Kalkulator Stosunku Powietrza do Paliwa (AFR) — AFR, Lambda i Stosunek Równoważności

Co robi ten kalkulator (ELI5)

Silnik spala mieszankę powietrza i paliwa. Stosunek powietrza do paliwa (AFR) to po prostu, ile powietrza masz na jednostkę paliwa, mierzone wagą. AFR 14,7 oznacza 14,7 gramów powietrza na każdy 1 gram paliwa.

Wpisz masę powietrza i masę paliwa, a narzędzie daje ci trzy liczby:

• AFR — surowy stosunek (powietrze ÷ paliwo).
• Lambda (λ) — to samo przeskalowane tak, że 1,0 to idealne spalanie dla wybranego paliwa. Poniżej 1 to "bogate" (dodatkowe paliwo); powyżej 1 to "uboga" (dodatkowe powietrze). Lambda jest przydatna, ponieważ 1,0 oznacza "idealne" niezależnie od paliwa.
• Stosunek równoważności (φ) — lambda odwrócona (φ = 1 ÷ λ). Tunerzy w niektórych regionach wolą to; powyżej 1 jest bogate.

Następnie mówi ci, czy mieszanka jest bogata, stechiometryczna czy uboga, i pokazuje to na wskaźniku.

Formuła

$\text{AFR} = \frac{\text{masa powietrza}}{\text{masa paliwa}} \qquad \lambda = \frac{\text{AFR}}{\text{AFR}_{\text{stoich}}} \qquad \varphi = \frac{1}{\lambda}$

Stechiometryczne AFR (AFR_stoich) to chemicznie dokładny stosunek, w którym całe paliwo i cały tlen są zużywane razem, nie pozostawiając resztek. Zależy od paliwa:

Wartości podążają za standardowymi odniesieniami poniżej. Ponieważ E85 potrzebuje znacznie mniej powietrza na gram paliwa niż benzyna, AFR "14,7" to uboga na E85 ale idealna na benzynie — to właśnie dlatego lambda istnieje: na każdym paliwie λ = 1,00 to idealne spalanie.

Bogate, stechiometryczne i uboga

Lambda daje niezależną od paliwa skalę:

Czujnik tlenu szerokopasmowy faktycznie mierzy lambda bezpośrednio z spalin, a następnie wybrany stechiometryczny AFR konwertuje to na wyświetlane AFR — to dlatego wybranie złego paliwa powoduje, że liczba AFR jest zła, nawet gdy lambda jest prawidłowa.

Jak go używać

1. Wybierz paliwo aby lambda i werdykt używały prawidłowego stechiometrycznego AFR.
2. Wpisz masę powietrza (np. z odczytu masowego przepływu powietrza/MAF lub ławy przepływu) i masę paliwa (z przepływu wtryskiwacza × czas), w tych samych jednostkach — tutaj gramy, ale każda spójna jednostka masy daje ten sam stosunek.
3. Przeczytaj AFR, lambda i φ oraz werdykt bogata/stechiometryczna/uboga.
4. Użyj odwrotnego solwera aby iść drugą drogą: wpisz docelowe AFR, aby uzyskać masę paliwa potrzebną dla twojej masy powietrza (i vice versa).

Wyniki synchronizują się z adresem URL strony, więc możesz dodać do zakładek lub udostępnić dokładną konfigurację.

Przykład opracowany

180 g powietrza z 12 g benzyny:

$\text{AFR} = \frac{180}{12} = 15,0 \qquad \lambda = \frac{15,0}{14,7} = 1,02$

λ = 1,02 to właśnie na lewo od stechiometrycznego — mieszanka ekonomiki przy lekkim obciążeniu.

Oblicz to w kodzie

Każdy fragment przyjmuje masę powietrza, masę paliwa i stechiometryczne AFR dla paliwa, i zwraca AFR i 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

Często zadawane pytania

Czy jednostki mają znaczenie? Nie — AFR to stosunek, więc każda spójna jednostka masy (gramy, kilogramy, funty) daje tę samą liczbę. Po prostu użyj tej samej jednostki dla powietrza i paliwa.

Czy wyższe AFR jest lepsze? Nie samo w sobie. Wyższe (ubogsze) może poprawić ekonomikę, ale podnosi temperatury; niższe (bogatsze) sprawia moc i chładzi ładunek, ale marnuje paliwo i zwiększa emisje. Prawidłowy cel zależy od obciążenia i paliwa.

Dlaczego moje AFR uległo zmianie, gdy przełączyłem paliwa? Wpisane AFR się nie zmieniło — ale werdykt się zmienił, ponieważ "idealne" to inne AFR dla każdego paliwa. Lambda (λ = 1,00) to niezależny od paliwa sposób czytania "idealne".

Źródła

• Air–fuel ratio — Wikipedia — definicje i stechiometryczne wartości AFR wg paliwa.
• Air-Fuel Ratios, Lambda, and Stoichiometry Explained — HP Tuners — lambda vs AFR i cele tuningu.
• Air fuel ratio — x-engineer.org — wyprowadzenie z pierwszych zasad stechiometrycznego AFR i lambda.