求浓的混合气。暖车的加浓程度， 应在暖车过程中逐渐减小，一直到发动机 能以正常的混合气在稳定工况下运转为止。
加速和减速
• 汽车在加速时，节气门突然开大，进气管压力随之 增加。由于液Baidu Nhomakorabea燃料流动的惯性和进气管压力增大 后燃料蒸发量减少、大量的汽油颗粒沉淀在进气管 壁上，形成厚油膜，这样造成实际混合气成分瞬间 被稀释，使发动机转速下降。为防止这种现象发生， 要喷入进气管附加燃料，才能获得良好的加速性能。
• 发动机的稳定工况是指发动机已经完全预 热,进入正常运转,且在一定时间内转速和负 荷没有突然变化的情况.稳定工况又可分为 怠速、小负荷、中等负荷、大负荷和全负 荷等几种。
怠速工况
• 怠速工况是指发动机对外无功率输出且以最低稳 定转速运转。
• 此时，混合气燃烧后所做的功，只用于克服发动 机内部的阻力，并使发动机保持最低转速稳定运 转。
空燃比的意义
关于混合气的几个问题
• 燃烧速度最快的混合气浓度是多少? • 最经济的混合气浓度是多少? • 何谓过浓混合气? • 何谓过稀混合气? • 发动机控制的核心问题是什么? • 燃油喷射时间就是实际喷油量吗?
理论空燃比的概念
• 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14.7空气比1燃油，与此对应的容积比 为9500L空气比1L燃油。
• 如图中A点开始，随节 气门开度增大，稀释 将逐渐减弱，所以小 负荷工况下要求混合 气如图段所示。也就 是说，发动机在小负 荷运行时，供给混合 气也应加浓，但加浓 的程度随负荷的增加 而减小。
中等负荷工况
• 汽车发动机的大部分时间都处在中等负荷 状态。在中等负荷运行时，节气门已有足 够的开度，废气稀释影响已经不复存在， 因此要求供给发动机稀的混合气，以获得 最佳的燃油经济性，如图段，空燃比约为 16～17。
大负荷工况
• 在大负荷时，节气门开度已超过3/4，此时应随着 节气门开度的加大而逐渐地加浓混合气以满足发 动机功率的要求，如图中的段。但实际上，在节 气门尚未全开之前，如果需要获得更大的转矩， 只要把节气门进一步开大就能实现，没有必要使 用功率空燃比来提高功率，而应当继续使用经济 混合气来达到省油的目的。因此，在节气门全开 之前所有的部分负荷工况都按经济混合气配制。
• 只是在全负荷工况时，节气门已经全开，此时为 了获得该工况下的最大功率必须供给功率混合气， 如图中D点。在从大负荷过渡到全负荷工况的过 程中，混合气的加浓也应该是逐渐变化的。
（二）过渡工况对混合气的要求
• 汽车在运行中的过渡工况可分为以下三种 形式：
• 冷起动 • 暖机 • 加速和减速
冷起动
• 冷车起动时，由于发动机的转速和燃烧室 壁面温度低、空气流速慢，导致汽油蒸发 和雾化条件不好，因此要求发动机供给很 浓的混合气。为保证冷起动顺利，要求供 给的混合气空燃比达2︰1才能在气缸中产 生可燃混合气。
14.7：1
过量空气系数
• 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1燃油实际供给的空气量 L与理论空气量之比,称为过量空气系数。
ab L
• 当φ0.4～0. 5时，由于严重缺氧，火焰 不能传播，混合气 不能燃烧。
最经济混合气
• 当过量空气系数φ1.05～1.15时，火焰传播 速度仍很高，且此时空气相对充足，燃油 能完全燃烧，所以热效率最高，有效耗油 率最低。此浓度混合气称为最经济混合气。
过稀混合气
• 当过量空气系数φ﹥1.15时，称为过稀混合气。 • 此时火焰传播速度降低很多，燃烧缓慢，使燃烧
正常混合气
LO
Φ(弗爱 )
燃烧速度最快的混合气
• 过量空气系数φ0.85～0.95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。
过浓混合气
• 当过量空气系数φ﹤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。
• 为保证发动机稳 定可靠地工作， 有利的混合气成 分一般在 φ 0.85～1. 2范 围内。
发动机各种工况对混合气的要求
• 发动机在实际运行过程中,其工况在工作范 围内是不断变化的,且在工况变化时,发动 机对可燃混合气空燃比的要求也是不同的.
