編之前寫過一篇《老司機寶典 氮氧化物和顆粒物看完秒懂!》一文，簡單的帶著各位卡友了解了一下什么是尾氣中的氮氧化物和顆粒物，以及國六時代各大廠商是如何對著兩項有害成分進行抑制的之后，許多卡友私信小編提問，難道國六技術(shù)僅僅是通過后處理技術(shù)來達到排放標(biāo)準(zhǔn)的嗎？還有什么技術(shù)運用在國六車型之上呢？今天，小編再帶著各位卡友了解一項發(fā)動機技術(shù)知識——理論空燃比。

可能有的“老司機”和喜歡技術(shù)類文章的卡友對發(fā)動機空燃比這一知識點并不陌生，但是更多地卡友對發(fā)動機空燃比的了解還僅僅停留在“聽過”、“14.7”等標(biāo)簽之上；我們通過搜索引擎雖然可以查詢到許多有關(guān)于發(fā)動機空燃比“碎片化”的信息，但是像小編這樣的文科生看到各種技術(shù)術(shù)語就很是頭大，很難做到整合性的了解。

接下來，小編就通過一篇文章簡單的帶著各位卡友了解一下什么是發(fā)動機空燃比、理論空燃比又是什么？國六時代對發(fā)動機空燃比技術(shù)是怎么做的？放心，這篇文章保證通俗易懂，不要輕易劃走文章，看完這篇定能助你在進階“老司機”的道路上更進一步！

▎發(fā)動機空燃比是個啥 就是空氣和燃料的比

說到發(fā)動機空燃比就不得不再提一個專業(yè)術(shù)語——可燃混合氣。大家還記得嗎，在之前的《老司機寶典 氮氧化物和顆粒物看完秒懂!》一文中曾經(jīng)提到過，發(fā)動機的燃料有汽油、柴油、天然氣、甲醇燃料等，這些燃料需要燃燒都離不開氧氣。

那么氧氣從何而來？當(dāng)然是從空氣中來，發(fā)動機工作時會吸取大量的空氣，然后燃油與空氣以一定的比例和方式混合，在燃燒室中燃燒。這種燃油和空氣混合而成的可以燃燒的氣體就叫做可燃混合氣。它是對發(fā)動機動力性和經(jīng)濟性影響最大的物質(zhì)。

而可燃混合氣中的空氣質(zhì)量與燃油質(zhì)量之比就是空燃比，空燃比是發(fā)動機運轉(zhuǎn)時的一個重要參數(shù)，它對尾氣排放、發(fā)動機的動力性和經(jīng)濟性都有很大的影響。  

從理論上說，每克燃料完全燃燒所需的最少的空氣克數(shù)，叫做理論空燃比。各種燃料的理論空燃比是不相同的，比如理論上1千克汽油要達到完全燃燒的狀態(tài)需要的空氣質(zhì)量為14.7千克，所以汽油的理論空燃比就是14.7；1千克柴油要達到完全燃燒所需的空氣質(zhì)量為14.3，所以柴油的理論空燃比就是14.3；1千克天然氣要達到完全燃燒所需的空氣質(zhì)量為17.2，所以天然氣的理論空燃比就是17.2。

●  空燃比數(shù)值會變化 根據(jù)發(fā)動機工況

雖然14.7和14.3的空燃比是汽柴油發(fā)動機的理論最優(yōu)值，但由于車輛在行駛時面對的路況、載重、駕駛習(xí)慣等因素影響下，隨著發(fā)動機運行工況的變化，可燃混合氣的空燃比值也是會隨之變化的。

（圖片來源：騰訊網(wǎng)）

如果根據(jù)駕駛工況需要我們處于油門全開的狀態(tài)之下時，發(fā)動機會提供最大扭矩輸出，這時的空燃比要求大概是12-12.5。小于理論空燃比數(shù)值，此時的混合氣有一個名稱，叫做功率混合氣，此時混合氣偏濃，燃燒不完全，會生成較多的一氧化碳（CO）、碳?xì)浠衔铮℉C）、PM碳煙顆粒物等有害物質(zhì)。

如果我們需要處在一個省油的駕駛工況下，需要的空燃比大概是15-16，略大于理論空燃比數(shù)值，由于此時的可燃混合氣偏稀，此時的混合氣叫做“經(jīng)濟混合氣”。燃燒狀態(tài)較為完全，油耗低，污染小，但發(fā)動機功率較小。

