Calculadora de relação ar-combustível (AFR)

Calcule a relação ar-combustível, lambda e a razão de equivalência com as massas de ar e combustível e uma referência estequiométrica.

Calcular a relação ar-combustível
Informe ar e combustível na mesma unidade de massa e escolha o AFR estequiométrico do combustível.

Sobre a relação ar-combustível

A relação ar-combustível, geralmente abreviada como AFR, compara a massa de ar fornecida à combustão com a massa de combustível. Um AFR de 14.7 para 1 significa que há 14.7 unidades de massa de ar para cada unidade de massa de combustível. Como é uma razão de massas, as duas entradas podem usar a mesma unidade: gramas com gramas, quilogramas com quilogramas ou libras com libras. As unidades se cancelam, restando uma relação usada por engenheiros e técnicos para descrever a composição da mistura. Uma mistura estequiométrica contém, em um modelo químico ideal, exatamente o oxigênio necessário para oxidar todo o combustível, sem sobra de oxigênio ou combustível não queimado. A gasolina costuma ser representada por um AFR estequiométrico próximo de 14.7 para 1, mas o valor correto varia conforme sua composição. Etanol, metanol, diesel, gás natural e combustíveis misturados têm necessidades estequiométricas diferentes. Informe a referência adequada ao combustível real em vez de sempre usar o padrão da gasolina. Lambda normaliza o AFR medido dividindo-o pelo AFR estequiométrico. Lambda igual a um indica uma mistura estequiométrica. Abaixo de um, a mistura é rica porque tem menos ar por unidade de combustível que a referência; acima de um, é pobre. A razão de equivalência é o inverso de lambda, então valores acima de um indicam mistura rica e abaixo de um, mistura pobre. Valores normalizados facilitam a comparação entre combustíveis com relações estequiométricas diferentes. O comportamento real da combustão depende de mais fatores que a relação global. Atomização do combustível, temperatura da carga, gases residuais, distribuição entre cilindros, operação transitória, posição do sensor e eficiência da combustão também importam. Sondas de oxigênio de banda larga geralmente inferem lambda pela composição do escapamento, em vez de pesar diretamente o ar e o combustível de entrada. Use esta calculadora para converter vazões mássicas medidas, revisar metas de acerto ou estudar relações de combustão, mas siga as orientações do fabricante e use instrumentos calibrados ao ajustar motores. Uma operação excessivamente rica ou pobre pode reduzir o desempenho, aumentar emissões, danificar componentes ou criar condições inseguras.

Exemplos de relação ar-combustível

Os exemplos de gasolina usam uma referência estequiométrica de 14.7:1.

Massa de ar e combustívelAFR e lambdaMistura
14.7 kg de ar, 1 kg de combustível14.7:1, lambda 1.000Estequiométrica para a referência escolhida.
12 kg de ar, 1 kg de combustível12:1, lambda 0.816Rica em relação a 14.7:1.
16 kg de ar, 1 kg de combustível16:1, lambda 1.088Pobre em relação a 14.7:1.

Como calcular o AFR

  1. Informe a massa de ar ou a vazão mássica de ar medida em um intervalo consistente.
  2. Informe a massa de combustível na mesma unidade e no mesmo intervalo.
  3. Informe o AFR estequiométrico adequado ao combustível.
  4. Selecione Calcular relação ar-combustível e interprete o AFR junto com lambda.

Perguntas sobre a relação ar-combustível

Qual AFR é estequiométrico para a gasolina?

Um valor próximo de 14.7 para 1 é comum para gasolina convencional. A relação exata varia com a formulação e o teor de compostos oxigenados.

O que é uma mistura rica?

Uma mistura rica contém mais combustível em relação ao ar que a referência estequiométrica. Seu lambda fica abaixo de um e sua razão de equivalência acima de um.

O que é uma mistura pobre?

Uma mistura pobre contém mais ar em relação ao combustível que a referência estequiométrica. Seu lambda fica acima de um e sua razão de equivalência abaixo de um.

Posso informar vazões mássicas?

Sim, desde que as vazões de ar e combustível usem a mesma unidade de massa e base de tempo. O quociente produz o mesmo AFR adimensional que a razão entre massas totais.

Por que o AFR estequiométrico muda conforme o combustível?

Os combustíveis contêm proporções diferentes de carbono, hidrogênio, oxigênio e outros componentes. Por isso, suas reações de combustão completa exigem quantidades diferentes de oxigênio e ar.