
【机】 theoretic mixture ratio
空燃比(Air-Fuel Ratio, AFR)是内燃机工程中的核心参数,指发动机工作时,混合气中空气质量与燃料质量的比值。其定义与作用如下:
字面解析
工程定义
空燃比(AFR)的数学表达式为:
$$ lambda = frac{m{air}}{m{fuel}} $$
其中 ( m{air} ) 为空气质量,( m{fuel} ) 为燃料质量。
理论空燃比(Stoichiometric AFR)
此值为完全燃烧的化学理想比例,此时尾气中CO、HC、NOx生成量最低。
实际工况分类
类型 | 空燃比范围 | 特点 |
---|---|---|
稀薄燃烧 | >14.7:1 | 省油但动力弱,易导致氮氧化物(NOx)升高 |
理论燃烧 | ≈14.7:1 | 平衡油耗与排放,三元催化效率最高 |
浓混合气 | <14.7:1 | 动力强但油耗高,尾气含大量CO、HC |
燃烧效率控制
空燃比直接影响燃烧完全性。偏离理论值会导致:
排放污染管理
三元催化转化器需在λ=1(理论空燃比)附近工作,才能高效转化CO、HC、NOx(来源:SAE J604标准)。
动力与油耗平衡
电控系统(如ECU)通过氧传感器实时修正空燃比,实现动力响应与燃油经济性的动态优化。
机械工业出版社,第四章详细论述空燃比对燃烧过程及排放的影响机制。
定义内燃机术语及测试规范(SAE官网)。
清华大学出版社,解析空燃比闭环控制策略与传感器技术。
中文 | 英文 |
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空燃比 | Air-Fuel Ratio (AFR) |
理论空燃比 | Stoichiometric AFR |
氧传感器 | Oxygen Sensor (O2 Sensor) |
稀薄燃烧 | Lean Combustion |
三元催化器 | Three-Way Catalytic Converter |
空燃比(Air-Fuel Ratio,简称AFR)是发动机运行中空气与燃料的质量比例,通常表示为每克燃料燃烧所需的空气克数。以下是其详细解析:
空燃比用符号A/F表示,其中A(Air)代表空气,F(Fuel)代表燃料。它是衡量混合气浓度的重要参数,直接影响发动机的燃烧效率、尾气排放及动力性能。
现代发动机通过氧传感器实时监测尾气氧浓度,调整喷油量以实现闭环控制,将空燃比维持在理论值附近,确保催化转化器高效工作(转化率超90%)。此外,“稀薄燃烧”技术(使用更稀混合气)被广泛采用,以降低油耗和排放。
空燃比是平衡发动机动力、经济性和环保性的关键参数。理想工况下需尽量接近理论值,但不同驾驶需求(如加速、怠速)会动态调整该比例。如需进一步了解具体车型的空燃比设定,可参考汽车制造商的技术手册。
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