发动机排量和空燃比的概念_发动机效率一般是多少
阅读全篇大概需要4.5分钟全篇包括以下内容，建议顺序阅读 1). 为什么空气密度1.293[g/l] ？ 2). 为什么发动机理论空燃比是14.7？ 3). 按照油品参数计算理论空燃比的方法
一. 标准环境条件下（0℃，101.3kpa）大气密度为1.293 [g/l]，这是怎么算的？！
首先空气成分及比例[体积分数]
- 氮[N2] --- 78%
- 氧[O2] --- 21%
- 稀有气体[氦He、氖Ne、氩Ar、氪Kr...] --- 0.939%
- 二氧化碳[CO2] --- 0.031%
- 其他[臭氧O3、一氧化氮NO、二氧化氮NO2、水蒸气H20] --- 0.03%
因为稀有气体中氩气占主要成分，而二氧化碳以及其他组分含量不足0.1%，所以空气成分可简化为：78%：N2； 21%：O2； 1%：Ar.
相应的摩尔质量分别为：28.01 (N2)； 32 (O2)；39.94 (Ar).
空气的摩尔质量为：
知道了空气的摩尔质量，那么O2在空气中的质量分数为：
一些更粗糙的计算里，空气中氧气含量21%，79%为氮气，据此计算的摩尔质量为28.848 g/mol; O2在空气中的质量比为23.3%
标准环境下（0℃，101.3Kpa），1摩尔质量气体的体积为22.4L，所以空气密度为：
二. 为什么发动机理论空燃比为14.7？！
空燃比即空气和燃料质量比，用AFR表示；理论比也就是化学当量比，是燃料完全燃烧按照化学方程计算出的结果。
当然14.7指的是理论汽油，汽油的主要组成是辛烷(C8H18)，注意是主要组成！市面上标号为 95#，92#, 98# 指的是研究辛烷值，值越高，代表燃油中碳氢含量越高。
参考其他类型燃料的当量AFR：
汽油的当量AFR计算方法
Step1: 化学方程
Step2: 标准大气环境下，相关原子摩尔质量[g/mol]为：
C: 12.011 H: 1.008 O: 15.999
Step3: 1 摩尔汽油的分子质量
Step4：1摩尔汽油完全燃烧所需氧气质量
Step5: 计算所需空气质量(这里氧气在空气的质量分数为23.3%）
Step6：计算AFR
问题来了，算下来AFR是15.01，并不是我们认知的14.7，为什么？！
组成是辛烷C8H18， 但是实际上汽油的组分要复杂很多，包括各种芳香烃、脂肪烃以及环烷烃。 当量计算的时候其实汽油是按照C8H16(环辛烷）来做计算的！
由此：
-
- 其中环辛烷的分子质量为:
- 完全燃烧，需要空气质量：
AFR = 1648.17 / 112.216 = 14.7 !
三. 当量AFR与油品的关系
通过前面的说明，我们能看出，AFR取决于油品的化学方程，可是实际上我们使用的燃油，按照标号以及添加剂等区别，实际组成很复杂，在这种情况下，如何计算当量AFR？
看油品参数！
比如如下是标号为#92 E0 (无乙醇添加) 燃油检验报告
通过报告，我们可以看出，燃料的主要构成以及质量百分比：
- 碳（C）84.94%
- 氢（H）13.34%
- 氧（O）1.72%
C/H/O 总占比100%， 也就是说做定量计算的时候，完全可以认为此燃油就是有碳、氢、氧组成的！
报告中的硫含量 1.1 [mg/kg]，也就是0.0001%，可忽略
我们假定燃料质量为100g，据此来计算此油品的当量AFR
Step1.
碳完全燃烧需要氧气质量：
Step2.
氢完全燃烧需要氧气质量：
Step3. 此油品中含氧质量：
Step4. 100g 燃料完全燃烧，所需要氧气总质量:
Step5. 换算成空气质量：
Step6. 计算当量AFR
14.24！这就是此油品的理论空燃比（AFR）！
第二种计算AFR方法
- 确定燃料化学式
参考油品报告，燃料的化学式为CxHyOz, 碳/氢/氧的原子比为x：y：z，化学方程为：
所以此油品的等效化学式为
2. 完全燃烧所需氧气质量
3. 换算成空气质量
4. 当量AFR = 1424.27 / 100.01 = 14.24 !
可以看出两种计算方法结果一致。
最后，觉得有用点个赞再走哇。。。