目前來說，我們不僅要考慮發(fā)動機的動力性和經(jīng)濟性，還要滿足日益嚴(yán)格的排放法規(guī)要求，盡可能的將發(fā)動機空燃比進行精準(zhǔn)的控制，來降低有害物的排放，滿足排放法規(guī)要求。

國六階段 燃?xì)鈾C和柴油機都用什么方式

稀薄燃燒技術(shù)廣泛應(yīng)用于當(dāng)今多數(shù)汽油發(fā)動機，在商用車領(lǐng)域，我們的發(fā)動機種類大都是燃?xì)鈾C和柴油機，面對國六時代，他們是怎么做的呢？

●  燃?xì)鈾C：當(dāng)量燃燒技術(shù)

簡單介紹一下，目前天然氣發(fā)動機 工作的方式主要有兩種，第一種工作方式為壓燃式；第二種工作方式是點燃式，目前，大多數(shù)燃?xì)鈾C采用的是點燃式的工作方式。

點燃式天然氣發(fā)動機按照混合氣濃度分可以分為當(dāng)量燃燒和稀薄燃燒兩種方式，由于稀薄燃燒方式雖然節(jié)能但是會產(chǎn)生大量的氮氧化物，為了滿足法規(guī)需求，國六階段的燃?xì)鈾C大都采用當(dāng)量燃燒的技術(shù)方式。

采用當(dāng)量比燃燒方式時，混合氣濃度一直處在一個較濃的狀態(tài)，采用當(dāng)量燃燒的天然氣發(fā)動機在動力性表現(xiàn)會更好，瞬態(tài)響應(yīng)快，駕駛表現(xiàn)更好。雖然這是的節(jié)能表現(xiàn)并不好，但是因為沒有過量的空氣進入，所以也不會產(chǎn)生大量的氮氧化物排放問題。

同時，由于天然氣的成分主要是烷烴類物質(zhì)，因此，天然氣發(fā)動機的顆粒物排放較低。采用當(dāng)量比燃燒方式的天然氣發(fā)動機結(jié)合三元催化器比較容易達到國六排放標(biāo)準(zhǔn)。

但是，采用當(dāng)量比燃燒方式的燃?xì)鈾C會出現(xiàn)發(fā)動機和排氣高溫的問題，其發(fā)動機整機、冷卻、燃燒、排氣等系統(tǒng)都需要強化，有些零部件必須使用進口耐高溫材料，這就意味著發(fā)動機成本會有所提升。

●  柴油機：控制空燃比+后處理

相對于汽油，天然氣燃料來說，柴油與空氣的充分混合是極其困難的。

只有采用大量多余的空氣與柴油混合才能保證柴油顆?？梢酝耆豢諝獍ǜ呖杖急龋?，從而使柴油燃燒更充分（富氧燃燒）。反之，低空燃比（油多氣少）會造成燃燒時間變長和燃燒不完全狀態(tài)。

燃燒時間變長的話后燃加大就會造成排氣溫度高的現(xiàn)象。低空燃比（油多氣少）也會造成更多的沒有燃燒（HC氣體）和因缺氧燃燒不完全物質(zhì)（CO一氧化碳?xì)怏w，PM碳煙顆粒物）的排放。

如上圖所示，目前，各大發(fā)動機廠商對待發(fā)動機空燃比的問題和采用的處理方式不盡相同，由于篇幅問題，在這里就不展開具體贅述了。總結(jié)一下，大多的處理指導(dǎo)思想就是控制發(fā)動機進排氣（控制發(fā)動機空燃比）加后處理系統(tǒng)，以此達到排放法規(guī)。

(圖片來源：搜狐汽車）

當(dāng)然，控制進排氣的辦法從結(jié)構(gòu)來說是相對簡單的，比如氧傳感器的應(yīng)用、康明斯進氣節(jié)氣門提高排氣溫度技術(shù)等等。但是，由于柴油發(fā)動機燃燒是不均勻的，所以如何使得空氣跟燃油達成一個良好的燃燒匹配狀態(tài)，這是控制進排氣系統(tǒng)最大的難點。

同時，發(fā)動機的熱效率提升也是國六時代各大發(fā)動機廠家重點突破的技術(shù)之一。熱效率越高，燃油利用越充分，節(jié)能減排的效果就越明顯。提升熱效率是一個精細(xì)求精的過程，要在整個動力鏈層面上的各個細(xì)小環(huán)節(jié)細(xì)細(xì)打磨，才能達到提升熱效率的目的。

（文章來源：卡車之家）