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  • 1 # 愛車大家說

    踩油門發動機轉速提升這是日常經驗,但是其中的原理可能很多人並不明白。今天咱們就來說說這問題。

    踩油門轉速為什麼上升

    發動機執行時輸出動力,同時會受到阻力,阻力一方面來自自身的摩擦等損耗,另一方面來自驅動車輛。發動機輸出動力和阻力有如下三種關係:

    輸出動力=阻力,發動機轉速穩定;

    輸出動力>阻力,發動機轉速上升;

    輸出動力<阻力,發動機轉速下降;

    所以嚴格來說應該是踩油門時發動機輸出動力大於阻力的話轉速才會上升。

    發動機的動力怎麼產生的

    發動機在壓縮衝程活塞把空氣或者空氣與燃料的混合氣劇烈壓縮,這時候氣缸內壓力很大,然後混合氣燃燒,產生非常大的膨脹力,這個力推動活塞向下運動,活塞再透過曲軸連桿把這個推力轉化成發動機的輸出動力。

    怎樣提高發動機的動力

    由此可見想要提高發動機的動力就需要讓氣缸內多充點氣,這樣壓縮衝程氣缸裡壓力更高,反作用力也越大。其次就是要多噴點油,油越多混合氣燃燒膨脹力越大。

    總的來說就是想提高發動機動力就要多進氣、多噴油。

    但是汽油機和柴油機燃燒過程有區別,所以其油門控制原理也不同,下面我們就分別說說這兩種發動機的油門控制方法。

    汽油機:油門控制進氣量,進氣量決定噴油量

    汽油機是用油門控制進氣量,再根據進氣量計算噴油量的。

    發動機進氣道上有個裝置叫做節氣門,它相當於一個閥門,由於節氣門位於氣缸進氣的必經之路上,所以節氣門開度大小直接影響著氣缸能吸進多少空氣。

    這個圖就可以很直觀地看出來其結構,發動機工作時空氣被空濾過濾後先經過空氣流量計,空氣流量計會計算出進氣量。然後氣流經過節氣門,在這裡能透過多少氣完全由節氣門說了算,節氣門開度大點透過的空氣就多點,節氣門開度小一點透過的空氣就少一點。

    空氣流量計已經測量到進氣量了,然後ECU就可以根據汽油的空燃比和進氣量計算出噴油量,並控制噴油嘴噴射,然後火花塞點火引燃混合氣,發動機就輸出動力了。

    而節氣門的開度由油門踏板決定,你油門踩越多節氣門開度越大,進入氣缸的空氣越多,噴油就越多,發動機的動力就越大。比如上圖是怠速時的節氣門開度,只有一條縫,這時候進氣量最少,所以發動機輸出動力最低。

    當我們把油門踏板踩到底後節氣門完全開啟,這時候氣缸進氣量最大,發動機輸出動力最強,我們說的最大扭矩就是在節氣門完全開啟的情況下產生的。

    柴油機:進氣量永遠最大,油門控制噴油量

    柴油機靠壓縮空氣產生的高溫引燃柴油,因此柴油機進氣道上沒有節流裝置,進氣量永遠最大。因為一旦限制柴油機進氣量的話如果進氣太少那麼壓縮衝程末端氣缸裡溫度上不去,柴油無法燃燒。所以柴油機每次吸氣都是當前狀態下的最大進氣量。

    而油門踏板控制噴油量,油門踩得輕噴油少,輸出動力少。油門踩得重噴油多,輸出動力就更多。柴油機猛踩油門時容易冒黑煙就是因為瞬間噴油太多導致燃燒不充分。

    因為柴油機沒有汽油機那樣的節氣門,所以吸氣時阻力很低,泵氣損失比汽油機少。而且柴油機噴油量受進氣量的影響比較小,低負荷時可以噴很少的油維持發動機運轉,所以柴油機效率更高。

    為什麼汽油機不能拆掉節氣門透過控制噴油量來工作呢?

