Kalkulačka Poměru Vzduch-Palivo (AFR) — AFR, Lambda a Poměr Ekvivalence

Co tato kalkulačka dělá (ELI5)

Motor spaluje směs vzduchu a paliva. Poměr vzduch-palivo (AFR) je jednoduše, kolik vzduchu máte na jednu jednotku paliva, měřeno hmotností. AFR 14,7 znamená 14,7 gramu vzduchu na každý 1 gram paliva.

Zadejte hmotnost vzduchu a hmotnost paliva a tento nástroj vám dá tři čísla:

• AFR — surový poměr (vzduch ÷ palivo).
• Lambda (λ) — to stejné, ale přeškálované tak, že 1,0 je dokonalé spalování pro jakýkoli zvolený palivo. Pod 1 je „bohaté" (extra palivo); nad 1 je „chudé" (extra vzduch). Lambda je praktická, protože 1,0 znamená „ideální" bez ohledu na palivo.
• Poměr ekvivalence (φ) — pouze lambda převrácená (φ = 1 ÷ λ). Tuneři v některých oblastech to preferují; nad 1 je bohaté.

Pak vám řekne, zda je směs bohatá, stechiometrická nebo chudá, a zobrazí to na manometru.

Vzorec

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

Stechiometrické AFR (AFR_stoich) je chemicky přesný poměr, při kterém se veškeré palivo a veškerý kyslík spotřebují dohromady, bez zbytků. Závisí na palivu:

Hodnoty sledují standardní reference níže. Protože E85 potřebuje mnohem méně vzduchu na gram paliva než benzín, AFR "14,7" je chudý na E85, ale dokonalý na benzínu — to je přesně důvod, proč lambda existuje: na jakémkoli palivu, λ = 1,00 je ideální spalování.

Bohaté, stechiometrické a chudé

Lambda poskytuje toplivě nezávislou stupnici:

Pásmový kyslíkový senzor ve skutečnosti měří lambda přímo z výfuku, poté zvolené stechiometrické AFR jej převede na zobrazené AFR — to je důvod, proč výběr nesprávného paliva způsobí, že číslo AFR bude špatné, i když je lambda správná.

Jak to používat

1. Vyberte palivo aby lambda a výsledek používali správné stechiometrické AFR.
2. Zadejte hmotnost vzduchu (např. z měření hmotnostního průtoku/MAF nebo z lavice průtoku) a hmotnost paliva (z průtoku injektoru × čas), ve stejných jednotkách — zde gramy, ale jakákoli konzistentní jednotka hmotnosti dává stejný poměr.
3. Přečtěte si AFR, lambda a φ, a výsledek bohaté/stechio/chudé.
4. Použijte reverzní řešitele pro jízdu opačně: zadejte cílové AFR, abyste získali hmotnost paliva potřebného pro vaši hmotnost vzduchu (a naopak).

Výsledky se synchronizují s adresou URL stránky, takže si můžete uložit nebo sdílet přesné nastavení.

Zpracovaný příklad

180 g vzduchu s 12 g benzínu:

$\text{AFR} = \frac{180}{12} = 15,0 \qquad \lambda = \frac{15,0}{14,7} = 1,02$

λ = 1,02 je právě chudý stechiometrické — nízká zátěž smesi ekonomiky.

Vypočítejte to v kódu

Každý úryvek bere hmotnost vzduchu, hmotnost paliva a stechiometrické AFR pro palivo a vrací AFR a 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

Často kladené otázky

Záleží na jednotkách? Ne — AFR je poměr, takže jakákoli konzistentní jednotka hmotnosti (gramy, kilogramy, libry) dává stejné číslo. Stačí použít stejnou jednotku pro vzduch a palivo.

Je vyšší AFR lepší? Nikoliv samo o sobě. Vyšší (chudší) může zlepšit ekonomiku, ale zvyšuje teploty; nižší (bohatší) dělá výkon a chladí nabití, ale plýtvá palivem a zvyšuje emise. Správný cíl závisí na zátěži a palivu.

Proč se mé AFR změnilo, když jsem si vyměnil paliva? AFR, které jste zadali, se nezměnilo — ale výsledek ano, protože „ideální" je pro každé palivo jiné AFR. Lambda (λ = 1,00) je nezávislý na palivu způsob, jak číst „ideální".

Zdroje

• Poměr vzduch-palivo — Wikipedia — definice a stechiometrické AFR hodnoty podle paliva.
• Poměry vzduch-palivo, Lambda a Stechiometrie Vysvětleno — HP Tuners — lambda vs AFR a cíle ladění.
• Poměr vzduch-palivo — x-engineer.org — derivace stechiometrického AFR z prvních principů a lambda.