空燃比对发动机的动力性和经济性的影响是什么？

通过发动机试验发现，空燃比对发动机的动力性和经济性有显著影响。当空燃比略小于理论值时，火焰燃烧温度最高，发动机升温快。而空燃比在12-13时，发动机输出功率最大，称为功率空燃比。但此时油耗率也明显升高。当空燃比在16左右时，汽油燃烧最完全，发动机耗油率最低，称为经济空燃比。但此时火焰温度和发动机功率都有所下降。此外，空燃比还决定了尾气中有害成分的含量。当空燃比小于14.7时，CO排放量急剧上升；而空燃比在16左右时，NOx排放量最高。随着空燃比的增加，HC排放量先下降后上升。因此，要提高发动机功率和降低燃油消耗是一对矛盾指标。汽油发动机的混合气浓度通常控制在功率空燃比和经济空燃比之间，以获得较好的使用性能。同时，合适的空燃比还能减少尾气中有害气体的排放。总之，空燃比对发动机性能和尾气排放都有重要影响。合理控制空燃比，可以在保证动力性的同时，提高经济性和环保性。

空燃比对发动机的动力性和经济性的影响如下：

通过发动机试验得出空燃比与火焰温度，输出功率和油耗率之间的关系如下。

①、空燃比略小于理论空燃比，在13.5-14时，火焰燃烧温度最高，发动机升温快。

②、空燃比在12-13时，火焰的传播速度最快，发动机输出功率最大，此时的空燃比又称功率空燃比。

由于混合气浓度的增加，混合气中的燃料无法完全燃烧，发动机的油耗率明显升高，

③、空燃比在16左右时，汽油燃烧最完全，发动机的耗油率最低，而火焰温度和发动机功率均已下降，此时的空燃比称为经济空燃比。

如果继续减稀混合气，超过稀燃极限，就会出现失火，油耗率反而升高。

根据以上分析可以看出，提高发动机功率和降低燃油消耗是两个矛盾的指标，要提高功率，就会降低经济性。同样，要提高经济性指标，就必须降低动力性。

汽油发动机的混合气浓度通常控制在功率空燃比和经济空燃比之间，可使发动机获得较好的使用性能。当A/F≥18或A/F≤12时，动力性和经济性都会下降。

空燃比对尾气中有害气体成分的影响

空燃比决定了尾气中有害成分的含量，关系如下图。

备注：上图的数据发生在未经三元催化器处理的情况下。

①、一氧化碳

当空燃比小于14.7时，排气中的CO浓度急剧上升，反之，空燃比从16起则趋于稳定，并且数值很低。说明要减小CO的排放，必须采用稀混合气。

②、氮氧化合物

空燃比在16左右时，NOx的排放量最高，空燃比再小些或这再大些，NOx的排放量均会迅速减小。

当混合气很浓时，由于燃烧峰值温度和可利用的氧的浓度都很低，使NOx的生成量也较低。

当混合气很稀时，由于燃烧温度和速度降低，抵消了氧浓度增加这个有利因素，NOx的排放量下降。

备注：NOx的单位是ppm，即百万分之一。

③、碳氢化合物

空燃比在17以内时，随着空燃比加大，HC排放量下降。

空燃比超过17以后，继续加大空燃比，由于混合气太稀，火焰已无法完全传播，甚至失火，使HC的排放浓度迅速增加。

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