本文目录

1. 空气能原理与空调制热有啥区别
2. 汽车发动机可以不需要空气吗
3. 为什么汽车踩油门时发动机转速增加原理是什么

一、空气能原理与空调制热有啥区别

空气能和空调有什么区别？

1、工作温度和电费不同

空气能可以在零下30℃环境运行，空调只能在常温环境运行；空气能更节能，空调耗电。

2、机组设计不同

空气能热泵内置的压缩机是喷气增焓压缩机，具有良好的低温制热性能。

3、采暖体验不同

空调时间开长了，不少人都会有口干舌燥、喉咙沙哑的感觉，在冬季时更加明显，容易引发“空调病”。而空气能热泵是利用送风形式将热水的热量传送出去的，空气中的水分不会减少，没有“空调病”的产生，整体湿度更符合人体生理习惯。

4、换热介质不同

空调采用氟循环，空气能热泵采用水循环。

二、汽车发动机可以不需要空气吗

发动机绝大部分需要氧气不仅是汽车，能摆脱氧气的只有电动机和核电蒸汽轮机。

发动机包括蒸汽机、外燃机、内燃机、电动机，前三种是将化学能转化为机械能，第四种是把电能转化为机械能，其运行原理简单总结如下。

蒸汽轮机指用火焰加热水，水从液态转化为气态形成内部高压推动发动机机械结构运转，这种机器最早用于汽车目前主要用于船舶舰艇。

外燃机的的原理和蒸汽机相同，燃料在外部燃烧产生热能，热能通过机械结构在转化为动能，理论上所有内燃机都可以改装为外燃机只是没有必要。

内燃机是汽车使用最广泛的发动机类型，不论汽油机、柴油机还是以醇类为燃料的机器包括飞机使用的涡扇机都是内燃机，原理无非是把在外部燃烧做功的结构与发动机集成为一体在内部燃烧。

这三种发动机的运行基础是【燃烧】，蒸汽轮机产生高压水蒸气的基础是水被加热完成液态和气态的转变，热能来自外部加热装置的燃烧。烧水不论是用煤还是用油基础是有助燃剂，而助燃剂自然会是空气中21%的氧气，这种能从自然界无限获取的助燃剂显然是最理想的选择。

不过也有一种蒸汽轮机不需要消耗空气也能加热水，这种就是核反应堆；爱好军事的朋友应该比较了解核动力航母和潜艇，这种海上巨兽使用的动力元还是蒸汽轮机，因为目前没有足够成熟的大型同步感应电机提供兆瓦级的巨大电耗；那么需要消耗常规能源对油料的储量要求巨大，而且对空气的要求也非常高，航母只是被续航限制但潜艇则被氧气限制。

于是就有了通过核反应这种无需空气助燃，在水底也能无需氧气产生高热能烧水的机器；核能的现阶段的应用领域只有军事和电力领域，不过也有部分车企进行核电汽车的研发，具体是用和电池还是用其他原理目前仍是谜。（下图为核电原理）

以上几种类型的发动机只要属于热机范畴基本都需要氧气，电动机无需氧气因为不需要燃烧。

内燃机通过发动机气缸内燃油爆燃产生的热能转化为机械能，进压爆排四个步骤必不可少；电动机与其不同没有这些复杂的步骤，原理只是通电形成电磁场、永磁体带动转子旋转产生转矩输出动力，不需要行驶时断电即可，说白了原理和开关电风扇相同。

电动机相比内燃机几乎是静态的，因为内部结构没有基础摩擦只是转子的旋转会有细微的震动和噪音，以磁场为动能不需要空气所以在真空状态下也可以运行。这种机器的特点是恒扭矩发力，也就是在接通电源之后的瞬间即可以爆发峰值扭矩，而内燃机只要依靠转速的提高或增压器转速的提高逐渐加大进气量，让进气量逐渐加大同时调整喷油量才能通过大量的燃烧获得峰值扭矩（空燃比是固定比例）。

所以电动机相比任何内燃机都更加高效，在汽车领域一旦解决了电池储能的问题，或者用高功率的增程式内燃机实现行驶中发电补电，一旦方案成熟后电动汽车会成为替代内燃机汽车的唯一选择。

