Kalkulator razmerja zrak-gorivo (AFR) — AFR, Lambda in razmerje ekvivalentnosti

Kaj počne ta kalkulator (ELI5)

Motor zgorevanja zmes zraka in goriva. Razmerje zrak-gorivo (AFR) je preprosto količina zraka, ki jo imate za vsako enoto goriva, merjena po teži. AFR 14,7 pomeni 14,7 grama zraka za vsak 1 gram goriva.

Vnesite maso zraka in maso goriva, orodje pa vam da tri številke:

• AFR — suho razmerje (zrak ÷ gorivo).
• Lambda (λ) — enako stvar preoblikovana, tako da je 1,0 popolno zgorevanje za katero koli gorivo, ki ste ga izbrali. Spodaj 1 je "bogato" (dodatno gorivo); nad 1 je "varčno" (dodatni zrak). Lambda je praktična, ker 1,0 pomeni "idealno", ne glede na gorivo.
• Razmerje ekvivalentnosti (φ) — samo obrnjena lambda (φ = 1 ÷ λ). Trkači v nekaterih regijah jo imajo rajši; nad 1 je bogato.

Nato vam pove, ali je zmes bogata, stoichiometrična ali varčna, in jo prikaže na merilniku.

Formula

$\text{AFR} = \frac{\text{masa zraka}}{\text{masa goriva}} \qquad \lambda = \frac{\text{AFR}}{\text{AFR}_{\text{stoich}}} \qquad \varphi = \frac{1}{\lambda}$

Stoichiometrična AFR (AFR_stoich) je kemično natančno razmerje, pri katerem se vse gorivo in ves kisik porabita skupaj, ne da bi ostali ostanki. Odvisno je od goriva:

Vrednosti sledijo standardnim referenčnim virom spodaj. Ker E85 potrebuje daleč manj zraka na gram goriva kot bencin, je AFR od "14,7" varčno na E85, vendar popolno na benzinu — to je točno razlog, zakaj obstaja lambda: na katerem koli gorivu je λ = 1,00 idealno zgorevanje.

Bogato, stoichiometrično in varčno

Lambda daje lestvico, neodvisno od goriva:

Širokopasovni kisikov senzor dejansko meri lambda neposredno iz izpuhov, nato pa izbrano stoichiometrično AFR pretvori v prikazano AFR — zato je izbira napačnega goriva naredila AFR številko napačno, čeprav je lambda prava.

Kako se uporablja

1. Izberite gorivo, da lambda in zaključek uporabita pravilno stoichiometrično AFR.
2. Vnesite maso zraka (npr. iz branja masnega pretoka zraka/MAF ali preizkusa pretoka) in maso goriva (iz pretoka injektorja × čas), v istih enotah — grami tukaj, vendar katere koli skladne enote mase dajo enako razmerje.
3. Preberi AFR, lambda in φ, in bogato/stoich/varčno zaključek.
4. Uporabite obratni reševalec, da greste drugače: vnesite ciljno AFR, da dobite potrebno maso goriva za vašo maso zraka (in obratno).

Rezultati se sinhronizirajo z URL strani, tako da lahko označite ali delite natančno nastavitev.

Obdelana primera

180 g zraka z 12 g bencina:

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

λ = 1,02 je ravno varčno od stoichiometrične — lahka obremenitev gospodarnosti zmesi.

Izračunajte v kodi

Vsak odlomek proslavi maso zraka, maso goriva in stoichiometrično AFR za gorivo ter vrne AFR in lambda.

1=A2/B2                     ' AFR  (A2 = masa zraka, B2 = masa goriva)
2=(A2/B2)/C2                ' Lambda  (C2 = stoichiometrična AFR, npr. 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

Pogosto zastavljena vprašanja

Ali pomembne enote? Ne — AFR je razmerje, zato katere koli dosledne enote mase (grami, kilogrami, funt) dajo isto število. Samo uporabite isto enoto za zrak in gorivo.

Ali je višja AFR boljša? Ne samo po sebi. Višja (varčna) lahko izboljša gospodarnost, vendar zvišuje temperature; nižja (bogatejša) daje moč in ohladi polnilno tabo, vendar trata gorivo in povečuje emisije. Pravi cilj je odvisen od obremenitve in goriva.

Zakaj se je moja AFR spremenila, ko sem zamenjal goriva? AFR, ki ste jo vnesli, se ni — vendar je zaključek, ker je "idealno" drugačno AFR za vsako gorivo. Lambda (λ = 1,00) je način za branje "idealno", neodvisen od goriva.

Viri

• Air–fuel ratio — Wikipedia — definicije in stoichiometrične vrednosti AFR po gorivu.
• Air-Fuel Ratios, Lambda, and Stoichiometry Explained — HP Tuners — lambda vs AFR in nastavitev ciljev.
• Air fuel ratio — x-engineer.org — prvi principi izvedbo stoichiometrične AFR in lambda.