为什么汽油机要节气门？

题主的问题，我理解是等同于问“汽油机可不可以质调节”，这个问题不是个废问题，相反，反而是内燃机控制，特别是汽油机电控研究中一个挺有意思的研究方向。汽油机与柴油机调节方式的巨大差异，本质上来源于汽油与柴油在理化性质上的差别。内燃机是让燃料在燃烧室内燃烧，进而将工质的热力学能转化为机械能的装置，内燃机的核心问题就是燃料的燃烧问题。需要注意，液体燃料不燃烧，燃烧过程发生在气相工质中，也就是说，无论是汽油还是柴油，发生燃烧的一定是蒸发后的气态燃油，着火区域一定发生了气态燃油与氧气的混合。汽油为短链烃类，碳原子数一般在5到12之间，自燃温度较高，难自燃，但易于点燃，所以汽油机会采用火花塞点火方式引燃，燃烧起始时刻可控；挥发性强，易于与空气形成均质混合气，可以较精确地令缸内混合气实现化学计量空燃比混合，燃料燃烧更充分。但对于点燃式内燃机，存在一个“着火界限”的问题：无论混合气过浓或过稀，都会导致电火花放电之后，缸内并不能形成火焰中心，进而导致火焰熄灭。对于汽油，浓限为0.5,稀限为1.3(此数值计算方法与过量空气系数计算相同)。因为汽油机空燃比基本固定，所以调节进气量就是调节喷油量，也就是所谓“量调节”了。柴油碳链长，自燃温度低，易自燃，不易点燃，所以柴油机采用压燃方式；黏度高，不易挥发，难于与空气均质混合，在气缸内的燃烧过程实质上是“边蒸发、边混合、边燃烧”，对于柴油机而言，燃烧室内混合气分布非常不均匀，雾注内始终过浓，因此，柴油机需要大量吸入新鲜空气，令缸内总的空燃比大于理论空燃比，以尽可能使缸内燃油能得到充足的氧气维持燃烧。由此可见，柴油机的工况调节完全依赖于缸内喷油量的多少，而对于进气量则不做控制，因为缸内空气量总是富余的。此外，汽油机空燃比之所以固定，还有另一个原因：三元催化。三元催化器正常工作的前提是过量空气系数要等于1,这样才能保证催化效率。所以，汽油机采用量调节的原因，就是汽油性质、燃烧方式以及排气后处理要求锁住了空燃比，如果能突破这些限制，汽油机质调节或许也不是不可能实现吧。对了，研究汽油机质调节时还有另外一个因素可能也需要考虑：爆震。进气量太大，压缩终了缸内温度压力过高，汽油机可能发生爆震。最后附几张图吧，来自周龙保《内燃机学》个人观点，欢迎交流探讨。

这实际上是汽油机与柴油机在工况调节方式中的一个最重要的区别：汽油机是量调节，柴油机是质调节。

所谓“量调节”，即利用节气门开度控制进入气缸的可燃混合气量，从而改变发动机负荷大小。而“质调节”则是指通过调整喷油量改变发动机负荷，也就是柴油机所使用的调节方式。

题主的问题，我理解是等同于问“汽油机可不可以质调节”，这个问题不是个废问题，相反，反而是内燃机控制，特别是汽油机电控研究中一个挺有意思的研究方向。

我这里给不出一个明确的答案，只能先谈一谈我对于为什么汽油机当前只能是量调节方式的理解。汽油机与柴油机调节方式的巨大差异，本质上来源于汽油与柴油在理化性质上的差别。内燃机是让燃料在燃烧室内燃烧，进而将工质的热力学能转化为机械能的装置，内燃机的核心问题就是燃料的燃烧问题。

需要注意，液体燃料不燃烧，燃烧过程发生在气相工质中，也就是说，无论是汽油还是柴油，发生燃烧的一定是蒸发后的气态燃油，着火区域一定发生了气态燃油与氧气的混合。

汽油为短链烃类，碳原子数一般在5到12之间，自燃温度较高，难自燃，但易于点燃，所以汽油机会采用火花塞点火方式引燃，燃烧起始时刻可控；挥发性强，易于与空气形成均质混合气，可以较精确地令缸内混合气实现化学计量空燃比混合，燃料燃烧更充分。但对于点燃式内燃机，存在一个“着火界限”的问题：无论混合气过浓或过稀，都会导致电火花放电之后，缸内并不能形成火焰中心，进而导致火焰熄灭。对于汽油，浓限为0.5，稀限为1.3(此数值计算方法与过量空气系数计算相同)。因为汽油机空燃比基本固定，所以调节进气量就是调节喷油量，也就是所谓“量调节”了。

柴油碳链长，自燃温度低，易自燃，不易点燃，所以柴油机采用压燃方式；黏度高，不易挥发，难于与空气均质混合，在气缸内的燃烧过程实质上是“边蒸发、边混合、边燃烧”，对于柴油机而言，燃烧室内混合气分布非常不均匀，雾注内始终过浓，因此，柴油机需要大量吸入新鲜空气，令缸内总的空燃比大于理论空燃比，以尽可能使缸内燃油能得到充足的氧气维持燃烧。由此可见，柴油机的工况调节完全依赖于缸内喷油量的多少，而对于进气量则不做控制，因为缸内空气量总是富余的。

此外，汽油机空燃比之所以固定，还有另一个原因：三元催化。三元催化器正常工作的前提是过量空气系数要等于1，这样才能保证催化效率。

所以，汽油机采用量调节的原因，就是汽油性质、燃烧方式以及排气后处理要求锁住了空燃比，如果能突破这些限制，汽油机质调节或许也不是不可能实现吧。

对了，研究汽油机质调节时还有另外一个因素可能也需要考虑：爆震。进气量太大，压缩终了缸内温度压力过高，汽油机可能发生爆震。

最后附几张图吧，来自周龙保《内燃机学》

个人观点，欢迎交流探讨。

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