Levegő-üzemanyag arány (AFR) számológép — AFR, Lambda és ekvivalencia arány

Mit csinál ez a számológép (ELI5)

A motor levegő és üzemanyag keverékét égeti el. A levegő-üzemanyag arány (AFR) egyszerűen azt jelzi, hogy egy egység üzemanyag mellett mennyi levegő van, tömeg szerint mérve. Az AFR 14,7 azt jelenti: 14,7 gramm levegő minden 1 gramm üzemanyagra.

Adja meg a levegő tömegét és az üzemanyag tömegét, és az eszköz három számot ad:

• AFR — a nyers arány (levegő ÷ üzemanyag).
• Lambda (λ) — ugyanez, átskálázva úgy, hogy az 1,0 a tökéletes égés a kiválasztott üzemanyagra. 1 alatt „gazdag" (extra üzemanyag); 1 felett „szegény" (extra levegő). A lambda hasznos, mert az 1,0 „ideálist" jelent bármilyen üzemanyag esetén.
• Ekvivalencia arány (φ) — csak a lambda megfordítva (φ = 1 ÷ λ). Az egyes régiók hangolói előnyben részesítik; 1 felett gazdag.

Ezután azt jelzi, hogy a keverék gazdag, sztöchiometrikus vagy szegény-e, és egy skálán mutatja.

A képlet

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

A sztöchiometrikus AFR (AFR_stoich) az a kémiailag pontos arány, amelynél az összes üzemanyag és az összes oxigén együtt fogyaszt el, nem marad maradék. Az üzemanyagtól függ:

Az értékek az alábbi szabványos referenciákat követik. Mivel az E85 sokkal kevesebb levegőt igényel üzemanyaggrammonként, mint a benzin, az AFR "14,7" az E85-ön szegény, de a benzinen tökéletes — pontosan ezért létezik a lambda: bármilyen üzemanyagon λ = 1,00 az ideális égés.

Gazdag, sztöchiometrikus és szegény

A lambda toppalitól független skálát ad:

A széles sávú oxigénszenzor valójában közvetlenül a kipufogóból méri a lambdát, majd egy kiválasztott sztöchiometrikus AFR átalakítja a megjelenített AFR-re — ezért választ a rossz üzemanyag helytelenül az AFR számot, még akkor is, ha a lambda helyes.

Hogyan kell használni

1. Válassza ki az üzemanyagot úgy, hogy a lambda és az ítélet a helyes sztöchiometrikus AFR-t használja.
2. Adja meg a levegő tömegét (például egy tömegáramlás/MAF-olvasásból vagy egy áramlási padból) és az üzemanyag tömegét (az injektor áramlása × idő), ugyanabban az egységben — itt gramm, de bármelyik konzisztens tömegegység ugyanazt az arányt adja.
3. Olvassa el az AFR, lambda és φ és a gazdag/stoich/szegény ítéletet.
4. Használja a fordított megoldót az ellenkező irányra: írjon be egy cél AFR-t, hogy megkapja az üzemanyag tömegét az Ön légmentességéhez (és fordítva).

Az eredmények szinkronizálódnak az oldal URL-jével, így könyvjelzőzhet vagy megosztathat egy pontos beállítást.

Kidolgozott példa

180 g levegő 12 g benzinnel:

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

λ = 1,02 csak szegény a sztöchiometrikus — egy könnyű terhelésű gazdaságossági keverék.

Számítsa ki kódban

Minden kódrészlet egy légmennyiséget, egy üzemanyag-tömeget és az üzemanyag sztöchiometrikus AFR-jét veszi fel, és AFR-t és lambdát ad vissza.

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

Gyakran ismételt kérdések

Számítanak-e az egységek? Nem — az AFR egy arány, ezért bármilyen konzisztens tömegegység (gramm, kilogramm, font) ugyanazt a számot adja. Csak ugyanazt az egységet használja a levegőhöz és az üzemanyaghoz.

Jobb a magasabb AFR? Nem önmagában. A magasabb (szegényebb) javíthatja a gazdaságosságot, de megemelkedik a hőmérséklet; az alacsonyabb (gazdagabb) teljesítményt ad és lehűti a töltést, de pazarló az üzemanyag és növeli a kibocsátást. A helyes cél a terheléstől és az üzemanyagtól függ.

Miért változott meg az AFR-em, amikor az üzemanyagot váltottam? Az Ön által megadott AFR nem — de az ítélet igen, mert az "ideális" minden üzemanyaghoz más AFR. A Lambda (λ = 1,00) a toppalit független módon olvasható "ideális".

Források

• Levegő-üzemanyag arány — Wikipedia — definíciók és sztöchiometrikus AFR értékek üzemanyag szerint.
• Levegő-üzemanyag arányok, lambda és sztöchiometria magyarázata — HP Tuners — lambda vs AFR és hangolási célok.
• Levegő-üzemanyag arány — x-engineer.org — sztöchiometrikus AFR és lambda első elveiből való levezetése.