进气系统的运作(上)：引擎靠燃油就能动？没空气再怎么点火也是徒然！

问提问者：网友 | 时间：2019-11-21 17:37:33

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回答者：网友 | 时间：2019-11-21 17:37:33

上一回的排气系统专题中，多少有提到进气和排气的关联性。影响引擎热效率的空燃比，尤其在空气稀薄的高海拔地区，油门踩到底了但车子跑起来还是很没力（涡轮车比较好一点），这是因为空气的含氧量太少，而造成混合油气比例不均衡所导致，所以进气量的多寡成为混合油气比例的关键，至于如何发挥极致的动力就得凭各家本事了。

  
引擎的爆发力  
来自这些热循环
 
空气中的21%氧气能够助燃，而引擎不仅仅需要燃油，更需要绵绵不绝的空气进入汽缸，才能燃烧产生动力，引擎要产生足够的功率，汽缸内设计的四个行程（进气、压缩、动力及排气）就是热循环的过程，不过汽油引擎和柴油引擎的热循环不太一样。

汽油引擎：等容循环（Otto Cycle）
1.进气: O→A。活塞从O点往A点膨胀，缸内容积增加但始终保持大气压力P1，不会产生动力。
2.压缩: A→B。活塞将混合油气从A点往上B点压，这时压力开始上升到P2，温度同步提高，为爆发的动力做好准备。
3.动力:B→C→D。活塞到B点瞬间，混合油气被燃烧，但活塞还没往下且加压到燃烧压力C点为P3，再立即往下到D点，压力也随之下滑。
4.排气:D→A→O。排气门在D点打开，压力马上掉回接近大气压力，活塞在A点开始上行把废气往O点排外。

柴油引擎：等压循环（Diesel Cycle）
1.进气: O→A。过程跟汽油引擎一样，不同的是柴油引擎先将空气打进缸内。
2.压缩: A→B。活塞把新鲜空气压缩至B点，这时候的压缩压力为P2。
3.动力:B→C→D。活塞到B点时，柴油喷入缸内跟高压高热的空气混合后自燃，气体边燃烧边推动活塞直到C点结束，随后压力下降，活塞下移到D点排气门才打开。
4.排气:D→A→O。如同汽油引擎，排气门打开后压力也掉回接近大气压力并将废气排外。

什么是空燃比A/F？

在被广大媒体和读者关注的压缩比代表引擎的效能时，空燃比更适合担当这个角色。在密闭的汽缸中，“正确”的空气含氧量和喷油量混合而成的气体比例，必须在最佳时刻受到足够的热冲击而被点燃，这里指的“正确”代表空燃比。
 
研究发现空燃比落在12-13:1的性能最佳，当落在15-16:1时，由于油气比较稀薄，燃烧速率较慢但有利于完全燃烧，能降低油耗，燃油经济性最好但性能欠佳，借此定出性能与经济兼备的理论空燃比14.7:1，因为这个比值的燃烧最完全。不过想把空燃比控制在理论值内可没那么简单，加上高空燃比在低压缩比的动力表现欠佳，车厂工程师就采用较高的压缩比去弥补动力不够的问题，所以现代引擎大多在性能与节能方面都能兼顾。
 
值得一提的是，ECU可根据引擎状况去调整空燃比，比如在怠速时因低转速而使混合气吸入不足，空燃比降低；高速巡航时提高空燃比；加减速的瞬间则适当的降低空燃比，对引擎的性能、燃烧稳定性和尾气排放都有影响。

空燃比愈低代表混合气愈浓，愈高代表愈稀。理论上性能与经济兼备的空燃比值为14.7:1，但实际上要控制在这个比值内并不简单，车厂工程师就采用较高的压缩比去弥补动力不够的缺陷，所以现代引擎大多在性能与节能方面都能兼顾。

设定空燃比没有一定的标准，通常要试车或上马力机，加上排温表的搭配，才能找出适合引擎最大输出的A/F值。

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