Rechner für das Luft-Kraftstoff-Verhältnis (AFR)

Berechnen Sie Luft-Kraftstoff-Verhältnis, Lambda und Äquivalenzverhältnis aus Luftmasse, Kraftstoffmasse und einem stöchiometrischen Referenzwert.

Luft-Kraftstoff-Verhältnis berechnen
Geben Sie Luft und Kraftstoff in derselben Masseneinheit ein und wählen Sie das stöchiometrische AFR des Kraftstoffs.

Zum Luft-Kraftstoff-Verhältnis

Das Luft-Kraftstoff-Verhältnis, meist AFR abgekürzt, vergleicht die zur Verbrennung zugeführte Luftmasse mit der Kraftstoffmasse. Ein AFR von 14.7 zu 1 bedeutet, dass auf jede Masseneinheit Kraftstoff 14.7 Masseneinheiten Luft kommen. Da es sich um ein Massenverhältnis handelt, können beide Eingaben dieselbe Einheit verwenden: Gramm mit Gramm, Kilogramm mit Kilogramm oder Pfund mit Pfund. Die Einheiten kürzen sich heraus. Übrig bleibt ein Verhältnis, mit dem Ingenieure und Techniker die Gemischzusammensetzung beschreiben. Ein stöchiometrisches Gemisch enthält im idealen chemischen Modell genau genug Sauerstoff, um den gesamten Kraftstoff zu oxidieren, ohne überschüssigen Sauerstoff oder unverbrannten Kraftstoff zu hinterlassen. Für Benzin wird häufig ein stöchiometrisches AFR nahe 14.7 zu 1 angesetzt, der korrekte Wert hängt jedoch von der Zusammensetzung ab. Ethanol, Methanol, Diesel, Erdgas und Kraftstoffmischungen haben jeweils andere stöchiometrische Anforderungen. Geben Sie den passenden Referenzwert für den tatsächlichen Kraftstoff ein, statt stets den Benzin-Standardwert anzunehmen. Lambda normiert das gemessene AFR durch Division durch das stöchiometrische AFR. Lambda gleich eins kennzeichnet ein stöchiometrisches Gemisch. Unter eins ist das Gemisch fett, da es je Kraftstoffeinheit weniger Luft als die Referenz enthält; über eins ist es mager. Das Äquivalenzverhältnis ist der Kehrwert von Lambda: Werte über eins stehen für fette, Werte unter eins für magere Gemische. Normierte Werte erleichtern den Vergleich zwischen Kraftstoffen mit unterschiedlichen stöchiometrischen Verhältnissen. Das tatsächliche Verbrennungsverhalten hängt von mehr als dem Gesamtverhältnis ab. Kraftstoffzerstäubung, Ladungstemperatur, Restgas, Zylinderverteilung, instationärer Betrieb, Sensorposition und Verbrennungswirkungsgrad spielen ebenfalls eine Rolle. Breitband-Lambdasonden leiten Lambda meist aus der Abgaszusammensetzung ab, statt die einströmende Luft und den Kraftstoff direkt zu wiegen. Verwenden Sie diesen Rechner zum Umrechnen gemessener Massenströme, zum Prüfen von Abstimmungszielen oder zum Lernen über Verbrennungszusammenhänge. Beachten Sie bei Motoreinstellungen jedoch die Herstellervorgaben und verwenden Sie kalibrierte Messgeräte. Übermäßig fetter oder magerer Betrieb kann Leistung mindern, Emissionen erhöhen, Bauteile beschädigen oder unsichere Zustände verursachen.

Beispiele zum Luft-Kraftstoff-Verhältnis

Die Benzinbeispiele verwenden eine stöchiometrische Referenz von 14.7:1.

Luft- und KraftstoffmasseAFR und LambdaGemisch
14.7 kg Luft, 1 kg Kraftstoff14.7:1, Lambda 1.000Stöchiometrisch für die gewählte Referenz.
12 kg Luft, 1 kg Kraftstoff12:1, Lambda 0.816Fett im Vergleich zu 14.7:1.
16 kg Luft, 1 kg Kraftstoff16:1, Lambda 1.088Mager im Vergleich zu 14.7:1.

So berechnen Sie das AFR

  1. Geben Sie die über ein einheitliches Intervall gemessene Luftmasse oder den Luftmassenstrom ein.
  2. Geben Sie die Kraftstoffmasse in derselben Einheit und für dasselbe Intervall ein.
  3. Geben Sie das zum Kraftstoff passende stöchiometrische AFR ein.
  4. Wählen Sie Luft-Kraftstoff-Verhältnis berechnen und betrachten Sie AFR und Lambda gemeinsam.

Häufige Fragen zum Luft-Kraftstoff-Verhältnis

Welches AFR ist für Benzin stöchiometrisch?

Für herkömmliches Benzin wird häufig ein Wert nahe 14.7 zu 1 verwendet. Das genaue Verhältnis hängt von der Rezeptur und dem Anteil sauerstoffhaltiger Bestandteile ab.

Was ist ein fettes Gemisch?

Ein fettes Gemisch enthält im Verhältnis zur Luft mehr Kraftstoff als die stöchiometrische Referenz. Lambda liegt unter eins, das Äquivalenzverhältnis über eins.

Was ist ein mageres Gemisch?

Ein mageres Gemisch enthält im Verhältnis zum Kraftstoff mehr Luft als die stöchiometrische Referenz. Lambda liegt über eins, das Äquivalenzverhältnis unter eins.

Kann ich Massenströme eingeben?

Ja, sofern Luft- und Kraftstoffstrom dieselbe Massen- und Zeiteinheit verwenden. Ihr Quotient ergibt dasselbe dimensionslose AFR wie das Verhältnis der Gesamtmassen.

Warum unterscheidet sich das stöchiometrische AFR je nach Kraftstoff?

Kraftstoffe enthalten unterschiedliche Anteile an Kohlenstoff, Wasserstoff, Sauerstoff und weiteren Bestandteilen. Ihre vollständige Verbrennung erfordert daher unterschiedliche Mengen an Sauerstoff und Luft.