（上文由天和Auto撰写，仅代表个人观点；禁止站外转载，平台内欢迎转发。）

三、为什么汽车踩油门时发动机转速增加原理是什么

踩油门发动机转速提升这是日常经验，但是其中的原理可能很多人并不明白。今天咱们就来说说这问题。

踩油门转速为什么上升

发动机运行时输出动力，同时会受到阻力，阻力一方面来自自身的摩擦等损耗，另一方面来自驱动车辆。发动机输出动力和阻力有如下三种关系：

输出动力=阻力，发动机转速稳定；

输出动力＞阻力，发动机转速上升；

输出动力＜阻力，发动机转速下降；

所以严格来说应该是踩油门时发动机输出动力大于阻力的话转速才会上升。

接下来就是今天要讨论的重点：为什么踩油门发动机的动力会上升。我们分几步一点点来说。

发动机的动力怎么产生的

发动机在压缩冲程活塞把空气或者空气与燃料的混合气剧烈压缩，这时候气缸内压力很大，然后混合气燃烧，产生非常大的膨胀力，这个力推动活塞向下运动，活塞再通过曲轴连杆把这个推力转化成发动机的输出动力。

怎样提高发动机的动力

由此可见想要提高发动机的动力就需要让气缸内多充点气，这样压缩冲程气缸里压力更高，反作用力也越大。其次就是要多喷点油，油越多混合气燃烧膨胀力越大。

总的来说就是想提高发动机动力就要多进气、多喷油。

但是汽油机和柴油机燃烧过程有区别，所以其油门控制原理也不同，下面我们就分别说说这两种发动机的油门控制方法。

汽油机：油门控制进气量，进气量决定喷油量

汽油机是用油门控制进气量，再根据进气量计算喷油量的。

发动机进气道上有个装置叫做节气门，它相当于一个阀门，由于节气门位于气缸进气的必经之路上，所以节气门开度大小直接影响着气缸能吸进多少空气。

这个图就可以很直观地看出来其结构，发动机工作时空气被空滤过滤后先经过空气流量计，空气流量计会计算出进气量。然后气流经过节气门，在这里能通过多少气完全由节气门说了算，节气门开度大点通过的空气就多点，节气门开度小一点通过的空气就少一点。

空气流量计已经测量到进气量了，然后ECU就可以根据汽油的空燃比和进气量计算出喷油量，并控制喷油嘴喷射，然后火花塞点火引燃混合气，发动机就输出动力了。

而节气门的开度由油门踏板决定，你油门踩越多节气门开度越大，进入气缸的空气越多，喷油就越多，发动机的动力就越大。比如上图是怠速时的节气门开度，只有一条缝，这时候进气量最少，所以发动机输出动力最低。

当我们把油门踏板踩到底后节气门完全打开，这时候气缸进气量最大，发动机输出动力最强，我们说的最大扭矩就是在节气门完全打开的情况下产生的。

柴油机：进气量永远最大，油门控制喷油量

柴油机靠压缩空气产生的高温引燃柴油，因此柴油机进气道上没有节流装置，进气量永远最大。因为一旦限制柴油机进气量的话如果进气太少那么压缩冲程末端气缸里温度上不去，柴油无法燃烧。所以柴油机每次吸气都是当前状态下的最大进气量。

而油门踏板控制喷油量，油门踩得轻喷油少，输出动力少。油门踩得重喷油多，输出动力就更多。柴油机猛踩油门时容易冒黑烟就是因为瞬间喷油太多导致燃烧不充分。

因为柴油机没有汽油机那样的节气门，所以吸气时阻力很低，泵气损失比汽油机少。而且柴油机喷油量受进气量的影响比较小，低负荷时可以喷很少的油维持发动机运转，所以柴油机效率更高。

为什么汽油机不能拆掉节气门通过控制喷油量来工作呢？

这和燃烧方式有关。汽油机是靠火花塞引燃混合气的，进气量和喷油量必须配比合适，这样混合气浓度恰当，容易被火花塞点燃。如果汽油机拆掉节气门的话就只能高速运转了，因为低速时喷油量少，而进气量大，混合气太稀，火花塞点不着，发动机就无法正常工作。

而柴油机是靠高温引燃柴油的，喷油时燃烧室里到处都是高温，哪怕喷进去一滴油也能立马自燃，所以柴油机可以实现“空气多油特少”的富氧燃烧。

汽油机中的“稀薄燃烧”技术其实就是利用特殊设计过造型的燃烧室和活塞把汽油蒸气尽量汇聚在火花塞周围，这样火花塞周围混合气浓度合适，火花塞可以引燃。而燃烧室内其他地方混合气稀薄，可以实现空气过量情况下正常燃烧，大大降低油耗。

这就是发动机油门的控制原理以及为什么需要这样控制，你看明白了吗？