给汽车供油最好最省油的方式是什么?
汽油发动机被用作燃料。汽油进入气缸后,必须汽化成气体,然后与空气混合形成一定浓度,这样混合物才能被火花塞点燃。一般按照14.7的标准空燃比控制,即14.7g空气气需要1g汽油。混合气太稀或太浓,都不能正常燃烧,发动机也不能正常启动。供油系统的任务是将适量的汽油送入气缸,并保证其充分雾化蒸发,形成适合发动机的混合气。
汽油发动机有三种主要的燃油供给系统:
1,化油器供油摩托车发动机最直观。化油器安装在空气滤清器和发动机进气口之间。发动机工作时,活塞吸入空气,空气经过空气滤清器,从进气口经化油器进入气缸。但是化油器的特殊设计使得气流吸走了一部分汽油。更微妙的是,化油器的物理设计使得每次吸入的汽油和空气量刚好满足汽油的最佳空燃比。也就是说,如果14.7g空汽油通过化油器,可以吸走1g汽油。
上图是化油器的结构。两个黑色箭头代表发动机的进气流量,化油器的黑色小箭头代表汽油被吸出。根据图示,我们可以一起构成化油器的工作过程:当拧动节气门时,节气门管路拉动节气门和阀针向上运动,节气门开启,气道增大,进气量增加。阀针插入汽油喷嘴,阀针前细后粗。阀针拔得越多,汽油喷嘴暴露得越多,吸出的汽油也就越多。所以当我们拧油门的时候,油门的开度增大,空气流量增大。同时,阀针上升,汽油喷嘴的截面积增加,吸入的汽油也增加。松开油门,油门下降,气道变窄,进气量减少。同时,阀针下降,汽油喷嘴的截面积减小,吸出的汽油较少。这样风量和供油总是平衡的。
上图是化油器的实物图,可以清晰的看到节气门和阀针。
汽油的理论空燃比为14.7。将空燃比控制在14.7可以保证燃料的充分燃烧,也有利于排气。但如果要提高输出功率,就需要更丰富的混合气,即空燃比小于14.7。但是化油器的结构决定了它的空燃比是固定的,那么在急加速时如何提高混合气浓度来增加动力呢?这给我们带来了一个更巧妙的化油器设计:加速泵。
以摩托车为例。有些摩托车的油门线到了化油器,会分成两部分。一个是控制节流阀和针阀,一个是控制节流泵。加速泵是一种小型活塞泵。当节气门以正常速度转动时,节气门泵的活塞运动速度低,油压变化均匀。加速时,快速转动油门,会使柱塞快速移动,油压升高,一部分汽油被抽入进气口,增加混合气浓度,提高发动机动力。
2.进气道燃油喷射(EFI发动机)化油器虽然结构巧妙,但却是纯机械式的,无法实现对燃油供给的精确控制。此外,冬季气温较低时,应手动打开阻风门,使混合气变浓。所以就有了电子燃油喷射系统,用电脑控制喷油器直接向进气歧管喷射燃油。这就是我们常说的电喷发动机。
电喷发动机和普通化油器发动机可以说是两个时代的产物。电喷发动机采用大量的传感器和一台控制计算机,可以实现对发动机工作状态的精确高效控制。
首先在进气口安装空气流量计,计算进入气缸的空气流量。然后ECU可以根据空气量和空燃比计算出所需的汽油量,然后控制喷油器喷射所需的汽油,完成供油任务。该系统具有较高的控制精度和灵活性。加速加浓和冷启动加浓由ECU根据水温信号自动控制。无论春夏秋冬,只要打开钥匙就能启动发动机。不需要像化油器车一样拉油门,油耗更低。ECU还可以主动调整点火角度,提高输出功率。总的来说,经济性和动力性都比化油器发动机好很多。
3.缸内直喷缸内直喷汽油机利用高压油泵提高喷射压力,将汽油直接喷入气缸。
该系统还依靠计算机通过各种传感器信号控制发动机运行,控制精度高,灵活性强。而且汽油直接喷入气缸后,在气缸内汽化吸热,可以降低气缸温度,从而提高充气效率,降低爆震风险。电控单元可以获得更大的点火提前角,尽可能提高发动机功率。
所以从上面可以知道,化油器的供油方式是最简单的,但是控制精度不够,经济性和使用性稍差。
传统的进气歧管电喷发动机可以实现更精确的空燃比控制,更好的排放和更好的经济性。
缸内直喷技术由于喷射压力高,能更充分、更迅速地促进汽油的雾化和蒸发。同时,向缸内喷射汽油可以降低缸内温度,提高充气效率,降低爆震风险,所以这种喷油方式的经济性最好。
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