Calculatrice du rapport air-carburant (AFR) — AFR, Lambda et rapport d'équivalence

Ce que fait ce calculateur (expliqué simplement)

Un moteur brûle un mélange d'air et de carburant. Le rapport air-carburant (AFR) est simplement la quantité d'air par rapport à chaque unité de carburant, mesurée par le poids. Un AFR de 14,7 signifie 14,7 grammes d'air pour 1 gramme de carburant.

Entrez la masse d'air et la masse de carburant, et cet outil vous donne trois chiffres :

• AFR — le rapport brut (air ÷ carburant).
• Lambda (λ) — le même ratio redimensionné pour que 1,0 soit la combustion parfaite quel que soit le carburant choisi. Sous 1, c'est « riche » (carburant supplémentaire) ; au-dessus de 1, c'est « maigre » (air supplémentaire). Lambda est pratique car 1,0 signifie « idéal » quel que soit le carburant.
• Rapport d'équivalence (φ) — simplement lambda inversé (φ = 1 ÷ λ). Les régleurs de certaines régions le préfèrent ; au-dessus de 1, c'est riche.

Il vous indique ensuite si le mélange est riche, stœchiométrique ou maigre, et l'affiche sur un indicateur.

La formule

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

L'AFR stœchiométrique (AFR_stoich) est le rapport chimiquement exact auquel tout le carburant et tout l'oxygène sont consommés ensemble, sans résidus. Cela dépend du carburant :

Les valeurs respectent les références standard ci-dessous. Comme l'E85 nécessite beaucoup moins d'air par gramme de carburant que l'essence, un AFR de « 14,7 » est maigre sur E85 mais parfait sur l'essence — c'est exactement pourquoi lambda existe : sur n'importe quel carburant, λ = 1,00 est la combustion idéale.

Riche, stœchiométrique et maigre

Lambda donne une échelle indépendante du carburant :

Un capteur d'oxygène large bande mesure réellement lambda directement à partir de l'échappement, puis un AFR stœchiométrique choisi le convertit en AFR affiché — c'est pourquoi choisir le mauvais carburant rend le numéro AFR incorrect même quand lambda est correct.

Comment l'utiliser

1. Choisissez le carburant pour que lambda et le verdict utilisent l'AFR stœchiométrique correct.
2. Entrez la masse d'air (par exemple à partir d'une lecture MAF/débitmètre massique ou d'un banc de flux) et la masse de carburant (à partir du flux d'injecteur × temps), dans les mêmes unités — grammes ici, mais toute unité de masse cohérente donne le même rapport.
3. Lisez l'AFR, lambda et φ, et le verdict riche/stœch/maigre.
4. Utilisez le résolveur inverse pour aller dans l'autre direction : entrez un AFR cible pour obtenir la masse de carburant nécessaire pour votre masse d'air (et vice-versa).

Les résultats se synchronisent avec l'URL de la page, vous pouvez donc ajouter un signet ou partager une configuration exacte.

Exemple travaillé

180 g d'air avec 12 g d'essence :

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

λ = 1,02 est juste maigre par rapport au stœchiométrique — un mélange économique de faible charge.

Calculez-le dans le code

Chaque snippet prend une masse d'air, une masse de carburant et l'AFR stœchiométrique du carburant, et retourne AFR et 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

Questions fréquemment posées

Les unités sont-elles importantes ? Non — AFR est un rapport, donc toute unité de masse cohérente (grammes, kilogrammes, livres) donne le même chiffre. Utilisez simplement la même unité pour l'air et le carburant.

Un AFR plus élevé est-il meilleur ? Pas en soi. Plus élevé (plus maigre) peut améliorer l'économie mais augmente les températures ; plus bas (plus riche) fait de la puissance et refroidit la charge mais gaspille du carburant et augmente les émissions. La cible appropriée dépend de la charge et du carburant.

Pourquoi mon AFR a-t-il changé quand j'ai changé de carburant ? L'AFR que vous avez entré n'a pas changé — mais le verdict l'a fait, car « idéal » est un AFR différent pour chaque carburant. Lambda (λ = 1,00) est le moyen indépendant du carburant de lire « idéal ».

Sources

• Air–fuel ratio — Wikipedia — definitions and stoichiometric AFR values by fuel.
• Air-Fuel Ratios, Lambda, and Stoichiometry Explained — HP Tuners — lambda vs AFR and tuning targets.
• Air fuel ratio — x-engineer.org — first-principles derivation of stoichiometric AFR and lambda.