什么是发动机可燃混合气?

关于我们的爱车,我想问一下什么是发动机可燃混合气?

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老黄

2020-07-30 09:21:05

关于题主的问题,我觉得我们的爱车偶尔出现抖动、加速无力、冒黑烟等故障时,我们去修理厂检查维修,修理工一般都会连上汽车诊断电脑,读取发动机运行数据流,然后告诉我们,混合气过稀了,或者混合气过浓了,需要维修哪些部位,等等。对于汽车小白来说,肯定是一头雾水:什么是混合气啊?这过稀、过浓又是怎么回事啊?今天我们就来说说什么是发动机可燃混合气,它又是如何形成的,它对发动机的燃烧和性能有什么影响。

大家知道,汽车发动机本质上是一个能量转换机器。燃油中含有丰富的化学能,它与空气以一定的比例混合,然后进入发动机燃烧室,在燃烧室中燃油被点燃,与空气中的氧气发生剧烈的化学反应,将燃油中的化学能以热能的形式释放出来,并且使燃烧后生成的气体受热膨胀,体积急剧增大,这种高温高压的气体推动活塞下行,带动曲轴旋转,变成了发动机的扭矩对外输出。这个扭矩经过汽车传动系统放大和改变方向后,驱动汽车行驶。

所以,这个过程的关键就是燃油在发动机中可靠、稳定的燃烧。发动机的燃料有汽油、柴油、天然气等,它们燃烧都需要氧气。那么氧气从何而来?从空气中来,发动机配气机构给发动机提供空气,然后燃油与空气以一定的比例和方式混合,在燃烧室中燃烧。这种燃油和空气混合而成的可以燃烧的气体就叫做可燃混合气。它是对发动机动力性和经济性影响最大的物质。

不同的燃料在发动机中的燃烧过程也略有不同,可燃混合气的浓度也会影响这个燃烧过程。汽油发动机燃烧过程分为三个阶段,分别是着火延迟期、急燃期和补燃期,由于汽油燃烧速度较快,整个过程是在一种类似于“等容”的条件下进行的。柴油发动机燃烧过程分为四个阶段,分别是着火延迟期、急燃期、缓燃期和补燃期,由于柴油燃烧速度较慢,并且燃烧过程是“边喷边燃”,所以燃烧过程是在一种类似于“等压”的条件下进行的。

燃油的主要成分是碳氢化合物,空气中助燃的成分是氧气,它们在燃烧时是有一定比例的。在可燃混合气中空气与燃油的质量比就叫做空燃比。对于不同的燃料,空燃比是不同的。以我们最常见的汽油发动机来说,理论空燃比是14.7:1。也就是说,当可燃混合气中有14.7份的空气、有一份汽油的时候,空气中氧气正好与汽油中碳氢完全化合,既没有剩余,也没有过量,是我们追求的最理想的空燃比。这是世界上最常用的表征可燃混合气浓度的参数,空燃比大于14.7:1的称为稀混合气,空燃比小于14.7:1的称为浓混合气,空燃比等于14.7:1的称为标准混合气。

此外,还有一个表征可燃混合气浓度的参数,叫做过量空气系数,它是指燃烧一公斤燃油实际供给的空气量与理论上所需要的空气量之比。比如理论上燃烧一公斤汽油需要14.7公斤的空气,此时的过量空气系数就是1,这种可燃混合气称为标准混合气;如果实际供给的空气量大于14.7公斤,此时的过量空气系数就大于1,这种可燃混合气称为稀混合气;如果实际供给的空气量小于14.7公斤,此时的过量空气系数就小于1,这种可燃混合气称为浓混合气。在分析发动机燃烧时,使用过量空气系数更简洁,更便于描述。

在我们的实际驾驶中,偶尔会遇到可燃混合气过浓或者过稀的故障。一般来说,可燃混合气过稀时,发动机会抖动严重,加速无力,加速顿挫等,这种情况一般是由于燃油滤清器堵塞、燃油泵压力不足、喷油器喷油量过小、进气管漏气等因素导致的。如果可燃混合气过浓的话,发动机会不易启动、游车、油耗增高、冒黑烟等,这种情况一般是由于空气滤清器堵塞、喷油器滴油、系统压力过高等因素导致的。

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