Kalkulator Rasio Udara-Bahan Bakar (AFR) — AFR, Lambda & Rasio Kesetaraan

Apa yang dilakukan kalkulator ini (ELI5)

Mesin membakar campuran udara dan bahan bakar. Rasio udara-bahan bakar (AFR) adalah seberapa banyak udara yang Anda miliki untuk setiap unit bahan bakar, diukur berdasarkan berat. AFR 14,7 berarti 14,7 gram udara untuk setiap 1 gram bahan bakar.

Masukkan massa udara dan massa bahan bakar, dan alat ini memberi Anda tiga angka:

• AFR — rasio mentah (udara ÷ bahan bakar).
• Lambda (λ) — hal yang sama diskalakan ulang sehingga 1,0 adalah pembakaran sempurna untuk bahan bakar apa pun yang Anda pilih. Di bawah 1 adalah "kaya" (bahan bakar ekstra); di atas 1 adalah "kurus" (udara ekstra). Lambda berguna karena 1,0 berarti "ideal" apa pun bahan bakarnya.
• Rasio Kesetaraan (φ) — lambda terbalik (φ = 1 ÷ λ). Tuner di beberapa wilayah lebih suka ini; di atas 1 adalah kaya.

Kemudian memberi tahu Anda apakah campurannya kaya, stoikiometri, atau kurus, dan menampilkannya pada pengukur.

Rumusnya

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

AFR stoikiometri (AFR_stoich) adalah rasio yang tepat secara kimia di mana semua bahan bakar dan semua oksigen dikonsumsi bersama-sama, tanpa sisa. Itu tergantung pada bahan bakar:

Nilai mengikuti referensi standar di bawah. Karena E85 membutuhkan jauh lebih sedikit udara per gram bahan bakar dibandingkan bensin, AFR "14,7" adalah kurus pada E85 tetapi sempurna pada bensin — inilah mengapa lambda ada: pada bahan bakar apa pun, λ = 1,00 adalah pembakaran ideal.

Kaya, stoikiometri, dan kurus

Lambda memberikan skala yang independen dari bahan bakar:

Sensor oksigen pita lebar sebenarnya mengukur lambda langsung dari knalpot, kemudian AFR stoikiometri yang dipilih mengubahnya menjadi AFR yang ditampilkan — itulah mengapa memilih bahan bakar yang salah membuat angka AFR salah bahkan ketika lambda benar.

Cara menggunakannya

1. Pilih bahan bakar sehingga lambda dan vonis menggunakan AFR stoikiometri yang benar.
2. Masukkan massa udara (misalnya dari pembacaan aliran massa/MAF atau bangku aliran) dan massa bahan bakar (dari aliran injector × waktu), dalam unit yang sama — gram di sini, tetapi unit massa yang konsisten memberikan rasio yang sama.
3. Baca AFR, lambda, dan φ, dan vonis kaya/stoich/kurus.
4. Gunakan pemecah terbalik untuk pergi cara lain: masukkan AFR target untuk mendapatkan massa bahan bakar yang diperlukan untuk massa udara Anda (dan sebaliknya).

Hasil disinkronkan ke URL halaman, sehingga Anda dapat menandai atau berbagi pengaturan yang tepat.

Contoh yang dikerjakan

180 g udara dengan 12 g bensin:

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

λ = 1,02 baru saja kurus stoikiometri — campuran ekonomi beban ringan.

Hitung dalam kode

Setiap cuplikan mengambil massa udara, massa bahan bakar, dan AFR stoikiometri untuk bahan bakar, dan mengembalikan AFR dan 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

Pertanyaan yang sering diajukan

Apakah unitnya penting? Tidak — AFR adalah rasio, jadi unit massa yang konsisten (gram, kilogram, pon) memberikan angka yang sama. Gunakan unit yang sama untuk udara dan bahan bakar.

Apakah AFR yang lebih tinggi lebih baik? Tidak sendiri. Lebih tinggi (lebih kurus) dapat meningkatkan ekonomi tetapi meningkatkan suhu; lebih rendah (lebih kaya) membuat daya dan mendinginkan muatan tetapi membuang bahan bakar dan meningkatkan emisi. Target yang tepat tergantung pada beban dan bahan bakar.

Mengapa AFR saya berubah ketika saya beralih bahan bakar? AFR yang Anda masukkan tidak berubah — tetapi vonis berubah, karena "ideal" adalah AFR yang berbeda untuk setiap bahan bakar. Lambda (λ = 1,00) adalah cara yang independen dari bahan bakar untuk membaca "ideal".

Sumber

• Rasio udara-bahan bakar — Wikipedia — definisi dan nilai AFR stoikiometri menurut bahan bakar.
• Rasio Udara-Bahan Bakar, Lambda, dan Stoikiometri Dijelaskan — HP Tuners — lambda vs AFR dan target penyesuaian.
• Rasio bahan bakar udara — x-engineer.org — derivasi prinsip-pertama dari AFR stoikiometri dan lambda.