    這和燃燒方式有關。汽油機是靠火花塞引燃混合氣的,進氣量和噴油量必須配比合適,這樣混合氣濃度恰當,容易被火花塞點燃。如果汽油機拆掉節氣門的話就只能高速運轉了,因為低速時噴油量少,而進氣量大,混合氣太稀,火花塞點不著,發動機就無法正常工作。

    而柴油機是靠高溫引燃柴油的,噴油時燃燒室裡到處都是高溫,哪怕噴進去一滴油也能立馬自燃,所以柴油機可以實現“空氣多油特少”的富氧燃燒。

    汽油機中的“稀薄燃燒”技術其實就是利用特殊設計過造型的燃燒室和活塞把汽油蒸氣盡量匯聚在火花塞周圍,這樣火花塞周圍混合氣濃度合適,火花塞可以引燃。而燃燒室內其他地方混合氣稀薄,可以實現空氣過量情況下正常燃燒,大大降低油耗。

    這就是發動機油門的控制原理以及為什麼需要這樣控制,你看明白了嗎?

  • 2 # 天和Auto

    油門準確定義:節氣門或風門。

    漢字之博大精深總會在特殊的領域對特殊的事物出現不同的定義,其中有一些以經驗和理所當然的普遍理解,去通俗定義的通俗理解可能會與專業領域的認知存在衝突,比如油門。

    汽車的三個版本分別離合器、剎車、油門,其中油門踏板的特點是踩的越深油耗越高動力越強,因為有這種狀態和關係所以大部人普遍認為油門控制的是噴油量,然而這是知其然不知其所以然。

    控制發動機噴油量的兩大因素分別為排量和燃燒後排氣中的氧含量,其中排量指發動機進氣或排氣空氣的流體體積總和,可理解為氣體總體積或容積。

    而機動車發動機燃的燒是燃油,燃油燃燒的本質是燃油烴類物質(烷烴、烯烴、芳烴等)與空氣中氧氣的高溫化學反應,空氣中的氧氣比例約為20.9%,這些氧氣能與多大量的燃油發生反應是有固定比例的(14.7:1);那麼也就是說進入多少空氣則應該噴射的燃油量是固定的,而且氧感測器透過燃燒後廢氣中氧含量的比例還可以對空燃比是否合理、空燃是否充分進行驗證分析,以分析資料校正噴油量。

    以這種模式決定噴油量可以非常精確,但反之以“油感測器”對排氣中未為充分燃燒的燃油進行採集分析,其技術難度和成本要大得多;於是噴油量的控制以發動機進氣量和排氣氧含量校正是最理想的方式,那麼所謂的油門去直接控制噴油量則不可取,用油門控制進氣量、以進氣量控制噴油量才是合理的流程。

    所以所謂的油門實際控制的就是氣門(節氣門),該部件位於發動機進氣系統中的最後一環,透過翻板的旋轉實現不同的開合角度,也就是閃出大小不一的縫隙以實現不同的進氣量;控制翻板是透過油門的深度與節氣門的開度匹配,油門踩的越深翻板旋轉角度越大,則縫隙越大進氣量越大,最終實現噴油量越大。

    進氣量、噴油量與發動機轉速的關係

    而發動機的進氣量和噴油量同步增加之後,燃燒後產生的熱能總量也會大大增加;所謂熱能本質為分子劇烈無規則運動產生的動能(推動力),那麼加大油門等於增加空氣燃料總量,同時等於產生的動能總量增加,也就是大動力大扭矩。

    大扭矩可以以更強的力量以更短的時間內推動發動機活塞運轉,活塞帶動連桿、連桿帶動曲軸、曲軸帶動其他氣缸的連桿活塞實現同速運轉,這是發動機的運轉結構特點;可以把活塞理解為腳踏車的腳蹬子、連桿還是連桿、曲軸是牙盤,大進氣量等於大動力等於猛蹬,猛蹬後牙盤轉速是不是會升高呢?

    牙盤轉速=發動機轉速

    解釋完畢,其實這是個很好理解的原理,簡單總結為:氣決定油、氣&油決定力、力決定速,就是這樣嘍。

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