Калькулятор соотношения воздуха и топлива (AFR)

Рассчитайте соотношение воздуха и топлива, лямбду и коэффициент эквивалентности по массам воздуха и топлива и стехиометрическому эталону.

Расчёт соотношения воздуха и топлива
Введите воздух и топливо в одинаковых единицах массы, затем выберите стехиометрический AFR для топлива.

О соотношении воздуха и топлива

Соотношение воздуха и топлива, обычно обозначаемое AFR, сравнивает массу воздуха, подаваемого для сгорания, с массой топлива. AFR 14.7 к 1 означает, что на каждую единицу массы топлива приходится 14.7 единицы массы воздуха. Поскольку это отношение масс, для обоих полей подходят одинаковые единицы: граммы с граммами, килограммы с килограммами или фунты с фунтами. Единицы сокращаются, и остаётся отношение, которым инженеры и техники описывают состав смеси. В идеальной химической модели стехиометрическая смесь содержит ровно столько кислорода, сколько нужно для окисления всего топлива без остатка кислорода или несгоревшего топлива. Для бензина часто используют стехиометрический AFR около 14.7 к 1, но точное значение зависит от состава топлива. Этанол, метанол, дизельное топливо, природный газ и смесевые топлива имеют разные стехиометрические потребности. Вводите эталон для фактического топлива, а не используйте значение бензина по умолчанию во всех случаях. Лямбда нормирует измеренный AFR делением на стехиометрический AFR. Лямбда, равная единице, означает стехиометрическую смесь. При значении ниже единицы смесь богатая, поскольку воздуха на единицу топлива меньше, чем в эталоне; выше единицы — бедная. Коэффициент эквивалентности обратен лямбде, поэтому значения выше единицы указывают на богатую смесь, а ниже — на бедную. Нормированные значения упрощают сравнение смесей для топлив с разными стехиометрическими отношениями. Реальное сгорание зависит не только от общего соотношения. Важны распыление топлива, температура заряда, остаточные газы, распределение по цилиндрам, переходные режимы, положение датчика и эффективность сгорания. Широкополосные кислородные датчики обычно определяют лямбду по составу выхлопа, а не прямым взвешиванием поступающих воздуха и топлива. Используйте калькулятор для пересчёта измеренных массовых расходов, проверки целей настройки или изучения закономерностей сгорания, но при регулировке двигателя соблюдайте рекомендации изготовителя и применяйте откалиброванные приборы. Чрезмерно богатая или бедная смесь может снизить производительность, увеличить выбросы, повредить детали или создать опасные условия.

Примеры соотношения воздуха и топлива

В примерах для бензина используется стехиометрический эталон 14.7:1.

Масса воздуха и топливаAFR и лямбдаСмесь
14.7 kg воздуха, 1 kg топлива14.7:1, лямбда 1.000Стехиометрическая для выбранного эталона.
12 kg воздуха, 1 kg топлива12:1, лямбда 0.816Богатая относительно 14.7:1.
16 kg воздуха, 1 kg топлива16:1, лямбда 1.088Бедная относительно 14.7:1.

Как рассчитать AFR

  1. Введите массу воздуха или массовый расход воздуха, измеренный за согласованный интервал.
  2. Введите массу топлива в той же единице и за тот же интервал.
  3. Введите стехиометрический AFR, соответствующий топливу.
  4. Нажмите «Рассчитать соотношение воздуха и топлива» и рассматривайте AFR вместе с лямбдой.

Вопросы о соотношении воздуха и топлива

Какой AFR стехиометрический для бензина?

Для обычного бензина часто используют значение около 14.7 к 1. Точное отношение зависит от рецептуры топлива и содержания кислородсодержащих компонентов.

Что такое богатая смесь?

Богатая смесь содержит больше топлива относительно воздуха, чем стехиометрический эталон. Её лямбда ниже единицы, а коэффициент эквивалентности выше единицы.

Что такое бедная смесь?

Бедная смесь содержит больше воздуха относительно топлива, чем стехиометрический эталон. Её лямбда выше единицы, а коэффициент эквивалентности ниже единицы.

Можно ли вводить массовые расходы?

Да, если расходы воздуха и топлива выражены в одинаковых единицах массы и времени. Их частное даёт тот же безразмерный AFR, что и отношение суммарных масс.

Почему стехиометрический AFR различается у разных топлив?

Топлива содержат разные доли углерода, водорода, кислорода и других компонентов. Поэтому для их полного сгорания требуются разные количества кислорода и воздуха.