汽车发动机运行工况对混合气成分的要求

汽车发动机运行工况对混合气成分有何要求？1发动机工况汽车的行驶条件是非常复杂的, 不仅包括道路条件、气候条件, 而且还包括交通情况, 因此发动机的转速及节气门(负荷) 开度经常在变化。所谓发动机的工况就是指发动机转速和负荷两个方面。发动机的转速,可从静止状态零变到设计规定的转速(额定转速); 节气门开度(负荷), 可以从零变到最大。由此可知, 发动机的工况从理论上讲是无穷多个, 在实际上是根据某种特点, 分成起动工况、怠速工况、中小负荷工况、全负荷工况、加减速工况等。这些工况对混合气浓度各有不同的要求。2 混合气浓度混合气的浓度是代表汽油与空气的混合比例, 它用过量空气系数表示。过量空气系数a是燃烧1 kg汽油实际供给空气的质量与理论上完全燃烧所需空气质量之比, 一般认定理论上完全燃烧1 kg 汽油需要15 kg的空气。若混合气中含有1 kg 汽油, 而空气是15 kg, 则a=1, 这种混合气称为标准混合气。若含1 kg汽油, 空气为12 kg, 其a=12/15=0.18, 这种混合气称为浓混合气。若含1 kg汽油, 空气18 kg, 其a=18/15=1.2, 这种混合气称为稀混合气。3 不同工况对混合气浓度的要求(1) 起动工况: 发动机由起动机拖动, 曲轴转速很低, 一般为50100 r/min, 这时发动机的温度低, 汽油蒸发很困难, 这样会使混合气太稀, 不能被火花塞的电火花点燃。为了能使发动机起动, 必须供给很浓的混合气, 要求混合气的a 值为0.140.16。(2) 怠速工况: 发动机起动后, 维持自身稳定旋转的最低稳定转速, 对外不输出动力, 称为怠速。怠速工况一般转速为350500 r/ min。这时, 转速很低, 节气门近于全闭, 吸入气缸的混合气很少, 而残留气缸中的废气又多, 对混合气起冲淡作用, 燃烧条件极差。所以, 要想维持发动机稳定运转, 需要供给较浓的混合气。要求混合气的a值为0.180.19。(3) 中小负荷工况: 相当于节气门超过怠速开度之后的节气门全开80%左右的区间, 为中小负荷工况。在实际使用中, 发动机大部分时间在这种工况下工作。小负荷时, 节气门开度小, 气缸中残气较多, 需要浓些混合气。随着节气门开大, 气缸内充气量增加, 汽油雾化、蒸发和燃烧条件得以改善, 所以需使可燃混合气逐渐由浓变稀, 一般a 值为0.181.11。(4) 全负荷工况: 节气门全开时, 要求发动机发出最大功率。这时, 发动机的充气量已达到最大, 为了充分利用有限的空气, 就需要多加些汽油, 即供给较浓的混合气, 一般要求混合气的a 值为0.180.19。(5) 加速工况: 当汽车骤然提高速度时(超车), 驾驶员就要突然踏油门, 使发动机转速剧增, 这就是加速工况。由于汽油比空气的惯性大, 在开大油门的瞬间, 进入化油器的空气量的增量将远远大于汽油的增量。同时, 因大量空气涌入进气道, 使其温度下降, 汽油蒸发条件变差, 这将导致混合气过稀。这样不仅不能加速,反而会因混合气过稀而使发动机熄火。所以, 在加速时, 必须额外供给一些汽油, 使混合气加浓。 2.试比较多点与单点喷射系统的优缺点。电子控制汽油喷射装置，一般由喷油油路，传感器组和电子控制单元三大部分组成。喷射器安装在原来化油器位置上，称为单点电控燃油喷射装置；喷射器安装在每个气缸的进气管上，称为多点电控燃油喷射装置。两者除了喷射器的安装位置不同外，还有使用性能和制造成本的差异。汽油发动机是依靠混合气在气缸内燃烧作功而运转的，发动机的运行质量很大程度由混合气的质量决定，混合气的形成在相当程度上又决定于燃油喷射系统的形式。因此，采用哪一种电控燃油喷射形式对发动机性能的影响是很大的。混合气中的燃油要雾化才能完全与空气混合，才能有助于燃烧。在供油系统中，燃油进入进气歧管时呈油滴状，在流向进气门的过程中，大部分油滴形成燃油雾气，小部分油滴则在进气歧管管壁上形成油膜。为了减少管壁油膜的数量，单点喷射和多点喷射采取了不同的方式去解决。单点喷射是将喷射器设在节气门上方，只能改善在节气门处的雾化以及加热管壁温度提高燃油的蒸发程度，但难以保证节气门后至进气门的一段管壁上不形成油膜或油滴，因此进气歧管的结构对混合气的输送和分配有重大影响，而且难以实现在所有工况下都能保持理想的混合气分配；多点喷射是将喷射器设在进气门处，燃油在热的进气门上进一步蒸发与空气充分混合后立即通过进气门进入燃烧室，不受到进气歧管结构的影响，可以保证均匀一致的混合气分配。当然，看事物总要有一分为二的现点。单点喷射虽然在运行性能上略低于多点喷射，但其构造简单，工作可靠，维护简单。其中一个很显著的优点，单点喷射的喷射器设在节气门上方，直接向气流速度很高的进气管道中喷射，由于该处压力低（流速与压力成反比），喷射时只需要0.1MPa的低压就可以喷射了，多点喷射则要在0.35MPa才工作，这就意味着单点喷射系统可以降低对电动燃油泵的要求，节省了成本。单点喷射系统（SPI）也称为中央燃油喷射（CFI），它也象多点喷射系统一样（参阅汽油喷射发动机二），由三部分组成：供油部分、供气部分和控制部分。供油部分由燃油箱、电动燃油泵、燃油滤清器、压力调节器和中央喷射器等组成，电动燃油泵一般安装在燃油箱内，系统以0.1MPa的低压将油泵出经燃油滤清器过滤杂质，送至中央喷射器喷出。供气部分由空气滤清器、节气门、进气歧管、气缸等组成，当空气吸入节气门后即开始与雾化燃油混合形成混合气，通过进气歧管分配至各个气缸。控制部分由电子控制单元(ECU)、各类传感器组成。主要的传感器有节气门位置传感器，水温传感器、氧传感器、曲轴位置传感器等，它们将信号反馈至ECU，再由ECU向中央喷射器等执行件发出工作指令。为了保证汽车发动机的运行质量，