现在人们的出行几乎离不开汽车了，在汽车使用过程中，我们经常会听到一些专业术语，可能就是关于哪项工作参数的，很多朋友都不太关注，觉得跟自己开车没什么关系。不过有些汽车知识，如果大家了解的话，对大家更好的开车，还是有一定帮助的。今天我们要介绍的内容是空燃比。

空燃比是什么？详解空燃比在汽车中的应用

影响汽车动力的因素有很多，其中最重要的就是油门控制系统，众所周知，油门系统是控制进气量和燃料的比例的，通常踩油门的时候不是直接加油，而是控制进气量多少来影响喷油嘴出油量的。

这其中的空气与燃料的比例就是空燃比，具体是指混合气中空气与燃料之间的质量的比例。一般用每克燃料燃烧时所消耗的空气的克数来表示。

可燃混合气中空气质量与燃油质量之比为空燃比，空燃比A/F(A：air-空气，F：fuel-燃料)表示空气和燃料的混合比。

空燃比是发动机运转时的一个重要参数，因为它不仅直接影响着汽车的动力性能，还对燃烧稳定性、尾气污染物排放产生着决定性的影响。


 

空燃比的比值说明

发动机工作时，燃料必须和吸进的空气成适当的比例，才能形成可以燃烧的混合气，这就是空燃比。

从理论上说，每克燃料完全燃烧所需的最少的空气克数，叫做理论空燃比。各种燃料的理论空燃比是不相同的：汽油为14.7，柴油为14.3。

空燃比大于理论值的混合气叫做稀混合气，气多油少，燃烧完全，油耗低，污染小，但功率较小。

空燃比小于理论值的混合气叫做浓混合气，气少油多，功率较大，但燃烧不完全，油耗高，污染大。

汽油机的空燃比在12～13时功率最大，在16时油耗最低，在18左右污染物浓度最低。因此，为了降低油耗和减少污染，应当尽量使用空燃比大的稀混合气，只在需要时才提供浓混合气。这种做法，叫做稀薄燃烧，已为当今多数汽油发动机采用。

影响汽油发动机排放的最主要因素是混合气的空燃比， 理论上一公斤燃料完全燃烧时需要14.7公斤的空气。这种空气和燃料的比例称为化学当量比。

空燃比小于化学当量比时供给浓混合气，此时发动机发出的功率大，但燃烧不完全，生成的CO、HC多；

当混合气略大于化学当量比时，燃烧效率最高，燃油消耗量低，但生成的NOx也最多；

供给稀混合气时，燃烧速度变慢，燃烧不稳定，使得HC增多。

在电控汽油喷射系统中采用闭环控制的方式，将空燃比控制在化学当量比附近，并在排气系统中消声器前安装一个三元催化转化器，对发动机进行后处理，是当前减少汽车排气污染物的最有效方法。在化学当量比附近，转化器的净化效率最高。
 

空燃比是怎么调节的？

为了满足发动机各种工况的要求，混合气的空燃比不能都采用闭环控制，而是采用闭环和开环相结合的策略，

通常来说，冷启动时为保证冷启动顺利，要减小空燃比；暖机阶段则要求高空燃比，直到发动机达到正常温度，以正常混合气稳定运转；加减速时，加减速瞬间要适当降低空燃比，以获得良好的加减速过渡性。总之就是，不同工况下我们需要调控出不同的空燃比，以获得最佳的发动机状态。

既然需要控制空燃比，我们自然要知道它受哪些因素影响，通常我们可以将其分为三类：

1） 油膜效应

即喷油器喷射的燃油一部分直接进入气缸，还有一部分会在进管壁上形成一层油膜，主要与温度、喷射量有关；

2） 传感器的特性

发动机的传感器使用特别多，有压力、位置、流量、温度等传感器，这些传感器的精度直接影响了空燃比的控制精度和发动机的性能；

3） 延迟时间

延迟时间主要是指发动机控制器的延迟时间，一般包括喷射延迟时间和传输延迟时间。

在化油器时代，空燃比的调节是利用节气门上方喉管处产生的真空度，将燃油从浮子室中连续吸出且进行混合调节，但精度和稳定性并不好。
而在现代，它的控制主要通过汽车电子控制系统完成。要调控空燃比，自然要有能探测氧气含量的装置，因此氧传感器就应用而生了。我们利用它得出当时燃烧的实际空燃比例，再反馈到ECU，由它根据所需工况使用内置的调控逻辑对喷油量和点火时机等一系列参数进行实时调控，并通过控制喷油器开启时间来进行精确配制。
 

空燃比在发动机燃料控制系统中的应用原理

为使废气催化率达到最佳(90%以上)，必然在发动机排气管中安装氧传感器并实现闭环控制，其工作原理是氧传感器将测得废气中氧的浓度，转换成电信号后发送给ECU，使发动机的空燃比控制在一个狭小的、接近理想的区域内(14．7：1），若空燃比大时，虽然CO和HC的转化率略有提高，但NOx的转化率急剧下降为20%，因此必须保证最佳的空燃比，实现最佳的空燃比，关键是要保证氧传感器工作正常。
如果燃油中含铅、硅就会造成氧传感器中毒。此外使用不当，还会造成氧传感器积碳、陶瓷碎裂、加热器电阻丝烧断、内部线路断脱等故障。
氧传感器的失效会导致空燃比失准，排气状况恶化，催化转化器效率降低，长时间会使催化转化器的使用寿命降低。
发动机空燃比调控真的挺不容易，比如我们希望发动机达到完全燃烧，但氮氧化物的生成量就会很高，相反的，发动机不完全燃烧时，一氧化碳和碳氢化合物的生成量就会增多。

空燃比是如何测定的？

实际空燃比是通过测量废气中的氧浓度获取的，最关键的部件就是宽域氧传感器。测量空燃比的仪器通常叫做空燃比分析仪、空燃比计。

以美国ECOTRONS生产的空燃比分析仪ALM-S为例，它使用Bosch LSU4.9宽域氧传感器以及CJ125专用驱动芯片，能够达到很高的测量精度。

但在实际的汽车使用环境是非常负杂的，这也决定了汽油发动机要在各种复杂的工况条件下工作，空燃比就变的很不确定，并且各种突发因素导致的节气门变化使得空燃比无法保持在最优的理论值附近，因此均衡各种环境下空燃比的最佳平衡控制策略非常重要。
 

从以上分析可以看出， 作为混合气浓度最直观参数的空燃比的变化， 直接影响发动机性能，在不同空燃比的燃烧过程中，空燃比A/F对发动机影响的程度和变化规律各不相同。使发动机达到最佳的空燃比，可有效地提高和改善发动机的动力性、经济性及排放性，从而提高了发动机的性能。