摘 要：空燃比是发动机控制中非常重要的一个参数，对发动机的燃烧效率、动力性、排放等性能有着直接影响。本文将从空燃比的基本概念入手，深入探讨空燃比在发动机控制中的应用研究。
关键词：空燃比、燃烧效率、动力性、排放
一、空燃比的基本概念
空燃比是指在发动机燃烧室内燃油与空气混合气的质量比，通常用 λ 表示。λ 值为 1 的时候，称为化学计量空燃比，即在发动机燃烧室中燃料和空气按化学计量比例混合。当 λ 值小于 1 时，称为偏瘦混合气；当 λ 值大于 1 时，称为偏浓混合气。
空燃比对发动机的性能影响很大。对于传统燃油发动机，空燃比的控制直接影响着发动机的燃油消耗、燃烧效率、动力性和排放等方面的指标。因此，在发动机控制策略中，空燃比的控制一直是关注的重点。
二、空燃比在提高发动机功率方面的应用
1. 超大空燃比燃烧
传统的燃油发动机在燃烧时需要达到化学计量空燃比才能保证燃烧的稳定性和燃油的充分利用。但超大空燃比燃烧技术可以在空燃比远低于化学计量空燃比的条件下进行燃烧，从而提高发动机的功率和效率。
超大空燃比燃烧技术的核心是将燃油雾化成尽可能小的颗粒，使其可以在低空燃比下进行燃烧。此外，还需要使用高压旋流喷嘴，将混合气充分混合，使燃烧更加充分。通过这些手段，可以在超过 2.5 的超大空燃比下实现高效燃烧，使发动机的功率和效率得到提升。
2. 排气重压增强
发动机的排气重压是指发动机在工作时产生的气流流经排气管道时对其造成的作用力。一般来说，排气重压越大，发动机的动力性就越好。因此，在发动机控制中增强排气重压是一个有效的提高发动机动力性的手段。
控制排气重压的方法包括控制排气管道结构、增大排气阻力、增加进气压力、控制气门开启时间等。这些方法在一定程度上可以增加排气重压，从而产生更高的动力输出。
3. 适当提高空燃比
研究表明，在化学计量空燃比的周围适当提高空燃比可以显著提高发动机的动力性能。这主要是因为在偏丰空燃比下，可以提高燃油的热值，并增加燃烧时的能量释放量，从而提高发动机的功率和扭矩。
三、空燃比在减少排放方面的应用
1. 典型化低排放燃油
对于传统的燃油发动机来说，排放问题一直是一个难以解决的难题。为了改善发动机的排放性能，研发了一些典型化低排放燃油。
这种燃油的燃烧速度比传统燃油更快，可以在低空燃比下进行燃烧，从而实现更加完全的燃烧，减少有害物质的产生。同时，这种燃油还可以降低氮氧化物等排放物的生成量，极大地减少了对环境的污染。
2. 偏瘦混合气燃烧
偏瘦混合气燃烧也是一种减少排放的有效手段。在偏瘦混合气的条件下，虽然燃烧时的温度会升高，但由于燃烧发生在接近燃油的上限温度处，从而减少了燃烧温度的峰值，进而降低了NOx（氮氧化物）的生成量。
此外，在偏瘦混合气燃烧状态下，可以使用三元催化器、颗粒物捕集器等排放控制装置，进一步降低排放物的生成量。
四、空燃比在节能方面的应用
1. 深度混合燃烧
深度混合燃烧是通过提高混合气的均匀度和燃烧程度来实现节能和降低排放的技术。这种技术可以在低速运行时大幅度降低燃油消耗和排放物的生成量，同时提高了发动机的燃烧效率和动力性。
实现深度混合燃烧通常需要借助于高压直喷、多点喷射等技术。这些技术可以将燃油雾化成更加细小的颗粒和更均匀的分布，从而促进燃油的充分燃烧，提高发动机的燃烧效率和节能效果。
2. 偏瘦混合气燃烧
在偏瘦混合气的状态下，由于燃烧时所需要的热值更少，因此可以在一定程度上节省燃油消耗。此外，偏瘦混合气燃烧还可以提高发动机的燃烧效率，增强其驱动力和动力性能。
五、结论
空燃比在发动机控制中的应用研究已经得到了广泛的关注和深入的探讨，对于提高发动机的性能、减少排放和节能方面都起到了重要的促进作用。未来，随着燃烧技术的不断发展和创新，空燃比在发动机控制中的应用前景将会更加广阔。
