공기-연료 비율(AFR) 계산기 — AFR, Lambda 및 당량비

이 계산기가 하는 일 (5살도 이해하는 방식)

엔진은 공기와 연료의 혼합물을 태웁니다. **공기-연료 비율(AFR)**은 단순히 연료 1단위당 얼마나 많은 공기가 있는지를 무게로 측정한 것입니다. AFR 14.7은 연료 1그램당 공기 14.7그램을 의미합니다.

공기 질량과 연료 질량을 입력하면 이 도구는 세 개의 숫자를 제공합니다:

• AFR — 순 비율(공기 ÷ 연료).
• Lambda (λ) — 같은 것이지만 선택한 연료에 대해 1.0이 완벽한 연소가 되도록 재조정한 것입니다. 1 미만은 "리치"(연료 과다); 1 이상은 "린"(공기 과다). Lambda는 연료에 관계없이 1.0이 "이상적"을 의미하기 때문에 편리합니다.
• 당량비(φ) — 단지 lambda를 뒤집은 것입니다(φ = 1 ÷ λ). 일부 지역의 튜너들이 선호합니다; 1 이상은 리치입니다.

그런 다음 혼합물이 리치, 화학량론적, 또는 린인지 알려주고 게이지에 표시합니다.

공식

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

화학량론적 AFR(AFR_stoich)은 모든 연료와 모든 산소가 함께 소비되어 남은 것이 없는 화학적으로 정확한 비율입니다. 연료에 따라 다릅니다:

값은 아래의 표준 참고자료를 따릅니다. E85는 휘발유보다 연료 1그램당 훨씬 적은 공기가 필요하기 때문에 AFR "14.7"은 E85에서는 린이지만 휘발유에서는 완벽합니다 — 이것이 정확히 lambda가 존재하는 이유입니다: 모든 연료에서 λ = 1.00은 이상적인 연소입니다.

리치, 화학량론적, 린

Lambda는 연료에 무관한 척도를 제공합니다:

광대역 산소 센서는 실제로 배기에서 직접 lambda를 측정한 다음 선택한 화학량론적 AFR이 이를 표시된 AFR로 변환합니다 — 이것이 연료를 잘못 선택하면 lambda가 맞아도 AFR 숫자가 틀리는 이유입니다.

사용 방법

1. 연료를 선택하여 lambda와 결과가 올바른 화학량론적 AFR을 사용하도록 합니다.
2. 공기 질량 입력(예: 질량 공기유량/MAF 판독값 또는 유량대 벤치에서) 및 연료 질량(인젝터 유량 × 시간에서), 같은 단위로 — 여기서는 그램이지만 모든 일관된 질량 단위는 같은 비율을 제공합니다.
3. AFR, lambda, φ 및 rich/stoich/lean 결과를 읽습니다.
4. 역방향 솔버를 사용하여 다른 방식으로 이동합니다: 대상 AFR을 입력하여 공기 질량에 필요한 연료 질량을 구합니다(그리고 그 반대도).

결과는 페이지 URL에 동기화되므로 정확한 설정을 북마크하거나 공유할 수 있습니다.

작동 예시

휘발유 12g과 공기 180g:

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

λ = 1.02는 화학량론적의 바로 린 — 가벼운 부하 연비 혼합물입니다.

코드로 계산

각 스니펫은 공기 질량, 연료 질량, 연료의 화학량론적 AFR을 입력하고 AFR과 lambda를 반환합니다.

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

자주 묻는 질문

단위가 중요합니까? 아니요 — AFR은 비율이므로 모든 일관된 질량 단위(그램, 킬로그램, 파운드)는 같은 숫자를 제공합니다. 공기와 연료에 같은 단위를 사용하세요.

AFR이 높을수록 좋습니까? 그 자체로는 아닙니다. 더 높은(린)는 연비를 개선할 수 있지만 온도를 올립니다; 더 낮은(리치)는 전력을 만들고 충전을 냉각하지만 연료를 낭비하고 배출을 증가시킵니다. 올바른 목표는 부하와 연료에 따라 다릅니다.

연료를 바꿨을 때 AFR이 왜 변했습니까? 입력한 AFR은 변하지 않았습니다 — 하지만 결과는 변했습니다. "이상적"은 각 연료에 대해 다른 AFR이기 때문입니다. Lambda (λ = 1.00)는 "이상적"을 읽기 위한 연료에 무관한 방법입니다.

출처

• 공기–연료 비율 — Wikipedia — 정의 및 연료별 화학량론적 AFR 값.
• 공기-연료 비율, Lambda 및 화학량론 설명 — HP Tuners — lambda vs AFR 및 튜닝 목표.
• 공기 연료 비율 — x-engineer.org — 화학량론적 AFR 및 lambda의 원칙 도출.