汽油燃烧与空燃比

7.3.1 汽油燃烧过程与爆燃的产生

汽油正常燃烧一般分为两个阶段:第一阶段是发火期(图7-3(a))，即从火花塞产生火花，促使火花附近的混合气急剧氧化，温度升高到出现第一个火焰;第二阶段是火焰推进期(图7-3(b))，此时活塞在上止点附近，火焰前峰以30～70m/s的速度，逐渐向四周推进到最远处，汽缸内的压力和温度很快升高，直到可燃混合气烧完为止。

图7-3 汽油燃烧过程

(a)发火期;(b)火焰推进期

7.3.2 空燃比

汽油经过雾化、蒸发与空气按一定比例混合的混合气叫可燃混合气。可燃混合气中汽油含量叫可燃混合气浓度。混合气浓度用空燃比R和过量空气系数α表示。

理论上1kg汽油完全燃烧需要14.7kg空气。空燃比R=14.7(α=1)的混合气称标准混合气(也叫理论混合气);R＜14.7(α＜1)的混合气称浓混合气;R＞14.7(α＞1)的混合气称稀混合气。

7.3.3 可燃混合气分类

(1)标准混合气(α=1):理论上能完全燃烧的混合气，其中所含的空气中的氧正好使混合气中全部燃料燃烧完毕。

(2)稀混合气(α＞1):实际上可以完全燃烧的混合气，其中所含的空气中的氧能保证混合气中全部燃料燃烧完毕。

(3)浓混合气(α＜1):混合气中燃料不能保证完全燃烧，但由于燃料分子密集，火焰传播快，发动机的平均有效压力和功率大。

7.3.4 混合气的浓度对发动机性能的影响

混合气的浓度对发动机性能的影响，见表7-1。

表7-1 混合气的浓度对发动机性能的影响

7.3.5 发动机各工况对可燃混合气成分的要求

发动机各工况对可燃混合气成分的要求，见表7-2。

表7-2 发动机各工况对可燃混合气成分的要求

发动机在对外无功率输出的情况下以最低转速运转，此时混合气燃烧释放的功，只用于克服发动机内部的阻力。

不同的可燃混合气浓度对发动机动力性和经济性的影响如下:

(1)标准混合气，R=15;

(2)浓混合气，R=13～14;

(3)稀混合气，R=16～17;

(4)过浓混合气，R=6.5～13;

(5)过稀混合气，R=17～20;

(6)燃烧极限，R=6是燃烧上极限，R=21是燃烧下极限。

发动机工况是发动机工作情况的简称，包括发动机的负荷和转速情况。负荷的大小多用节气门开度的百分数表示，全负荷节气门全开为100%，半开为中等负荷，其间有许多个工况。发动机有启动、怠速、中等负荷、全负荷和加速等工况。