空燃比,即混合气中空气与燃料之间的质量比例,是发动机运转时的关键参数。理想的空燃比通常为14.7:1,但实际工作中,发动机的空燃比会根据不同工况而变化。了解并控制空燃比,对于优化发动机的尾气排放、动力性和经济性至关重要。
为了使废气催化率达到最佳状态(90%以上),现代发动机通常会在排气管中安装氧传感器,并实现闭环控制。氧传感器能够测量废气中的氧浓度,并将其转换为电信号发送给ECU(发动机控制单元)。这样,发动机的空燃比可以被控制在一个接近理想的狭窄范围内。若空燃比过大,虽然一氧化碳(CO)和碳氢化合物(HC)的转化率会略有提高,但氮氧化物(NOx)的转化率会急剧下降至20%。因此,维持最佳空燃比至关重要。
实现最佳空燃比的关键在于确保氧传感器的正常工作。燃油中的铅和硅等成分可能导致氧传感器中毒,而使用不当则可能引发积碳、陶瓷碎裂、加热器电阻丝烧断或内部线路断脱等故障。氧传感器的失效会导致空燃比失控,排气状况恶化,催化转化器效率降低,进而缩短其使用寿命。
在带有三效催化转化器的发动机中,必须将发动机调整到理论空燃比(14.7:1)。此外,混合气的过浓或过稀都会对发动机的燃烧效果产生影响。当混合气略微过浓时(空燃比为13.5-14),汽油的燃烧效果最佳,火焰温度也最高;而从经济性的角度来看,当混合气较稀时(空燃比为16),油耗最小。因此,在实际应用中需要根据具体需求来调整空燃比。