Luft-Brændstof Ratio (AFR) Lommeregner — AFR, Lambda & Ækvivalensforhold

Hvad denne lommeregner gør (ELI5)

En motor forbrænder en blanding af luft og brændstof. Luft-brændstof-forholdet (AFR) er simpelthen hvor meget luft du har pr. enhed brændstof, målt efter vægt. Et AFR på 14,7 betyder 14,7 gram luft for hver 1 gram brændstof.

Indtast luftmassen og brændstofmassen, og dette værktøj giver dig tre tal:

• AFR — det rå forhold (luft ÷ brændstof).
• Lambda (λ) — det samme omskalet så 1,0 er den perfekte forbrænding for det brændstof du valgte. Under 1 er "rig" (ekstra brændstof); over 1 er "mager" (ekstra luft). Lambda er praktisk fordi 1,0 betyder "ideal" uanset brændstof.
• Ækvivalensforhold (φ) — bare lambda vendt om (φ = 1 ÷ λ). Tuner i nogle regioner foretrækker det; over 1 er rig.

Det fortæller dig så om blandingen er rig, stökiometrisk eller mager, og viser det på en måleskala.

Formlen

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

Det stökiometriske AFR (AFR_stoich) er det kemisk nøjagtige forhold, hvor alt brændstof og al ilt forbruges sammen, uden at der efterlades rester. Det afhænger af brændstofet:

Værdierne følger standardreferencer herunder. Fordi E85 har brug for meget mindre luft pr. gram brændstof end benzin, er et AFR på "14,7" mager på E85 men perfekt på benzin — det er netop hvorfor lambda eksisterer: på ethvert brændstof er λ = 1,00 den ideale forbrænding.

Rig, stökiometrisk og mager

Lambda giver en brændstofuafhængig skala:

En bredspektrum-iltdetektor måler faktisk lambda direkte fra udstødningen, derefter konverterer et valgt stökiometrisk AFR det til et vist AFR — hvilket er hvorfor at vælge det forkerte brændstof gør AFR-nummeret forkert selv når lambda er korrekt.

Sådan bruges det

1. Vælg brændstofet så lambda og konklusionen bruger det korrekte stökiometriske AFR.
2. Indtast luftmassen (f.eks. fra en masse-luftstrøm/MAF-aflæsning eller en strømbænk) og brændstofmassen (fra sprøjtestørrelse × tid), i de samme enheder — gram her, men enhver konsistent masseenhed giver det samme forhold.
3. Læs AFR, lambda og φ, og konklusionen om rig/stoich/mager.
4. Brug reverse-solveren til at gå den anden vej: indtast et mål-AFR for at få brændstofmassen du har brug for til din luftmasse (og omvendt).

Resultaterne synkroniseres til siden URL, så du kan bogmærke eller dele en nøjagtig opsætning.

Udarbejdet eksempel

180 g luft med 12 g benzin:

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

λ = 1,02 er lige mager af stökiometrisk — en lavbelastningsøkonomiblanding.

Beregn det i kode

Hvert kodestykke tager en luftmasse, en brændstofmasse og det stökiometriske AFR for brændstofet, og returnerer AFR og lambda.

1=A2/B2                     ' AFR  (A2 = luftmasse, B2 = brændstofmasse)
2=(A2/B2)/C2                ' Lambda  (C2 = stökiometrisk AFR, f.eks. 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 f.eks. 14,7
3

1double afr = airMass / fuelMass;
2double lambda = afr / stoich;   // stoich f.eks. 14,7
3

1double afr = airMass / fuelMass;
2double lambda = afr / stoich;   // stoich f.eks. 14,7
3

1afr := airMass / fuelMass
2lambda := afr / stoich // stoich f.eks. 14,7
3

1let afr = air_mass / fuel_mass;
2let lambda = afr / stoich; // stoich f.eks. 14,7
3

1$afr = $airMass / $fuelMass;
2$lambda = $afr / $stoich; // $stoich f.eks. 14,7
3

1afr = air_mass / fuel_mass
2lambda = afr / stoich # stoich f.eks. 14,7
3

1afr <- air_mass / fuel_mass
2lambda <- afr / stoich  # stoich f.eks. 14,7
3

Hyppigt stillede spørgsmål

Betyder enhederne noget? Nej — AFR er et forhold, så enhver konsistent masseenhed (gram, kilogram, pund) giver det samme tal. Brug bare den samme enhed for luft og brændstof.

Er et højere AFR bedre? Ikke i sig selv. Højere (magere) kan forbedre økonomien men hæver temperaturer; lavere (rigere) giver kraft og køler ladningen men spilder brændstof og øger emissioner. Det rigtige mål afhænger af belastning og brændstof.

Hvorfor ændrede mit AFR sig, da jeg skiftede brændstof? Det AFR du indtastede gjorde ikke — men konklusionen gjorde det, fordi "ideal" er et anderledes AFR for hver brændstof. Lambda (λ = 1,00) er den brændstofuafhængige måde at læse "ideal".

Kilder

• Air–fuel ratio — Wikipedia — definitioner og stökiometriske AFR-værdier efter brændstof.
• Air-Fuel Ratios, Lambda, and Stoichiometry Explained — HP Tuners — lambda vs AFR og tuning-mål.
• Air fuel ratio — x-engineer.org — første-princip-afledning af stökiometrisk AFR og lambda.