Air-Fuel Ratio (AFR) Kalkulator — AFR, Lambda & Ekvivalensforhold

Hva denne kalkulatoren gjør (forklart enkelt)

En motor brenner en blanding av luft og drivstoff. Air-fuel ratio (AFR) er ganske enkelt hvor mye luft du har for hver enhet drivstoff, målt etter vekt. En AFR på 14,7 betyr 14,7 gram luft for hver 1 gram drivstoff.

Skriv inn luftmasse og drivstoffmasse, og dette verktøyet gir deg tre tall:

• AFR — råforholdet (luft ÷ drivstoff).
• Lambda (λ) — det samme omskalt slik at 1,0 er perfekt forbrenning for det drivstoffet du valgte. Under 1 er "rik" (ekstra drivstoff); over 1 er "mager" (ekstra luft). Lambda er praktisk fordi 1,0 betyr "ideell" uansett drivstoff.
• Ekvivalensforhold (φ) — bare lambda snudd opp ned (φ = 1 ÷ λ). Tunere i noen regioner foretrekker det; over 1 er rik.

Det forteller deg deretter om blandingen er rik, støkiometrisk eller mager, og viser det på en måler.

Formelen

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

Støkiometrisk AFR (AFR_stoich) er det kjemisk eksakte forholdet der alt drivstoff og all oksygen forbrukes sammen, uten rest. Det avhenger av drivstoffet:

Verdiene følger standardreferansene nedenfor. Fordi E85 trenger langt mindre luft per gram drivstoff enn bensin, er en AFR på "14,7" mager på E85 men perfekt på bensin — dette er nøyaktig hvorfor lambda finnes: på hvilket som helst drivstoff er λ = 1,00 den ideelle forbrenningen.

Rik, støkiometrisk og mager

Lambda gir en drivstoffuavhengig skala:

En wideband oksygensensor måler faktisk lambda direkte fra avgassen, deretter konverterer en valgt støkiometrisk AFR den til en vises AFR — derfor gjør feil drivstoffvalg AFR-nummeret feil selv når lambda er riktig.

Hvordan bruker du det

1. Velg drivstoffet slik at lambda og vurderingen bruker den riktige støkiometriske AFR.
2. Skriv inn luftmasse (f.eks. fra en mass-airflow/MAF-lesing eller en flowbenk) og drivstoffmasse (fra sprøyte-strømning × tid), i de samme enhetene — gram her, men enhver konsistent masseenhet gir samme forhold.
3. Les AFR, lambda og φ, og dommen rik/stoich/mager.
4. Bruk omvendt løser for å gå den andre veien: skriv inn en mål-AFR for å få drivstoffmassen som trengs for luftmassen din (og omvendt).

Resultater synkroniseres til side-URL, så du kan bokmerke eller dele et nøyaktig oppsett.

Gjennomarbeidet eksempel

180 g luft med 12 g bensin:

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

λ = 1,02 er akkurat mager for støkiometrisk — en lett-belastnings-økonomi-blanding.

Beregn det i kode

Hver kodebolk tar en luftmasse, en drivstoffmasse, og den støkiometriske AFR for drivstoffet, og returnerer AFR og 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

Ofte stilte spørsmål

Spiller enhetene noen rolle? Nei — AFR er et forhold, så enhver konsistent masseenhet (gram, kilogram, pund) gir samme tall. Bare bruk samme enhet for luft og drivstoff.

Er høyere AFR bedre? Ikke i seg selv. Høyere (magre) kan forbedre økonomien men øker temperaturer; lavere (rikere) lager kraft og kjøler ladningen men sløser drivstoff og øker utslipp. Riktig mål avhenger av belastning og drivstoff.

Hvorfor endret AFR min seg da jeg byttet drivstoff? AFR du skrev inn gjorde det ikke — men vurderingen gjorde det, fordi "ideell" er en annen AFR for hvert drivstoff. Lambda (λ = 1,00) er den drivstoffuavhengige måten å lese "ideell."

Kilder

• Air–fuel ratio — Wikipedia — definisjoner og støkiometrisk AFR-verdier etter drivstoff.
• Air-Fuel Ratios, Lambda, and Stoichiometry Explained — HP Tuners — lambda vs AFR og tuning-mål.
• Air fuel ratio — x-engineer.org — førsteprinsipper utledning av støkiometrisk AFR og lambda.