（中國(guó)民用航空飛行學(xué)院廣漢分院 四川廣漢 618307）

一、不同余氣系數(shù)的混合氣對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)性能的影響

1．余氣系數(shù)對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)工作的影響

（1）對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)功率的影響主要是通過(guò)活塞做功的快慢與多少影響的。因?yàn)榛旌蠚庠跉飧字械娜紵秊轭A(yù)混火焰燃燒，所以火焰?zhèn)鞑ニ俣葧?huì)影響反應(yīng)的強(qiáng)烈程度，進(jìn)而對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)工作造成影響。

（2）余氣系數(shù)指的是實(shí)際供應(yīng)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(dāng)余氣系數(shù)為1時(shí)燃燒的最充分，燃燒過(guò)后只有產(chǎn)物，燃料和空氣都被消耗完，此時(shí)為燃油消耗率最小的時(shí)候，最經(jīng)濟(jì)。但實(shí)際情況中，由于混合氣不能混合的非常均勻，總有地方因?yàn)楦挥投鴮?dǎo)致有燃料剩余，不能充分燃燒。[1]

（3）當(dāng)余氣系數(shù)太大時(shí)，剩余空氣較多，燃燒后溫度相對(duì)較低，余氣系數(shù)過(guò)低時(shí)又會(huì)有大量燃油未燃燒甚至富油熄火導(dǎo)致溫度較低。

2．發(fā)動(dòng)機(jī)不同轉(zhuǎn)速下理想的余氣系數(shù)

（1）發(fā)動(dòng)機(jī)在高轉(zhuǎn)速狀態(tài)下工作時(shí)，對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)功率需求很高，當(dāng)余氣系數(shù)為0.85時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)的功率最大，而且此時(shí)由于余氣系數(shù)偏離0.97較多，所以發(fā)動(dòng)機(jī)汽缸頭溫度不會(huì)過(guò)高。[2]

（2）因?yàn)榘l(fā)動(dòng)機(jī)在中轉(zhuǎn)速是工作的時(shí)間最長(zhǎng)，所以為了追求經(jīng)濟(jì)性要求發(fā)動(dòng)機(jī)在這種狀態(tài)下保證較大功率的前提下盡可能的降低燃油消耗率。

（3）因?yàn)榘l(fā)動(dòng)機(jī)在小轉(zhuǎn)速工作時(shí)，因?yàn)橛烷T開度小，所以氣缸的充填量較小，所以氣缸內(nèi)會(huì)有較多殘余廢氣，導(dǎo)致氣缸內(nèi)不易燃燒，所以應(yīng)該供應(yīng)更多的燃油與空氣混合來(lái)克服這種沖淡作用。

3．汽化器進(jìn)口油壓和發(fā)動(dòng)機(jī)工作的聯(lián)系

（1）發(fā)動(dòng)機(jī)大轉(zhuǎn)速工作時(shí)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(yīng)多。如果進(jìn)口油壓偏大，會(huì)使噴油量減少，混合氣向貧油轉(zhuǎn)變，余氣系數(shù)大于0.85，發(fā)動(dòng)機(jī)功率會(huì)降低，無(wú)法維持大轉(zhuǎn)速工作。

（2）當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)在中轉(zhuǎn)速狀態(tài)下工作時(shí)，余氣系數(shù)大約為1.05，略貧油，且無(wú)論余氣系數(shù)向富油還是貧油轉(zhuǎn)變都會(huì)降低經(jīng)濟(jì)性，所以汽化器進(jìn)口油壓應(yīng)略大一點(diǎn)來(lái)保持微小貧油狀態(tài)，當(dāng)進(jìn)口油壓偏離此壓力時(shí)，燃油消耗率上升，經(jīng)濟(jì)性降低。

（3）發(fā)動(dòng)機(jī)在小轉(zhuǎn)速狀態(tài)下工作時(shí)，由于盡量保持富油狀態(tài)，所以汽化器進(jìn)口油壓應(yīng)維持較小來(lái)保持余氣系數(shù)較大。

二、混合氣過(guò)貧油和過(guò)富油燃燒對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)性能影響

1．混合氣過(guò)貧油對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)性能的影響

當(dāng)混合汽過(guò)貧油燃燒時(shí)，由于有較多空氣未參與燃燒，所以燃燒過(guò)后絕熱火焰溫度相對(duì)較低，氣體壓力升高相對(duì)較小，所以燃?xì)庾龉p少，發(fā)動(dòng)機(jī)功率隨之減小，同時(shí)經(jīng)濟(jì)性也變差，嚴(yán)重時(shí)甚至導(dǎo)致發(fā)動(dòng)機(jī)停車。由于余氣系數(shù)較大，所以火焰前鋒前進(jìn)速度較小，火焰?zhèn)鞑ポ^慢，所以當(dāng)氣缸在排氣過(guò)程中時(shí)，有可能仍有火焰存在，并可能隨燃燒后的廢氣排出。當(dāng)這些火焰流經(jīng)排氣管時(shí)可能會(huì)發(fā)出短促且尖銳的聲音。甚至可以看到從發(fā)動(dòng)機(jī)排氣管中噴出脈動(dòng)的淡紅色或淡黃色的火焰。

