Máy tính Tỷ lệ Không khí-Nhiên liệu (AFR) — AFR, Lambda & Tỷ lệ Tương đương

Máy tính này làm gì (ELI5)

Một động cơ đốt một hỗn hợp của không khí và nhiên liệu. Tỷ lệ không khí-nhiên liệu (AFR) đơn giản là lượng không khí bạn có cho mỗi đơn vị nhiên liệu, được đo theo trọng lượng. AFR là 14,7 có nghĩa là 14,7 gam không khí cho mỗi 1 gam nhiên liệu.

Nhập khối lượng không khí và khối lượng nhiên liệu, công cụ này sẽ cung cấp cho bạn ba con số:

• AFR — tỷ lệ thô (không khí ÷ nhiên liệu).
• Lambda (λ) — điều tương tự được cân nhắc lại sao cho 1,0 là đốt hoàn hảo cho bất kỳ nhiên liệu nào bạn chọn. Dưới 1 là "giàu" (nhiên liệu thêm); trên 1 là "lean" (không khí thêm). Lambda rất tiện lợi vì 1,0 có nghĩa là "lý tưởng" không tính đến nhiên liệu.
• Tỷ lệ tương đương (φ) — chỉ là lambda lật ngược (φ = 1 ÷ λ). Những người điều chỉnh ở một số khu vực thích nó; trên 1 là giàu.

Sau đó nó cho bạn biết liệu hỗn hợp là giàu, hóa học, hay lean, và hiển thị nó trên một đồng hồ đo.

Công thức

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

AFR hóa học (AFR_stoich) là tỷ lệ chính xác hóa học mà tất cả nhiên liệu và tất cả oxy được tiêu thụ cùng nhau, không để lại phần dư. Nó phụ thuộc vào nhiên liệu:

Các giá trị tuân theo các tài liệu tham khảo tiêu chuẩn dưới đây. Vì E85 cần ít không khí hơn trên mỗi gam nhiên liệu so với xăng, nên AFR là "14,7" là lean trên E85 nhưng hoàn hảo trên xăng — đây chính xác là lý do tại sao lambda tồn tại: trên bất kỳ nhiên liệu nào, λ = 1,00 là đốt lý tưởng.

Giàu, hóa học, và lean

Lambda cung cấp một thang đo không phụ thuộc vào nhiên liệu:

Một cảm biến oxy dải rộng thực sự đo lambda trực tiếp từ khí xả, sau đó một AFR hóa học được chọn chuyển đổi nó thành AFR được hiển thị — đó là lý do tại sao chọn sai nhiên liệu làm cho số AFR sai ngay cả khi lambda là đúng.

Cách sử dụng

1. Chọn nhiên liệu để lambda và phán quyết sử dụng AFR hóa học chính xác.
2. Nhập khối lượng không khí (ví dụ: từ đọc khối lượng-dòng không khí/MAF hoặc một ghế dự bị luồng) và khối lượng nhiên liệu (từ dòng injector × thời gian), trong cùng một đơn vị — gam ở đây, nhưng bất kỳ đơn vị khối lượng nhất quán nào cũng cho cùng tỷ lệ.
3. Đọc AFR, lambda, và φ, và phán quyết giàu/stoich/lean.
4. Sử dụng reverse solver để đi cách khác: nhập một AFR mục tiêu để có được khối lượng nhiên liệu cần thiết cho khối lượng không khí của bạn (và ngược lại).

Kết quả đồng bộ với URL của trang, vì vậy bạn có thể đánh dấu hoặc chia sẻ một thiết lập chính xác.

Ví dụ làm việc

180 g không khí với 12 g xăng:

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

λ = 1,02 chỉ là lean của hóa học — một hỗn hợp tiết kiệm tải nhẹ.

Tính toán nó trong mã

Mỗi đoạn mã lấy khối lượng không khí, khối lượng nhiên liệu, và AFR hóa học cho nhiên liệu, và trả về AFR và 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

Câu hỏi thường gặp

Các đơn vị có quan trọng không? Không — AFR là một tỷ lệ, vì vậy bất kỳ đơn vị khối lượng nhất quán nào (gam, kilogam, pound) cũng cho cùng một con số. Chỉ cần sử dụng cùng một đơn vị cho không khí và nhiên liệu.

AFR cao hơn có tốt hơn không? Không tự nó. AFR cao hơn (lean) có thể cải thiện hiệu quả nhiên liệu nhưng nâng cao nhiệt độ; AFR thấp hơn (giàu) tạo ra sức mạnh và làm mát tích điện nhưng lãng phí nhiên liệu và tăng khí thải. Mục tiêu đúng phụ thuộc vào tải và nhiên liệu.

Tại sao AFR của tôi thay đổi khi tôi chuyển đổi nhiên liệu? AFR bạn nhập không thay đổi — nhưng phán quyết đã thay đổi, vì "lý tưởng" là một AFR khác cho mỗi nhiên liệu. Lambda (λ = 1,00) là cách không phụ thuộc vào nhiên liệu để đọc "lý tưởng."

Nguồn

• Air–fuel ratio — Wikipedia — định nghĩa và giá trị AFR hóa học theo nhiên liệu.
• Air-Fuel Ratios, Lambda, and Stoichiometry Explained — HP Tuners — lambda vs AFR và mục tiêu điều chỉnh.
• Air fuel ratio — x-engineer.org — dẫn xuất từ nguyên tắc đầu tiên của AFR hóa học và lambda.