空气燃料比率计

空燃比计监测内燃机的空燃比。也称为空燃比计、空燃比计或空燃比计，它读取氧传感器的电压输出，有时也称为AFR传感器或lambda传感器。最初的窄带氧传感器在1970年代末和1980年代初成为工厂安装的标准。近年来，一种更新的、更精确的宽带传感器已经面世，虽然价格更高，但已经面世。大多数独立的窄带仪表有10个LED，有些则更多。与其他类型的汽车“仪表”一样，圆形外壳中的窄带仪表也很常见，标准安装直径为52和67毫米（2+1⁄16和2+5⁄8英寸）。这些通常有10或20个LED。还提供模拟“针”式仪表。如上所述，有独立的或安装在外壳中的宽带仪表。几乎所有这些都在数字显示屏上显示空燃比，因为宽带传感器提供了更准确的读数。由于宽带传感器使用更精确的电子设备，这些仪表更加昂贵。

• 确定氧传感器的状况：氧传感器发生故障会导致空燃比对不断变化的发动机状况的响应更慢。损坏或有缺陷的传感器可能会导致油耗增加和污染物排放增加，以及功率和油门响应降低。大多数发动机管理系统会检测到有缺陷的氧传感器。
• 减少排放：将空气燃料混合物保持在14.7:1的化学计量比附近（对于汽油发动机），可使催化转化器以最高效率运行。
• 燃油经济性：比化学计量比更稀的空气燃料混合物将导致接近最佳的燃油里程，每行驶距离的成本更低，产生的二氧化碳排放量最少。然而，从工厂开始，汽车被设计为以化学计量比运行（而不是在保持可驾驶的同时尽可能稀薄），以xxx限度地提高催化转化器的效率和寿命。虽然可能在比化学计量比更稀薄的混合物下平稳运行，但由于美国环保署的规定，制造商必须关注排放，尤其是催化转化器的寿命（现在新车必须为160,000公里（100,000英里））作为更高的优先事项.
• 发动机性能：仔细绘制整个转速和歧管压力范围内的空燃比，除了降低爆震风险外，还能xxx限度地提高功率输出。

贫油混合物提高了燃油经济性，但也会导致氮氧化物(NOX)的量急剧上升。如果混合物变得太稀，发动机可能无法点火，导致失火和未燃烧碳氢化合物(HC)排放量的大量增加。稀薄的混合物燃烧得更热，可能导致怠速不稳、启动困难和熄火，甚至会损坏催化转化器或烧毁发动机中的阀门。当发动机处于负载状态时，火花爆震/发动机爆震（爆震）的风险也会增加。比化学计量更浓的混合物在使用汽化液体燃料时允许更大的峰值发动机功率，因为​​混合物不能达到完全均质化的状态，因此添加额外的燃料以确保所有氧气都燃烧产生xxx功率。此类操作中的理想混合气取决于各个发动机。例如，涡轮增压器和机械增压器等强制进气发动机在节气门全开时通常需要比自然吸气发动机更浓的混合气。强制感应发动机可能因燃烧时间过长而严重损坏。空气燃料混合物越稀薄，气缸内的燃烧温度就越高。过高的温度会损坏发动机——熔化活塞和阀门。如果一个端口和/或歧管或增加增压而不通过安装更大或更多的喷射器和/或将燃料压力增加到足够的水平来补偿，就会发生这种情况。相反，可以通过增加燃料而不增加进入发动机的空气流量来降低发动机性能。此外，如果发动机被倾斜到其排气温度开始下降的程度，其气缸盖温度也会下降。这只建议在巡航配置中使用，绝不会在剧烈加速时使用，但在航空界越来越流行，其中安装了适当的发动机监测仪表并且可以手动调节燃油空气混合物。冷发动机在首次启动时通常还需要更多的燃料和更浓的混合物（参见：冷启动喷射器），因为燃料在冷时也不会蒸发，因此需要更多的燃料来适当地使空气饱和。当发动机处于负载状态时，浓混合气也会燃烧得更快，并降低火花爆震/发动机爆震（爆震）的风险。然而，富油混合物会急剧增加一氧化碳(CO)排放。

窄带传感器具有非线性输出，范围从0.10v到1.0v，0.450是理想的。窄带传感器与温度有关。如果废气温度升高，则稀区的输出电压会升高，而浓区的输出电压会降低。因此，没有预热的传感器具有较低的稀输出和较高的富输出，甚至可能超过1伏。温度对电压的影响在稀模式下比在浓模式下要小。冷发动机使计算机改变燃料空气比，因此氧气传感器的输出电压在大约100和850/900mV之间切换，一段时间后传感器可能输出大约200和700/750mV之间的切换电压，用于涡轮增压车就更少了。当在闭环中运行时，发动机控制单元(ECU)倾向于保持零氧（因此是化学计量平衡），其中空气-燃料混合物的质量约为汽油的空气燃料质量的14.7倍。这个比率保持了中性的发动机性能（较低的油耗、良好的发动机功率和最小的污染）。传感器的平均电平接近450mV。由于催化转化器需要循环a/f比，因此不允许氧传感器保持固定电压，ECU通过以足够快的方式通过更短（或更长)向喷油器发送信号的时间，因此平均电平变为如上所述的约450mV。另一方面，宽带传感器具有非常线性的输出，0-5V，并且需要更高的运行温度。

如果空燃比计的目的也是为了检测上述传感器存在或可能存在的检查一般混合气和性能的问题，那么窄带空燃比计就足够了。在高性能调谐应用中，宽带系统是可取的。