• (一)稳定工况 • (二)过渡工况
（一）稳定工况对混合气的要求
• 在怠速工况下，节气门处于关闭状态。因而进气 管内的真空度很大。在进气门开启时，气缸内的 压力可能高于进气管压力，废气膨胀进入进气管 内。在进气冲程中，把这些废气和新混合气同时 吸入气缸，结果气缸内的混合气含有比例较大的 废气，为保证这种经废气稀释过的混合气能正常 燃烧，就必须供给很浓的混合气。
小负荷工况
暖机
• 暖车过程中，尽管发动机温度随着转速的 提升也在逐步上升，但发动机温度仍然较 低，气缸内的废气相对较多，混合气受到 稀释，对燃烧不利，为保持发动机稳定的 运行也要求浓的混合气。暖车的加浓程度， 应在暖车过程中逐渐减小，一直到发动机 能以正常的混合气在稳定工况下运转为止。
加速和减速
• 汽车在加速时，节气门突然开大，进气管压力随之 增加。由于液Baidu Nhomakorabea燃料流动的惯性和进气管压力增大 后燃料蒸发量减少、大量的汽油颗粒沉淀在进气管 壁上，形成厚油膜，这样造成实际混合气成分瞬间 被稀释，使发动机转速下降。为防止这种现象发生， 要喷入进气管附加燃料，才能获得良好的加速性能。
• 发动机的稳定工况是指发动机已经完全预 热,进入正常运转,且在一定时间内转速和负 荷没有突然变化的情况.稳定工况又可分为 怠速、小负荷、中等负荷、大负荷和全负 荷等几种。
怠速工况
• 怠速工况是指发动机对外无功率输出且以最低稳 定转速运转。
• 此时，混合气燃烧后所做的功，只用于克服发动 机内部的阻力，并使发动机保持最低转速稳定运 转。
空燃比的意义
关于混合气的几个问题
• 燃烧速度最快的混合气浓度是多少? • 最经济的混合气浓度是多少? • 何谓过浓混合气? • 何谓过稀混合气? • 发动机控制的核心问题是什么? • 燃油喷射时间就是实际喷油量吗?
理论空燃比的概念
• 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14.7空气比1燃油，与此对应的容积比 为9500L空气比1L燃油。
• 如图中A点开始，随节 气门开度增大，稀释 将逐渐减弱，所以小 负荷工况下要求混合 气如图段所示。也就 是说，发动机在小负 荷运行时，供给混合 气也应加浓，但加浓 的程度随负荷的增加 而减小。
中等负荷工况
• 汽车发动机的大部分时间都处在中等负荷 状态。在中等负荷运行时，节气门已有足 够的开度，废气稀释影响已经不复存在， 因此要求供给发动机稀的混合气，以获得 最佳的燃油经济性，如图段，空燃比约为 16～17。
大负荷工况
• 在大负荷时，节气门开度已超过3/4，此时应随着 节气门开度的加大而逐渐地加浓混合气以满足发 动机功率的要求，如图中的段。但实际上，在节 气门尚未全开之前，如果需要获得更大的转矩， 只要把节气门进一步开大就能实现，没有必要使 用功率空燃比来提高功率，而应当继续使用经济 混合气来达到省油的目的。因此，在节气门全开 之前所有的部分负荷工况都按经济混合气配制。
• 只是在全负荷工况时，节气门已经全开，此时为 了获得该工况下的最大功率必须供给功率混合气， 如图中D点。在从大负荷过渡到全负荷工况的过 程中，混合气的加浓也应该是逐渐变化的。
（二）过渡工况对混合气的要求
• 汽车在运行中的过渡工况可分为以下三种 形式：
• 冷起动 • 暖机 • 加速和减速
冷起动
• 冷车起动时，由于发动机的转速和燃烧室 壁面温度低、空气流速慢，导致汽油蒸发 和雾化条件不好，因此要求发动机供给很 浓的混合气。为保证冷起动顺利，要求供 给的混合气空燃比达2︰1才能在气缸中产 生可燃混合气。
14.7：1
过量空气系数
• 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1燃油实际供给的空气量 L与理论空气量之比,称为过量空气系数。
ab L
• 当φ0.4～0. 5时，由于严重缺氧，火焰 不能传播，混合气 不能燃烧。
最经济混合气
• 当过量空气系数φ1.05～1.15时，火焰传播 速度仍很高，且此时空气相对充足，燃油 能完全燃烧，所以热效率最高，有效耗油 率最低。此浓度混合气称为最经济混合气。
过稀混合气
• 当过量空气系数φ﹥1.15时，称为过稀混合气。 • 此时火焰传播速度降低很多，燃烧缓慢，使燃烧