Question

汽油机各工况对混合气的要求

Answer 1

问：汽油机各工况对混合气的要求

答：发动机工况是其工作状况的简称， 通常用发动机转速和负荷来表示。 不同的发动机工况 对混合气的浓度要求是不一样的。 （1） 起动工况 发动机起动特别是冷起动时， 温度和转速过低， 汽油雾化和蒸发条件较 差， 需要最浓混合气， 来保证混合气中有足够的汽油蒸气， 以便顺利起动。 （2） 怠速和小负荷工况 怠速转速低， 空气流速低， 汽油雾化不良， 与空气混合不均匀。 怠速和小负荷时， 节气门开度很小， 废气含量高， 燃烧速度慢。 这些对传统汽车发动机来说需要 相对较浓的混合气， 但对具有三元催化转化器的汽车， 其电控燃油供给系统一般控制在理论空燃 比附近， 并适当提高怠速转速， 控制怠速随着发动机冷却液温度的升高而降至正常怠速。 （3） 中等负荷工况 现代电控燃油供给系统一般采用闭环控制， 保证混合气浓度始终在 理论空燃比附近， 使排出污染物降至最低。 （4） 大负荷和全负荷工况 在大负荷和全负荷工况时， 汽车需要克服较大阻力， 驾驶人力求将加速踏板踩到底， 发动机发出尽可能大的功率， 要求提供较浓的混合气。

答：（5） 加速工况 驾驶人迅速踩踏加速踏板， 发动机转速和功率迅速提高， 要求提供较浓 的混合气。 电控燃油供给系统综合考虑混合气浓度对发动机各种性能的影响， 根据发动机工况的 变化随时调整混合气浓度。

答：汽油机各种工况对可燃混合气成份的要求作为车用汽油机，其工况（负荷和转速）是复杂的，例如，超车、刹车、高速行驶、汽车在红灯信号下，起步或怠速运转、汽车满载爬坡等，工况变化范围很大，负荷可以0→100%，转速可以最低→最高。不同工况对混合气的数量和浓度都有不同要求，具体要求如下：（1）小负荷工况-要求供给较浓混合气α=0.7～0.9量少，因为，小负荷时，节气门开度较小，进入气缸内的可燃混合气量较少，而上一循环残留在气缸中的废气在气缸内气体中所占的比例相对较多，不利于燃烧，因此必须供给较浓的可燃混合气。（2）中负荷工况-要求经济性为主，混合气成分α=0.9～1.1，量多。 发动机大部分工作时间处于中负荷工况，所以经济性要求为主。中负荷时，节气门开度中等，故应供给接近于相应耗油率最小的α值的混合气，主要是α>1的稀混合气，这样，功率损失不多，节油效果却很显著。

答：（3）全负荷工况-要求发出最大功率Pemax，α=0.85～0.95量多汽车需要克服很大阻力（如上陡坡或在艰难路上行驶）时，驾驶员往往需要将加速踏板踩到底，使节气门全开，发动机在全负荷下工作，显然要求发动机能发出尽可能大的功率，即尽量发挥其动力性，而经济性要求居次要地位。故要求化油器供给Pemax时的α值。（4）起动工况-要求供给极浓的混合气α=0.2～0.6量少。因为发动机起动时，由于发动机处于冷车状态，混合气得不到足够地预热，汽油蒸发困难。同时，由于发动机曲轴被带动的转速低，因而被吸入化油器喉管内的空气流速较低。难以在喉管处产生足够的真空度使汽油喷出。既使是从喉管流出汽油，也不能受到强烈气流的冲击而雾化，绝大部分呈油粒状态。混合气中的油粒会因为与冷金属接触而凝结在进气管壁上，不能随气流进入气缸。因而使气缸内的混合气过稀，无法引燃，因此，要求化油器供给极浓的混合气进行补偿，从而使进入气缸的混合气有足够的汽油蒸汽，以保证发动机得以起动。

答：（5）怠速是指发动机在对外无功率输出的情况下以最低转速运转，此时混合气燃烧后所作的功，只用以克服发动机的内部阻力，使发动机保持最低转速稳定运转。汽油机怠速运转一般为300～700r/min，转速很低，化油器内空气流速也低，使得汽油雾化不良，与空气的混合也很不均匀。另一方面，节气门开度很小，吸入气缸内的可燃混合气量很少，同时又受到气缸内残余废气的冲淡作用，使混合气的燃烧速度↓↓，因而发动机动力不足。因此要求提供较浓的混合气α=0.6～0.8 。

答：（6）加速工况发动机的加速是指负荷突然迅速增加的过程。要求混合气量要突增，并保证浓度不下降。当驾驶员猛踩踏板时，节气门开度突然加大，以期发动机功率迅速增大。在这种情况下，空气流量和流速以及喉管真空度均随之增大。汽油供油量，也有所增大。但由于汽油的惯性>空气的惯性，汽油来不及足够地以喷口喷出，所以瞬时汽油流量的增加比空气的增加要小得多，致使混合气过稀。另外，在节气门急开时，进气管内压力骤然升高，同时由于冷空气来不及预热，使进气管内温度降低。不利于汽油的蒸发，致使汽油的蒸发量减少，造成混合气过稀。结果就会导致发动机不能实现立即加速，甚至有时还会发生熄火现象。为了改善这种情况，就应该采取强制方法。在化油器节气门突然开大时，强制多供油，额外增加供油量，及时使混合气加浓到足够的程度。

答：通过上述分析，可以看出①发动机的运转情况是复杂的，各种运转情况对可燃混合气的成分要求不同。②起动、怠速、全负荷、加速运转时，要求供给浓混合气α<1。③中负荷运转时，随着节气门开度由小变大，要求供给由浓逐渐变稀的混合气α=0.9～1.1