在我国及前苏联等国、通用的可燃混合气成分指标是过量空气系数、常用符号表示φa、即
  Φa= 燃烧1kg燃料所实际供给的空气质量
完全燃烧1kg燃料所需的理论空气质量
    由上面的定义表达式可知：无论使用何种燃料、凡过量空气系数0a-1的可燃混合气即为理论混合气；Φa <1的为浓混合气；Φa >1的则为稀混合气。
    可燃混合气的成分对发动机性能的影响是通过试验显示的。在发动机转速一定和节气门全开条件下、流经化油器的空气量即为一定值。此时通过改变汽油量孔尺寸以改变供油量、即可得到过量空气系数Φa不同的可燃混合气。分别以不同Φa值的可燃混合气供入发动机、并测出相应的发动机功率和燃油消耗率、试验结果如图15所示、发动机功率Pe和燃油消耗率be都是随过量空气系数Φa而变化的。
    图15所示为某一汽油机在转速不变和节气门全开条件下试验所得功率Pe和燃油消耗率be随（Pa值而变化的关系、图中纵坐标为Pe和be的相对值。在功率坐标上、以使用各种浓度的混合气所得到的各个不同的功率值中的最大值为100%；而在燃油消耗率坐标上、则以各个燃油消耗率值中的最小值为100%。
    理论上、对于Φa =1的理论混合气而言、所含空气中的氧正好足以使其中全部燃料完全燃烧。但实际上、由于时间和空间条件的限制、汽油细粒和蒸气不可能及时地与空气绝对均匀地混合、因此、即使Φa=1、汽油也不可能完全燃烧。要使混合气中的汽油都能完全燃烧、混合气必须是Φa >1的稀混合气。从图15所示的实例中可以看出、该发动机在Φa =1. 11时、燃油消耗率最低、即经济性最好、此混合气称为经济混合气。这就说明在这种混合气中、有适量富余的空气、正好能使汽油完全燃烧。经验表明、对于不同的汽油机、相应于最低燃油消耗率的混合气成分一般为Φa =1.05～1.15。如果混合气过稀（Φa >1.05～1.15）、虽然混合气中的汽油可以保证完全燃烧、但是由于过稀的混合气燃烧速度低、在燃烧过程中、有很大一部分混合气的燃烧是在活塞向下止点移动时、燃烧空间容积很快增大的情况下进行的、这部分混合气燃烧放出的热量中转变为机械功的相对较少、而通过气缸壁面传给冷却液而散失的热量却相对增多、使汽油机的动力性和经济性都相应变坏。在混合气严重过稀的情况下、燃烧过程甚至可能拖延到下一个循环的进气过程开始以后、此时残存在气缸中的火焰将通过开启着的进气门、将进气管中的混合气点燃、造成进气管回火、产生拍击声。加之过稀的混合气燃烧时、单位容积的混合气所能放出的热量也较少、结果汽油机输出的功率下降。因此、不能对发动机供给这种过稀的混合气。
    实际上、当混合气稀到Φa=1. 3～1.4时、燃料分子之间的距离将增大到使混合气的火焰不能传播的程度、以致发动机不能稳定运转、甚至缺火停转。此Φa值称为过量空气系数的火焰传播下限。
    从图15中还可看出、在节气门全开而转速保持一定的情况下、该发动机在Φa=0.88时、输出的功率最大、此混合气称为功率混合气。对不同的汽油机来说、一般在过量空气系数Φa=0. 85～0. 95的混合气中、汽油分子相对较多、混合气燃烧速度高、热损失小。如果其他条件相同、用这种成分的混合气工作的汽油机所输出的功率将是最大的。但是、这种混合气中空气含量不足、必将有一部分汽油不可能完全燃烧、因而发动机的经济性较差。
    混合气过浓中过量空气系数Φa=0. 88时、由于燃烧很不完全、气缸中将产生大量的一氧化碳甚至还有游离的碳粒、造成气缸盖、活塞顶、气门和火花塞积炭、排气管冒黑烟、排气污染严重。废气中的一氧化碳还可能在排气管中被高温废气引燃、发生排气管“放炮”现象。此外、由于这种混合气的燃烧速度也较低、有效功率也将减小、燃油消耗率则将增高。
    当混合气加浓到Φa=0. 4～0. 5时、由于燃烧过程中严重缺氧、也将使火焰不能传播、此Φa值称为过量空气系数的火焰传播上限。
    以上对图15所示的试验结果所做的分析、可简要地总结于表1中。

    由以上分析可知、为了保证发动机可靠地稳定运转、汽油机正常工作时、其所用混合气成分Φa应在0.8～1. 2调节。一般在节气门全开条件下、所用可燃混合气的Φa =0.85～0.95时、发动机可得到较大的功率。当Φa=1. 05～1. 15时、发动机可以得到较好的燃料经济性。将节气门置于各种不同开度时、重复上述试验便可发现、节气门开度越小、即发动机负荷越小、则相应于最大功率的Φa值也越小。表示这些变化规律的图线即为图16中的曲线1。同样、在各种不同的节气门开度下、即在各种不同发动机负荷下、都存在着一个燃油消耗率最小的Φa值、图16理想化油器的特性（转速一定）但其数值也是随发动机负荷的减小而降低的、如图16中的曲线2所示。曲线2说明、最经济的可燃混合气成分并不总是稀的。在小负荷范围内、混合气也要变得较浓方能保证发动机工作最经济。

    实际上、对于一定的发动机、相应于一定工况、化油器只能供应一定Φa值的可燃混合气、该0。值究竟应照顾功率的要求、还是照顾经济性的要求、或者二者适当兼顾、这就要根据汽车及其发动机的各种工况进行具体分析。

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