由上文分析知當(dāng)余氣系數(shù)偏離0.97時(shí)混合氣燃燒放熱量減少，所以當(dāng)混合氣過(guò)貧油即余氣系數(shù)大于1.1時(shí)氣缸溫度大大降低。因?yàn)橛鄽庀禂?shù)過(guò)大，火焰還播速度非常緩慢，導(dǎo)致在氣缸點(diǎn)火后的膨脹和排氣沖程中都一直有火焰存在。而在排氣過(guò)程的后期，氣缸的進(jìn)氣門已經(jīng)打開，新進(jìn)入氣缸的混合氣可能被殘存火焰點(diǎn)燃，如果火焰的傳播速度大于進(jìn)氣速度，則會(huì)有火焰沿著管路進(jìn)入汽化器（汽化器回火），回火會(huì)造成汽化器及相關(guān)管路的嚴(yán)重?fù)p傷。當(dāng)余氣系數(shù)大于1.1時(shí)，氣缸中的混合氣無(wú)法混合的很均勻，所以在氣缸的各個(gè)工作循環(huán)中，燃油壓力大小相差懸殊，這可能會(huì)導(dǎo)致發(fā)動(dòng)機(jī)震動(dòng)。

2．混合氣過(guò)富油對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)性能的影響

對(duì)上述過(guò)貧油的分析主要是針對(duì)火焰?zhèn)鞑ニ俣鹊?，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(guò)富油時(shí)也有這些特征，即：過(guò)富油時(shí)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(guò)后溫度也不高；因?yàn)槠x余氣系數(shù)0.85所以火焰?zhèn)鞑ニ俣纫膊桓?；同時(shí)在各個(gè)沖程中，混合氣的富油程度也不同，所以燃燒過(guò)后壓力也相差較多。因此過(guò)富油也會(huì)出現(xiàn)過(guò)貧油時(shí)發(fā)生的現(xiàn)象，如發(fā)動(dòng)機(jī)功率小，汽化器回火以及發(fā)動(dòng)機(jī)振動(dòng)等。但與過(guò)貧油燃燒相比，混合氣過(guò)富油燃燒時(shí)也會(huì)產(chǎn)生其獨(dú)有的現(xiàn)象，下面將具體分析。

與過(guò)貧油時(shí)相比，混合氣過(guò)富油最明顯的區(qū)別就是燃燒過(guò)后會(huì)殘留大量的碳，這些碳就會(huì)在氣缸壁，進(jìn)氣道口，排氣道口以及火花電嘴處聚集，這種現(xiàn)象就是積碳。在氣缸壁處聚集的碳會(huì)使氣缸的導(dǎo)熱性變差，使這些部件局部過(guò)熱，這些會(huì)使發(fā)動(dòng)機(jī)性能嚴(yán)重下降甚至發(fā)生難以挽回的故障。

3．汽化器進(jìn)口油壓對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)性能的影響

由于汽化器進(jìn)口油壓與混合氣余氣系數(shù)密切相關(guān)。所以過(guò)富油與過(guò)貧油情況即為汽化器進(jìn)口油壓嚴(yán)重過(guò)高或過(guò)低，又因?yàn)檫^(guò)富油過(guò)貧油對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)性能有很大的影響，所以汽化器進(jìn)口油壓也對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)性能有很大影響，下面將聯(lián)系上文進(jìn)行具體的分析。

（1）汽化器進(jìn)口油壓過(guò)高（高出正常值較多）

因此汽化器進(jìn)口油壓高出正常值偏多是會(huì)導(dǎo)致發(fā)動(dòng)機(jī)有以下狀況：發(fā)動(dòng)機(jī)功率大大減小，經(jīng)濟(jì)性大大降低；發(fā)動(dòng)機(jī)排氣管發(fā)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(jī)件；發(fā)動(dòng)機(jī)振動(dòng)，降低發(fā)動(dòng)機(jī)工作穩(wěn)定性。

（2）汽化器進(jìn)口油壓過(guò)低（低于正常值較少）

與上述分析相反，當(dāng)汽化器進(jìn)口油壓比正常值低出過(guò)多時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)會(huì)產(chǎn)生以下狀況：發(fā)動(dòng)機(jī)功率大大減小，經(jīng)濟(jì)性大大降低；發(fā)動(dòng)機(jī)排氣管發(fā)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(jī)件；發(fā)動(dòng)機(jī)振動(dòng)，降低發(fā)動(dòng)機(jī)工作穩(wěn)定性；氣缸內(nèi)部積碳，效率變低，不易點(diǎn)火；排氣管冒出黑煙并“放炮”，加劇發(fā)動(dòng)機(jī)的振動(dòng)。

結(jié)語(yǔ)

汽化器進(jìn)口油壓與混合氣油氣比的關(guān)系來(lái)說(shuō)明對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)性能的影響，通過(guò)本文可以直觀認(rèn)識(shí)到汽化器進(jìn)口油壓不同時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)的不同工作性能的變化，以此認(rèn)識(shí)到汽化器進(jìn)口油壓的重要性。