汽化器進口油壓對發動機性能的影響

胡俊偉

摘 要：浮子式汽化器噴油量與文氏管喉道處壓力和浮子室燃油高度有關，而汽化器進口油壓則與節流面積有關。又因為油針節流面積與浮子室油面高度有關，因此汽化器進口油壓與最終混合氣油氣比相關，通過油氣比影響發動機性能。

關鍵詞：汽化器 進口油壓 發動機性能

一、不同余氣系數的混合氣對發動機性能的影響

1.余氣系數對發動機工作的影響

（1）對發動機功率的影響主要是通過活塞做功的快慢與多少影響的。因為混合氣在氣缸中的燃燒為預混火焰燃燒，所以火焰傳播速度會影響反應的強烈程度，進而對發動機工作造成影響。

（2）余氣系數指的是實際供應的空氣量與燃料完全燃燒所需要的理論空氣量之比。所以理論上當余氣系數為1時燃燒的最充分，燃燒過后只有產物，燃料和空氣都被消耗完，此時為燃油消耗率最小的時候，最經濟。但實際情況中，由于混合氣不能混合的非常均勻，總有地方因為富油而導致有燃料剩余，不能充分燃燒。[1]

（3）當余氣系數太大時，剩余空氣較多，燃燒后溫度相對較低，余氣系數過低時又會有大量燃油未燃燒甚至富油熄火導致溫度較低。

2.發動機不同轉速下理想的余氣系數

（1）發動機在高轉速狀態下工作時，對發動機功率需求很高，當余氣系數為0.85時發動機的功率最大，而且此時由于余氣系數偏離0.97較多，所以發動機汽缸頭溫度不會過高。[2]

（2）因為發動機在中轉速是工作的時間最長，所以為了追求經濟性要求發動機在這種狀態下保證較大功率的前提下盡可能的降低燃油消耗率。

（3）因為發動機在小轉速工作時，因為油門開度小，所以氣缸的充填量較小，所以氣缸內會有較多殘余廢氣，導致氣缸內不易燃燒，所以應該供應更多的燃油與空氣混合來克服這種沖淡作用。

3.汽化器進口油壓和發動機工作的聯系

（1）發動機大轉速工作時需要略富油混合氣，以求功率最大，所以汽化器噴油嘴噴油量應多。如果進口油壓偏大，會使噴油量減少，混合氣向貧油轉變，余氣系數大于0.85，發動機功率會降低，無法維持大轉速工作。

（2）當發動機在中轉速狀態下工作時，余氣系數大約為1.05，略貧油，且無論余氣系數向富油還是貧油轉變都會降低經濟性，所以汽化器進口油壓應略大一點來保持微小貧油狀態，當進口油壓偏離此壓力時，燃油消耗率上升，經濟性降低。

（3）發動機在小轉速狀態下工作時，由于盡量保持富油狀態，所以汽化器進口油壓應維持較小來保持余氣系數較大。

二、混合氣過貧油和過富油燃燒對發動機性能影響

1.混合氣過貧油對發動機性能的影響

當混合汽過貧油燃燒時，由于有較多空氣未參與燃燒，所以燃燒過后絕熱火焰溫度相對較低，氣體壓力升高相對較小，所以燃氣做功減少，發動機功率隨之減小，同時經濟性也變差，嚴重時甚至導致發動機停車。由于余氣系數較大，所以火焰前鋒前進速度較小，火焰傳播較慢，所以當氣缸在排氣過程中時，有可能仍有火焰存在，并可能隨燃燒后的廢氣排出。當這些火焰流經排氣管時可能會發出短促且尖銳的聲音。甚至可以看到從發動機排氣管中噴出脈動的淡紅色或淡黃色的火焰。

由上文分析知當余氣系數偏離0.97時混合氣燃燒放熱量減少，所以當混合氣過貧油即余氣系數大于1.1時氣缸溫度大大降低。因為余氣系數過大，火焰還播速度非常緩慢，導致在氣缸點火后的膨脹和排氣沖程中都一直有火焰存在。而在排氣過程的后期，氣缸的進氣門已經打開，新進入氣缸的混合氣可能被殘存火焰點燃，如果火焰的傳播速度大于進氣速度，則會有火焰沿著管路進入汽化器（汽化器回火），回火會造成汽化器及相關管路的嚴重損傷。當余氣系數大于1.1時，氣缸中的混合氣無法混合的很均勻，所以在氣缸的各個工作循環中，燃油壓力大小相差懸殊，這可能會導致發動機震動。

2.混合氣過富油對發動機性能的影響

對上述過貧油的分析主要是針對火焰傳播速度低，絕熱火焰溫度低以及油氣混合不均勻所作出的。而在混合氣過富油時也有這些特征，即：過富油時由于有大量燃油未燃燒，且燃油氣化要吸收較多熱量，所以燃燒過后溫度也不高；因為偏離余氣系數0.85所以火焰傳播速度也不高；同時在各個沖程中，混合氣的富油程度也不同，所以燃燒過后壓力也相差較多。因此過富油也會出現過貧油時發生的現象，如發動機功率小，汽化器回火以及發動機振動等。但與過貧油燃燒相比，混合氣過富油燃燒時也會產生其獨有的現象，下面將具體分析。

與過貧油時相比，混合氣過富油最明顯的區別就是燃燒過后會殘留大量的碳，這些碳就會在氣缸壁，進氣道口，排氣道口以及火花電嘴處聚集，這種現象就是積碳。在氣缸壁處聚集的碳會使氣缸的導熱性變差，使這些部件局部過熱，這些會使發動機性能嚴重下降甚至發生難以挽回的故障。

3.汽化器進口油壓對發動機性能的影響

由于汽化器進口油壓與混合氣余氣系數密切相關。所以過富油與過貧油情況即為汽化器進口油壓嚴重過高或過低，又因為過富油過貧油對發動機性能有很大的影響，所以汽化器進口油壓也對發動機性能有很大影響，下面將聯系上文進行具體的分析。

（1）汽化器進口油壓過高（高出正常值較多）

因此汽化器進口油壓高出正常值偏多是會導致發動機有以下狀況：發動機功率大大減小，經濟性大大降低；發動機排氣管發出短促且尖銳的噪聲；汽缸頭的溫度降低；汽化器回火，損毀機件；發動機振動，降低發動機工作穩定性。

（2）汽化器進口油壓過低（低于正常值較少）

與上述分析相反，當汽化器進口油壓比正常值低出過多時，發動機會產生以下狀況：發動機功率大大減小，經濟性大大降低；發動機排氣管發出短促且尖銳的噪聲；汽缸頭的溫度降低；汽化器回火，損毀機件；發動機振動，降低發動機工作穩定性；氣缸內部積碳，效率變低，不易點火；排氣管冒出黑煙并“放炮”，加劇發動機的振動。

結語

汽化器進口油壓與混合氣油氣比的關系來說明對發動機性能的影響，通過本文可以直觀認識到汽化器進口油壓不同時發動機的不同工作性能的變化，以此認識到汽化器進口油壓的重要性。

參考文獻

[1]楊世忠，邢麗娟.調節閥流量特性分析及應用選擇[J].閥門，2006（5）：33-36.

[2]鄒鑫，袁惠新，劉亞莉.基于ANSYS的閘閥阻力系數研究[J].化工機械，2012（1）：75-78.