對于汽車有了解的朋友們都能對各類汽車發(fā)動機技術如數(shù)家珍,渦輪增壓、可變氣門正時/升程、缸內直噴等技術對于現(xiàn)代汽車發(fā)動機來說都起了非常積極的效率提升作用。除了少數(shù)為極限性能而生的跑車發(fā)動機,絕大多數(shù)的民用車發(fā)動機使用新技術的最終目的其實都是為了追求更好的空燃比,本文就來為您介紹一下這個略顯生僻的發(fā)動機指標。
雖然現(xiàn)在的汽車發(fā)動機技術越來越復雜,但是核心還是燃油和空氣混合燃燒做功產生動能推動汽車行駛,所以無論何種發(fā)動機技術,讓燃油和空氣以最佳的比例燃燒都是發(fā)動機重要的設計思路。顧名思義,空燃比是指發(fā)動機氣缸內混合氣中空氣與燃料之間的質量的比例。在實驗室環(huán)境下,理論上1kg汽油完全燃燒需要的空氣質量為14.7kg,所以把空燃比為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(fā)動機我們日常接觸的不多,所以下文只討論汽油發(fā)動機)。
當發(fā)動機以14.7的空燃比做功時是各方面性能最均衡、效率相對最高的,而空燃比在12~13時功率一般都是最大的,在16時則油耗最低,在18左右污染物濃度最低。雖然14.7的空燃比是發(fā)動機的理論最優(yōu)值,但發(fā)動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(fā)動機的空燃比。如果是巡航時,ECU會讓發(fā)動機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(fā)動機降低空燃比做功,讓發(fā)動機處于較好的動力儲備水平。
前文提到的不管是可變氣門正時/升程還是缸內直噴技術其實都是為了更精準的控制發(fā)動機進氣量和噴油量,從而使發(fā)動機的空燃比始終保持合適的水平,而為何ECU知道發(fā)動機工作時的空燃比呢?給ECU提供數(shù)據(jù)依據(jù)就是氧傳感器。其工作原理是氧傳感器將測得廢氣中氧的濃度,轉換成電信號后發(fā)送給ECU,使發(fā)動機的空燃比控制在一個狹小的、接近理想的區(qū)域內(14.7:1)。而氧傳感器另一大作用就是實況監(jiān)測發(fā)動機的工況,使得尾氣排放更加環(huán)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,但氮氧化物的轉化率急劇下降為20%,因此必須保證最佳的空燃比,實現(xiàn)更環(huán)保的尾氣排放。