过量空气系数

实际燃烧的空气量与理论值之比

过量空气系数亦称“过剩空气系数”、“空气过剩系数”，俗称“余气系数”。指实际供给燃料燃烧的空气量与理论空气量之比。是反映燃料与空气配合比的一个重要参数，常用符号“λ”表示。其值可借气体分析仪进行测箅。在各种炉子或燃烧室中，为使燃料尽可能燃烧完全，实际供入的空气量总要大于理论空气量（其超出部分称为“过剩空气量”），即过量空气系数必须大于1。但燃烧理论与运行经验表明，λ过大或过小（表示送风量过多或过少）都对燃烧不利，亦即不同燃烧设备各有其最佳的过量空气系数值。

数值详解

α<1时，此时燃料与空气中的氧气不完全燃烧，产生的为浓混合气；α>1时则为稀混合气。

过量空气系数=0.4，称为火焰传播上限，混合气太浓不能燃烧；

过量空气系数=0.88，称为功率混合气，发动机功率最大；

过量空气系数=1，称为理论混合气；

过量空气系数=1.11，称为经济混合气，油耗最小；

过量空气系数=1.4，称为火焰传播下限，混合气太稀不能燃烧；

过量系数由燃料性质和燃烧方法决定。

词义拓展

定义表达式可知：无论使用任何燃料，凡过量空气系数α=1的可燃混合气即为理论混合气，此时燃料与空气中的氧气完全燃烧。

过量空气系数对发动机燃烧及排放的影响

随着石油资源危机和大气污染日益严重，天然气发动机以其清洁燃烧特性和良好的经济性受到了广泛关注。自“九·五”期间以来，我国开展了清洁汽车行动，对天然气发动机进行研究开发，其中对柴油/天然气双燃料发动机的研究开发取得了重大成果。但是，国内开发的大功率单燃料天然气发动机多采用理论空燃比燃烧方式或部分工况稀薄燃烧和部分工况理论空燃比并存的燃烧方式，与国外同类型天然气发动机相比，存在气耗高、可靠性差、排放水平低等问题。为此，针对过量空气系数对天然气发动机燃烧、排放和经济性的影响进行了深入研究，得出过量空气系数的确定方法，并将研究结论应用于CA6SEl—21N天然气发动机，开发了FAW电控喷射稀薄燃烧天然气发动机。

试验方案

试验在CA6SEl—21N天然气发动机上进行，该发动机为火花点火式发动机，采用电控多点顺序喷射方式。在第一缸气缸盖上安装压力传感器，用以测量缸内压力。在皮带轮上安装了DELTER2613B角标仪用以判断发动机的上止点信号和行程信号，角标仪的精度为0.1°。燃烧过程分析采用DEWE-2010型燃烧分析仪。发动机的性能参数如表1所列。试验中所用主要设备如表2所列。

研究结论

通过研究不同过量空气系数时发动机的性能和排放变化规律，得出以下结论：

a．在保持发动机空气量不变的情况下，随着α的加大，发动机的缸内最大压力提高。

b．随着α的加大，滞燃期和主燃期变长，放热率降低，燃烧循环变动增大，直到熄火极限。

c．在α达到1.1以后，随其逐渐加大，Nx、CO和HC排放降低。

d．在α=1.1～1.2时，发动机的比气耗最小。对于稀薄燃烧天然气发动机，其各个工况都存在最佳的α值，此时发动机的NOx、CO和HC排放都较低，比气耗较低，排气温度很低，即发动机的排放、经济性和可靠性俱佳。

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