Калькулятор коефіцієнта повітря-палива (AFR) — AFR, Lambda та коефіцієнт еквівалентності

Що робить цей калькулятор (ELI5)

Двигун спалює суміш повітря та палива. Коефіцієнт повітря-палива (AFR) — це просто кількість повітря на одиницю палива, виміряна за вагою. AFR 14,7 означає 14,7 грамів повітря на кожен 1 грам палива.

Введіть масу повітря та масу палива, і цей інструмент вам дає три числа:

• AFR — чистий коефіцієнт (повітря ÷ паливо).
• Lambda (λ) — те ж саме, перемасштабовано так, щоб 1,0 була ідеальним спаленням для обраного палива. Менше 1 — це «багате» (зайве паливо); більше 1 — це «бідне» (зайве повітря). Lambda зручна тим, що 1,0 означає «ідеально» для будь-якого палива.
• Коефіцієнт еквівалентності (φ) — просто lambda перевернутий (φ = 1 ÷ λ). Налаштувальники в деяких регіонах вважають за краще; більше 1 — це багате.

Потім він повідомляє вам, чи суміш багата, стехіометрична чи бідна, і показує це на шкалі.

Формула

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

Стехіометричний AFR (AFR_stoich) — це хімічно точний коефіцієнт, при якому все паливо та весь кисень споживаються разом, не залишаючи залишків. Це залежить від палива:

Значення відповідають стандартним посиланням нижче. Оскільки E85 потребує набагато менше повітря на грам палива, ніж бензин, AFR "14,7" є бідним на E85, але ідеальним на бензині — саме тому існує lambda: на будь-якому паливі λ = 1,00 — це ідеальне спалення.

Багате, стехіометричне та бідне

Lambda надає топливо-незалежну шкалу:

Датчик кисню широкої смуги насправді вимірює lambda безпосередньо з вихлопу, потім обраний стехіометричний AFR перетворює його на відображений AFR — саме тому вибір неправильного палива робить число AFR неправильним, навіть якщо lambda правильна.

Як його використовувати

1. Виберіть паливо, щоб lambda та висновок використовували правильний стехіометричний AFR.
2. Введіть масу повітря (наприклад, з показань масового витрату повітря/MAF або з лавки потоку) та масу палива (з витрату форсунки × час), у одних одиницях — грамах тут, але будь-яка послідовна одиниця маси дає той же коефіцієнт.
3. Прочитайте AFR, lambda та φ, та висновок про багате/стехіометричне/бідне.
4. Використовуйте зворотний розв'язувач, щоб піти іншим шляхом: введіть цільовий AFR, щоб отримати масу палива, необхідну для вашої маси повітря (і навпаки).

Результати синхронізуються з URL-адресою сторінки, тому ви можете додати закладку або поділитися точним налаштуванням.

Опрацьований приклад

180 г повітря з 12 г бензину:

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

λ = 1,02 — це трохи бідніше за стехіометричне — суміш для економії при легкому навантаженні.

Обчисліть це в коді

Кожний фрагмент приймає масу повітря, масу палива та стехіометричний AFR для палива та повертає AFR та 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

Часто задавані питання

Do the units matter? No — AFR is a ratio, so any consistent mass unit (grams, kilograms, pounds) gives the same number. Just use the same unit for air and fuel.

Is a higher AFR better? Not on its own. Higher (leaner) can improve economy but raises temperatures; lower (richer) makes power and cools the charge but wastes fuel and increases emissions. The right target depends on load and fuel.

Why did my AFR change when I switched fuels? The AFR you enter didn't — but the verdict did, because "ideal" is a different AFR for each fuel. Lambda (λ = 1.00) is the fuel-independent way to read "ideal."

Джерела

• Air–fuel ratio — Wikipedia — визначення та значення стехіометричного AFR за палив.
• Air-Fuel Ratios, Lambda, and Stoichiometry Explained — HP Tuners — lambda vs AFR та цілі налаштування.
• Air fuel ratio — x-engineer.org — першопринципна деривація стехіометричного AFR та lambda.