为何踩油门控制的是进气量而非喷油量?
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发表于 2025-06-23 09:21
开车时想要加速,大家的第一反应往往是踩油门,也就是加油。但很多人可能不知道,我们踩的这个“油门”,其实并非直接控制喷油量,而是控制节气门开度,进而调节进气量。尽管它被称作“油门”,容易让人误以为是控制喷油数量的,但实际上控制的是进气量。当我们踩油门较深时,节气门打开的程度就越大,进气量也会随之增多。
那么,喷油量又是如何控制的呢?这其实是由汽车的电脑系统来完成的。电脑会根据节气门的打开量,先计算出进气量,再结合发动机当时的运行工况,精确计算出应该喷入多少汽油,然后控制喷油嘴开启进行喷油。如果需要增加喷油量,就让喷油嘴多喷一会儿;反之,则少喷一会儿。
看到这里,很多人可能会产生疑问:为什么要设计得这么复杂呢?直接让油门控制喷油量不是更简单吗?如果油门直接控制喷油量,又会带来哪些问题呢?
其实,这种设计是由汽油易挥发的特性以及发动机的工作原理共同决定的,其中“空燃比”是一个关键概念。空燃比指的是进入发动机的空气与汽油之间的质量比。我们都知道,汽油的燃烧需要氧气的参与,否则就无法燃烧。在发动机的气缸内,空气和汽油必须混合均匀后,才能被点燃并燃烧。因此,空气和汽油的数量比例,即空燃比,就显得尤为重要。最佳空燃比是14.7:1,也就是说,当进入14.7克空气时,喷入1克汽油,刚好可以完全燃烧,此时汽油的能量得到充分利用,既减少了浪费,又降低了有害气体的排放。
发动机的电脑系统会先收集节气门开度的信息,再通过各种传感器计算出进气量,然后按照最佳空燃比的比例,精确控制喷油量。这种控制方式能够更容易地实现最佳空燃比,而且精度非常高,可以让发动机始终保持在最佳空燃比附近运行,使汽油得到充分燃烧,从而降低排放。
同时,这种控制方式还能应对各种不同的工况。比如,当车辆突然加速或者正在爬坡时,电脑系统可以根据当时的工况,实时调整喷油量,实现动力的精准释放。在加速时,电脑会让喷油嘴多喷一些汽油,使汽油浓度相对较高,虽然此时汽油可能无法完全燃烧,但能够爆发出更强大的动力,满足车辆当前的运行需求。
如果让油门直接控制喷油量,而由电脑去控制进气量,由于喷油时间相对较短,进气时间较长,还需要进行复杂的调节,这就必然会导致进气延迟,甚至可能使发动机无法正常工作。比如,如果先喷油,之后再计算进气量并开始进气,那么汽油的雾化效果就会很差,无法与空气充分混合均匀,从而无法正常燃烧。
如果像柴油车那样,始终保持进气最大化,让油门直接控制喷油量,那么在低速行驶时,就会因为喷油量太少,而空气太多,导致混合气浓度过稀,进而无法正常燃烧。而如果控制进气量,则是让空气在等待汽油。空气先进入气缸进行压缩,最后需要燃烧时再喷入汽油,这就是直喷车的工作原理。
就算是采用歧管喷射的发动机,也是先让空气进入,然后在进气门处喷出相应的汽油,让汽油和空气一起进入气缸。就连以前的化油器车,油门也是控制进气量的。进气量大时,从化油器吸出来的汽油就多,二者会一同被吸入气缸。
综上所述,发动机的设计以及汽油的燃烧特性决定了必须控制进气量。因为汽油需要挥发并与空气混合均匀后才能燃烧,如果直接控制喷油量,根本无法实现汽油的正常燃烧,更不用说根据不同的工况进行实时调节了。如今的汽车都追求高性能、低油耗和低排放,这就需要更加精准和精细的控制系统。汽车通过安装很多传感器,如节气门位置传感器、空气流量计、发动机转速传感器、水温传感器等,电脑系统可以根据这些传感器采集到的数据,实现非常精确的喷油控制,让发动机在消耗相同汽油的前提下,发挥出最大的动力,同时确保排放达标。