空燃比對發動機的動力性和經濟性的影響如下:
通過發動機試驗得出空燃比與火焰溫度,輸出功率和油耗率之間的關系如下。
①、空燃比略小于理論空燃比,在13.5-14時,火焰燃燒溫度最高,發動機升溫快。
②、空燃比在12-13時,火焰的傳播速度最快,發動機輸出功率最大,此時的空燃比又稱功率空燃比。
由于混合氣濃度的增加,混合氣中的燃料無法完全燃燒,發動機的油耗率明顯升高,
③、空燃比在16左右時,汽油燃燒最完全,發動機的耗油率最低,而火焰溫度和發動機功率均已下降,此時的空燃比稱為經濟空燃比。
如果繼續減稀混合氣,超過稀燃極限,就會出現失火,油耗率反而升高。
根據以上分析可以看出,提高發動機功率和降低燃油消耗是兩個矛盾的指標,要提高功率,就會降低經濟性。同樣,要提高經濟性指標,就必須降低動力性。
汽油發動機的混合氣濃度通常控制在功率空燃比和經濟空燃比之間,可使發動機獲得較好的使用性能。當A/F≥18或A/F≤12時,動力性和經濟性都會下降。
空燃比對尾氣中有害氣體成分的影響
空燃比決定了尾氣中有害成分的含量,關系如下圖。
備注:上圖的數據發生在未經三元催化器處理的情況下。
①、一氧化碳
當空燃比小于14.7時,排氣中的CO濃度急劇上升,反之,空燃比從16起則趨于穩定,并且數值很低。說明要減小CO的排放,必須采用稀混合氣。
②、氮氧化合物
空燃比在16左右時,NOx的排放量最高,空燃比再小些或這再大些,NOx的排放量均會迅速減小。
當混合氣很濃時,由于燃燒峰值溫度和可利用的氧的濃度都很低,使NOx的生成量也較低。
當混合氣很稀時,由于燃燒溫度和速度降低,抵消了氧濃度增加這個有利因素,NOx的排放量下降。
備注:NOx的單位是ppm,即百萬分之一。
③、碳氫化合物
空燃比在17以內時,隨著空燃比加大,HC排放量下降。
空燃比超過17以后,繼續加大空燃比,由于混合氣太稀,火焰已無法完全傳播,甚至失火,使HC的排放濃度迅速增加。



