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1700047311 汽车是怎样跑起来的 [:1700046485]
1700047312 2.2.1 雾化汽油,生成混合气体
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1700047314 发动机启动时,空气和汽油的混合气体被吸入气缸。接下来我将讲解这种混合气体是如何生成的。
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1700047316 汽油是液体,这自不必说。那么,如何将液体的汽油与空气混合呢?物体的燃烧有三个必要条件:可燃物、助燃物(氧气)、点火源。缺少其中任何一个条件,燃烧都无法进行。
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1700047318 在发动机中,汽油是可燃物,助燃物——氧气存在于空气中,点火源来自于火花塞释放出的电火花。之后我还会详细讲述如何利用火花塞引燃混合气体,在这里我先讲一下混合气体的生成方法。
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1700047320 汽化程度越高,液体汽油越容易与空气混合,因此就出现了燃料喷射装置。
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1700047323 2.2.2 将燃料注入气缸的“燃料喷射”
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1700047325 燃料喷射装置先给汽油加压,从喷嘴的喷出口处喷出汽油蒸汽。这是为了将液体制成细小颗粒以提高其汽化程度。
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1700047327 这就类似于人们缩拢双唇用力喷出含在嘴里的水。水喷出时会变成水雾,通过开闭喷出口,能够调整喷射汽油的时机。实际上,与其说是喷出口,倒不如说是阀门的开闭决定了喷射时机。为了提前给汽油加压,需要用到泵。并且,为了尽快改变汽油的浓度,有必要暂时储存加压后的汽油。
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1700047329 顺便说一下,雾化燃料进行喷射的方法,早先是运用在柴油发动机而不是汽油发动机上。柴油发动机所用的燃料是轻油,不如汽油干燥。因此需要施加更大的压力并强力喷出,才能将其雾化。而且,柴油发动机和汽油发动机燃烧混合气体的方法不同。柴油发动机最初只将空气吸入气缸,压缩空气后才供给燃料进行燃烧。因此,比起柴油发动机,燃料喷射更适用于汽油发动机以及更高级的发动机。
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1700047332 2.2.3 燃料喷射包括直接喷射和吸气管喷射
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1700047334 燃料喷射有间接喷射和直接喷射两种方法。其中,直接喷射一般简称为“直喷”,想必大家也听说过这种说法,但我们一般不把间接喷射简称为间喷。
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1700047336 在发动机中,与气缸相连的空气通道被称为吸气管(或进气管)。所谓间接喷射,是指在吸气管前雾化燃料,事先在此生成空气和汽油的混合气体,再将混合气体吸入气缸。这种方法通常被称为吸气管喷射,在之后的讲解中,我就使用这个名称。
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1700047338 直喷与此相反,是指在气缸中直接将汽油雾化,并在其中生成空气与汽油的混合气体。因为是直接向气缸中喷射汽油,所以称之为直喷。一般说来,直喷比较省油,所以我想先简单解释一下直喷和油耗的关系。
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1700047340 一般认为,直喷是针对柴油发动机的,但后来也应用于汽油发动机上。
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1700047342 在引燃用的火花塞(点火栓)附近直接喷射雾化后的汽油,更容易引燃空气和汽油的混合气体。由于越接近火花塞喷射越容易引燃,因此即使汽油和空气的混合比率低于其理想比率(即使汽油量小),也能引燃。所以我们说直喷可以降低油耗。
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1700047344 并且,直喷是在空气被压缩、温度升高时直接喷射汽油。此时汽油迅速蒸发,汽化热使空气冷却,从而增加了空气密度。这与夏天在路面上洒水,水分蒸发会吸收周围的热一样,都是汽化热在发挥作用。如果吸入更多的空气,即使相应地增加汽油量也很难产生余烬,这就大大增加了汽车的马力。
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1700047346 之所以说直喷和涡轮发动机契合度很好,就是因为涡轮增压器(详见p.102~103)能够送入更多的空气。
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1700047349 2.2.4 空气和汽油的理想比例是14.7:1
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1700047351 在此,我先介绍一下空气和汽油的理想混合比率——空燃比。我们将理想的空燃比称为理论空燃比,一般是指其质量比为14.7:1,即当汽油质量为1、空气质量为14.7时,汽油刚好燃尽。
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1700047353 以此为界,汽油越多,越容易产生余烬造成浪费。相反,汽油越少,越难引燃,吸入的空气量大但无法充分生成下压活塞的力,即处于发动机大但力量小的状态。
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1700047355 通常,发动机会按照14.7:1的比例生成混合气体。要检测发动机吸入的混合气体是否达到了这个比例,需要用到发动机的氧传感器和车载电脑。氧传感器用于检测残留的氧气量,通过测量废气的含氧量,确认发动机是否吸入了燃烧汽油所需的空气量。
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1700047357 当汽油以理想的混合比例完全燃烧时,其效率最高,且发动机排出的废气也很容易得到净化。请牢记,对于发动机来说,有一种“空气和汽油达到理想混合比”的状态。
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