Kikokotoo cha Uwiano wa Hewa-Kuwaka (AFR) — AFR, Lambda & Uwiano wa Kulingana

Kile kikokotoo hii inafanya (ELI5)

Injini huunguza mchanganyiko wa hewa na kuwaka. Uwiano wa hewa-kuwaka (AFR) ni kwa urahisi kiasi cha hewa kwa kila kitengo cha kuwaka, kipimwa kwa uzani. AFR ya 14.7 inamaanisha gramu 14.7 za hewa kwa kila gramu 1 ya kuwaka.

Ingiza uzani wa hewa na uzani wa kuwaka na zana hii inatoa namba tatu:

• AFR — uwiano kamili (hewa ÷ kuwaka).
• Lambda (λ) — kitu hicho kipimwa upya ili 1.0 iwe kuchoma kamili kwa kuwaka uliyochagua. Chini ya 1 ni "tajiri" (kuwaka kamili); juu ya 1 ni "nyinyi" (hewa kamili). Lambda ni rahisi kwa sababu 1.0 inamaanisha "kamili" bila kujali kuwaka.
• Uwiano wa kulingana (φ) — tu lambda inayogeuzwa (φ = 1 ÷ λ). Wanaozunguka katika baadhi ya maeneo wanapenda; juu ya 1 ni tajiri.

Kisha inakuambia ikiwa mchanganyiko ni tajiri, stoichiometric, au nyinyi, na kuonyesha kwenye gauge.

Formulae

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

Stoichiometric AFR (AFR_stoich) ni uwiano wa kemia kamili ambapo kuwaka wote na oksijeni wote wote hukomaishwa pamoja, bila kubakisha. Inategemea kuwaka:

Thamani zinafuata rejeleo za kawaida hapa chini. Kwa sababu E85 inahitaji hewa chache kuliko gasoline kwa kila gramu ya kuwaka, AFR ya "14.7" ni nyinyi kwa E85 lakini kamili kwa gasoline — hii ni sababu gani lambda inapatikana: kwa kuwaka wowote, λ = 1.00 ni kuchoma kamili.

Tajiri, stoichiometric, na nyinyi

Lambda inatoa kiwango cha kuwaka huru:

Sensor ya oksijeni ya wideband kweli inapima lambda moja kwa moja kutoka kwa exhaust, kisha kuwaka kwa stoichiometric kinachochaguliwa kinabadilisha hadi AFR iliyoonyeshwa — kwa nini kuchagua kuwaka kibaya kunafanya AFR idadi vibaya hata lambda ni sawa.

Jinsi ya kuitumia

1. Chagua kuwaka ili lambda na hukumu anze stoichiometric AFR sawa.
2. Ingiza uzani wa hewa (mth. kutoka kwa mass-airflow/MAF kusoma au bench ya mtiririko) na uzani wa kuwaka (kutoka kwa injector flow × wakati), katika vitengo sawa — gramu hapa, lakini kitengo chochote cha uzani thabiti kinatoa uwiano sawa.
3. Soma AFR, lambda, na φ, na hukumu ya tajiri/stoich/nyinyi.
4. Tumia reverse solver kuenda kinyume: ingiza AFR lengo kupata uzani wa kuwaka unalohitajika kwa uzani wa hewa ulioingizwa (na kinyume chake).

Matokeo yanasawazishwa na URL ya ukurasa, kwa hivyo unaweza kuweka alama au kusambaza mpango kamili.

Mfano ulioajibishwa

Gramu 180 za hewa na gramu 12 za gasoline:

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

λ = 1.02 ni nyinyi tu kwa stoichiometric — mchanganyiko wa uchumi wa mzigo nyinyi.

Ikakulanya katika kod

Kila mgawo unachukua uzani wa hewa, uzani wa kuwaka, na AFR ya stoichiometric kwa kuwaka, na kurudisha AFR na 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

Maswali yanayoulizwa mara kwa mara

Je vitengo vyote vina umuhimu? Hapana — AFR ni uwiano, kwa hivyo kitengo chochote cha uzani thabiti (gramu, kilograms, pauni) kinatoa namba sawa. Tumia tu kitengo sawa kwa hewa na kuwaka.

Je AFR zaidi ni nzuri? Si kwa kila mmoja. Zaidi (nyinyi) unaweza kuboresha uchumi lakini kuinua joto; chini (tajiri) inafanya nguvu na kuzaliwa baridi lakini hukamatisha kuwaka na kuongeza uzalishaji. Lengo sawa tegemea mzigo na kuwaka.

Kwa nini AFR yangu ilibadilika nilipobadilisha kuwaka? AFR ulioingiza haikubadilika — lakini hukumu ilifanya, kwa sababu "kamili" ni AFR tofauti kwa kuwaka wote. Lambda (λ = 1.00) ni njia ya kuwaka huru kusoma "kamili."

Vyanzo

• Air–fuel ratio — Wikipedia — ufafanuzi na thamani za stoichiometric AFR kwa kuwaka.
• Air-Fuel Ratios, Lambda, and Stoichiometry Explained — HP Tuners — lambda vs AFR na lengo la kuacha.
• Air fuel ratio — x-engineer.org — derivation ya kwanza ya kanuni ya stoichiometric AFR na lambda.