Calculadora de relación aire-combustible (AFR)

Calcula la relación aire-combustible, lambda y la relación de equivalencia con las masas de aire y combustible y una referencia estequiométrica.

Calcular la relación aire-combustible
Introduce aire y combustible en la misma unidad de masa y elige el AFR estequiométrico del combustible.

Acerca de la relación aire-combustible

La relación aire-combustible, normalmente abreviada AFR, compara la masa de aire suministrada a la combustión con la masa de combustible. Un AFR de 14.7 a 1 significa que hay 14.7 unidades de masa de aire por cada unidad de masa de combustible. Al ser una relación de masas, ambas entradas pueden usar la misma unidad: gramos con gramos, kilogramos con kilogramos o libras con libras. Las unidades se cancelan y queda una relación que ingenieros y técnicos utilizan para describir la composición de la mezcla. Una mezcla estequiométrica contiene, en un modelo químico ideal, justo el oxígeno necesario para oxidar todo el combustible sin dejar oxígeno sobrante ni combustible sin quemar. La gasolina suele representarse con un AFR estequiométrico cercano a 14.7 a 1, pero el valor correcto depende de su composición. El etanol, el metanol, el diésel, el gas natural y los combustibles mezclados tienen requisitos estequiométricos distintos. Introduce la referencia adecuada para el combustible real en lugar de usar siempre el valor predeterminado de la gasolina. Lambda normaliza el AFR medido dividiéndolo entre el AFR estequiométrico. Un valor de lambda igual a uno indica una mezcla estequiométrica. Por debajo de uno, la mezcla es rica porque contiene menos aire por unidad de combustible que la referencia; por encima de uno, es pobre. La relación de equivalencia es el recíproco de lambda, de modo que los valores superiores a uno indican una mezcla rica y los inferiores, una pobre. Los valores normalizados facilitan la comparación entre combustibles con distintas relaciones estequiométricas. La combustión real depende de más factores que la relación global. Influyen la atomización del combustible, la temperatura de la carga, los gases residuales, la distribución entre cilindros, el funcionamiento transitorio, la ubicación del sensor y la eficiencia de combustión. Las sondas de oxígeno de banda ancha suelen inferir lambda a partir de la composición del escape en lugar de pesar directamente el aire y el combustible entrantes. Usa esta calculadora para convertir caudales másicos medidos, revisar objetivos de ajuste o estudiar relaciones de combustión, pero sigue las indicaciones del fabricante y utiliza instrumentos calibrados al ajustar un motor. Una mezcla demasiado rica o pobre puede reducir el rendimiento, aumentar las emisiones, dañar componentes o generar condiciones inseguras.

Ejemplos de relación aire-combustible

Los ejemplos de gasolina usan una referencia estequiométrica de 14.7:1.

Masa de aire y combustibleAFR y lambdaMezcla
14.7 kg de aire, 1 kg de combustible14.7:1, lambda 1.000Estequiométrica para la referencia elegida.
12 kg de aire, 1 kg de combustible12:1, lambda 0.816Rica respecto a 14.7:1.
16 kg de aire, 1 kg de combustible16:1, lambda 1.088Pobre respecto a 14.7:1.

Cómo calcular el AFR

  1. Introduce la masa de aire o el caudal másico de aire medido durante un intervalo uniforme.
  2. Introduce la masa de combustible en la misma unidad y durante el mismo intervalo.
  3. Introduce el AFR estequiométrico adecuado para el combustible.
  4. Selecciona Calcular relación aire-combustible e interpreta el AFR junto con lambda.

Preguntas sobre la relación aire-combustible

¿Qué AFR es estequiométrico para la gasolina?

Para la gasolina convencional suele usarse un valor cercano a 14.7 a 1. La relación exacta depende de la formulación y del contenido de compuestos oxigenados.

¿Qué es una mezcla rica?

Una mezcla rica contiene más combustible en proporción al aire que la referencia estequiométrica. Su lambda es inferior a uno y su relación de equivalencia es superior a uno.

¿Qué es una mezcla pobre?

Una mezcla pobre contiene más aire en proporción al combustible que la referencia estequiométrica. Su lambda es superior a uno y su relación de equivalencia es inferior a uno.

¿Puedo introducir caudales másicos?

Sí, siempre que los caudales de aire y combustible usen la misma unidad de masa y base temporal. Su cociente da el mismo AFR adimensional que la relación de masas totales.

¿Por qué cambia el AFR estequiométrico según el combustible?

Los combustibles contienen diferentes proporciones de carbono, hidrógeno, oxígeno y otros componentes. Por eso, sus reacciones de combustión completa requieren distintas cantidades de oxígeno y aire.