Калкулатор за съотношението въздух-гориво (AFR) — AFR, Lambda и съотношение на еквивалентност

Какво прави този калкулатор (обяснено просто)

Един двигател изгаря смес от въздух и гориво. Съотношението въздух-гориво (AFR) е просто колко въздух имате за всяка единица гориво, измерено по тегло. AFR от 14.7 означава 14.7 грама въздух за всеки 1 грам гориво.

Въведете масата на въздуха и масата на гориво и този инструмент ви дава три числа:

• AFR — суровото съотношение (въздух ÷ гориво).
• Lambda (λ) — същото нещо преасчислено така, че 1.0 е перфектното горене за което по гориво вече сте избрали. По-малко от 1 е "богато" (допълнително гориво); над 1 е "тънко" (допълнителен въздух). Lambda е удобно, защото 1.0 означава "идеално" независимо от горивото.
• Съотношение на еквивалентност (φ) — просто lambda обърнато (φ = 1 ÷ λ). Туниращите в някои региони го предпочитат; над 1 е богато.

След това ви казва дали сместа е богата, стехиометрична или тънка и я показва на манометър.

Формулата

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

Стехиометричният AFR (AFR_stoich) е химически точното съотношение, при което всички горива и целият кислород се консумират заедно, без остатък. Зависи от горивото:

Стойностите следват стандартните препратки по-долу. Тъй като E85 има нужда от много по-малко въздух на грам гориво от бензина, AFR от "14.7" е тънък на E85, но перфектен на бензина — именно поради това lambda съществува: на всяко гориво, λ = 1.00 е идеалното горене.

Богато, стехиометрично и тънко

Lambda дава независима от горивото скала:

Датчик за кислород с широк диапазон всъщност измерва lambda директно от изхлопния газ, след което избрания стехиометричен AFR го преобразува към показан AFR — именно поради това избор на грешното гориво прави AFR числото грешно дори когато lambda е правилно.

Как да го използвате

1. Изберете горивото така че lambda и вердиктът да използват правилния стехиометричен AFR.
2. Въведете масата на въздуха (например от четене на масов поток на въздуха/MAF или от flow bench) и масата на горивото (от поток на инжектора × време), в същите единици — грамове тук, но всякакви последователни единици маса дават същото съотношение.
3. Прочетете AFR, lambda и φ и вердиктът за богато/стехиометрично/тънко.
4. Използвайте обратния решавач за да отидете по другия начин: въведете целевия AFR, за да получите масата на горивото, необходима за вашата маса на въздуха (и обратно).

Резултатите се синхронизират на URL адреса на страницата, така че можете да отметнете или споделите точна конфигурация.

Работил пример

180 г въздух със 12 г бензин:

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

λ = 1.02 е точно над стехиометричното — смес с икономична лека натовареност.

Изчислете го в кода

Всеки фрагмент приема маса на въздуха, маса на горивото и стехиометричния AFR за горивото, и връща AFR и 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

Често задавани въпроси

Имат ли значение единиците? Не — AFR е съотношение, така че всякакви последователни единици маса (грамове, килограми, паунди) дават същото число. Просто използвайте същата единица за въздух и гориво.

Дали по-високия AFR е по-добър? Не сам по себе си. По-високи (по-тънки) може да подобрят икономията, но повишават температурите; по-ниски (по-богати) прави мощност и охлажда зарядката, но прахосва гориво и увеличава емисиите. Правилната цел зависи от натовареност и гориво.

Защо се промени моят AFR, когато смених горивото? AFR, който въведохте, не се промени — но вердиктът направи, защото "идеално" е различен AFR за всяко гориво. Lambda (λ = 1.00) е начина, независим от горивото, за четене "идеално."

Източници

• Air–fuel ratio — Wikipedia — дефиниции и стехиометрични AFR стойности по гориво.
• Air-Fuel Ratios, Lambda, and Stoichiometry Explained — HP Tuners — lambda срещу AFR и цели на настройване.
• Air fuel ratio — x-engineer.org — първопринципно извеждане на стехиометричен AFR и lambda.