حاسبة نسبة الهواء إلى الوقود (AFR) — AFR و Lambda ونسبة التكافؤ

ما يفعله هذا الحاسبة (شرح بسيط)

يحرق المحرك مزيجاً من الهواء والوقود. نسبة الهواء إلى الوقود (AFR) هي ببساطة كمية الهواء لكل وحدة وقود، مقاسة بالوزن. AFR بقيمة 14.7 تعني 14.7 غرام من الهواء لكل غرام واحد من الوقود.

أدخل كتلة الهواء وكتلة الوقود وستحصل على ثلاثة أرقام:

• AFR — النسبة الخام (الهواء ÷ الوقود).
• Lambda (λ) — نفس الشيء معاد تحجيمه بحيث 1.0 هو الحرق المثالي للوقود الذي اخترته. أقل من 1 هو "غني" (وقود إضافي)؛ أكثر من 1 هو "فقير" (هواء إضافي). Lambda مفيد لأن 1.0 يعني "مثالي" بغض النظر عن الوقود.
• نسبة التكافؤ (φ) — lambda مقلوبة فقط (φ = 1 ÷ λ). يفضلها المضبطون في بعض المناطق؛ أكثر من 1 غني.

ثم يخبرك ما إذا كان الخليط غنياً أو متساوياً أو فقيراً، ويظهره على مقياس.

الصيغة

$\text{AFR} = \frac{\text{mass of air}}{\text{mass of fuel}} \qquad \lambda = \frac{\text{AFR}}{\text{AFR}_{\text{stoich}}} \qquad \varphi = \frac{1}{\lambda}$

AFR المتساوي (AFR_stoich) هو النسبة الكيميائية الدقيقة التي يتم فيها استهلاك جميع الوقود وجميع الأكسجين معاً، دون ترك بقايا. يعتمد على الوقود:

القيم تتبع المراجع القياسية أدناه. لأن E85 يحتاج إلى هواء أقل بكثير لكل غرام من الوقود من البنزين، AFR بقيمة "14.7" هو فقير على E85 لكن مثالي على البنزين — هذا هو بالضبط السبب الذي يجعل lambda موجوداً: على أي وقود، λ = 1.00 هو الحرق المثالي.

غني ومتساوي وفقير

Lambda يعطي مقياساً مستقلاً عن الوقود:

مستشعر الأكسجين ذو النطاق العريض يقيس lambda مباشرة من العادم، ثم AFR المتساوي المختار يحوله إلى AFR معروضة — وهذا هو السبب في أن اختيار الوقود الخاطئ يجعل رقم AFR خاطئاً حتى عندما يكون lambda صحيحاً.

كيفية استخدامه

1. اختر الوقود بحيث يستخدم lambda والحكم AFR المتساوي الصحيح.
2. أدخل كتلة الهواء (على سبيل المثال من قراءة تدفق الهواء الشامل/MAF أو مقياس التدفق) وكتلة الوقود (من تدفق الحاقن × الوقت)، بنفس الوحدات — g هنا، لكن أي وحدة كتلة متسقة تعطي نفس النسبة.
3. اقرأ AFR و lambda و φ، والحكم غني/متساوي/فقير.
4. استخدم محلل عكسي للذهاب في الاتجاه الآخر: أدخل AFR هدف للحصول على كتلة الوقود المطلوبة لكتلة الهواء (والعكس بالعكس).

النتائج تتزامن مع عنوان URL للصفحة، لذا يمكنك وضع علامة على إشارة مرجعية أو مشاركة إعداد دقيق.

مثال عملي

180 g من الهواء مع 12 g من البنزين:

$\text{AFR} = \frac{180}{12} = 15.0 \qquad \lambda = \frac{15.0}{14.7} = 1.02$

λ = 1.02 فقير قليلاً من المتساوي — خليط اقتصادي عند حمل خفيف.

احسبها في كود

كل مقطع يأخذ كتلة هواء وكتلة وقود و AFR المتساوي للوقود، ويعيد AFR و lambda.

1=A2/B2                     ' AFR  (A2 = air mass, B2 = fuel mass)
2=(A2/B2)/C2                ' Lambda  (C2 = stoichiometric AFR, e.g. 14.7)
3

1def afr_lambda(air_mass, fuel_mass, stoich=14.7):
2    afr = air_mass / fuel_mass
3    return afr, afr / stoich
4
5print(afr_lambda(180, 12))  # (15.0, 1.0204...)
6

1function afrLambda(airMass, fuelMass, stoich = 14.7) {
2  const afr = airMass / fuelMass;
3  return { afr, lambda: afr / stoich };
4}
5console.log(afrLambda(180, 12)); // { afr: 15, lambda: 1.0204... }
6

1double afr = airMass / fuelMass;
2double lambda = afr / stoich;   // stoich e.g. 14.7
3

1double afr = airMass / fuelMass;
2double lambda = afr / stoich;   // stoich e.g. 14.7
3

1double afr = airMass / fuelMass;
2double lambda = afr / stoich;   // stoich e.g. 14.7
3

1afr := airMass / fuelMass
2lambda := afr / stoich // stoich e.g. 14.7
3

1let afr = air_mass / fuel_mass;
2let lambda = afr / stoich; // stoich e.g. 14.7
3

1$afr = $airMass / $fuelMass;
2$lambda = $afr / $stoich; // $stoich e.g. 14.7
3

1afr = air_mass / fuel_mass
2lambda = afr / stoich # stoich e.g. 14.7
3

1afr <- air_mass / fuel_mass
2lambda <- afr / stoich  # stoich e.g. 14.7
3

الأسئلة الشائعة

هل تهم الوحدات؟ لا — AFR هي نسبة، لذا أي وحدة كتلة متسقة (g, kg, lb) تعطي نفس الرقم. فقط استخدم نفس الوحدة للهواء والوقود.

هل AFR أعلى أفضل؟ ليس بذاتها. أعلى (أفقر) يمكن أن يحسن الاقتصاد لكن يرفع درجات الحرارة؛ أقل (أغنى) يحقق قوة ويبرد الشحنة لكن يهدر الوقود ويزيد الانبعاثات. الهدف الصحيح يعتمد على الحمل والوقود.

لماذا تغيرت AFR عندما غيرت الوقود؟ لم تتغير AFR التي أدخلتها — لكن الحكم تغير، لأن "مثالي" هو AFR مختلفة لكل وقود. Lambda (λ = 1.00) هي الطريقة المستقلة عن الوقود لقراءة "مثالي".

المراجع

• Air–fuel ratio — Wikipedia — التعريفات و AFR المتساوية حسب الوقود.
• Air-Fuel Ratios, Lambda, and Stoichiometry Explained — HP Tuners — lambda مقابل AFR وأهداف المعايرة.
• Air fuel ratio — x-engineer.org — اشتقاق من أول مبادئ AFR المتساوي و lambda.