空燃比(AFR)计算器
根据空气质量、燃料质量和理论参考值,计算空燃比、过量空气系数与当量比。
计算空燃比
以相同质量单位输入空气和燃料用量,再选择该燃料的理论空燃比。
关于空燃比
空燃比通常缩写为 AFR,是参与燃烧的空气质量与燃料质量之比。空燃比为 14.7 比 1,表示每一单位燃料质量对应 14.7 单位空气质量。由于它是质量比,两项输入可使用相同单位:克与克、千克与千克或磅与磅。单位相互抵消,得到工程师和技术人员用来描述混合气成分的比值。
在理想化学模型中,理论混合气所含的氧气恰好能将全部燃料氧化,既无剩余氧气,也无未燃燃料。汽油的理论空燃比常用接近 14.7 比 1 的数值表示,但准确值取决于燃料成分。乙醇、甲醇、柴油、天然气和混合燃料各有不同的理论配比要求。应输入适合实际燃料的参考值,而不是在所有情况下都采用汽油的默认值。
过量空气系数是实测空燃比除以理论空燃比所得的归一化数值。过量空气系数等于一时为理论混合气;小于一时,每单位燃料对应的空气少于参考值,为浓混合气;大于一时则为稀混合气。当量比是过量空气系数的倒数,因此大于一为浓混合气,小于一为稀混合气。使用归一化数值,更便于比较理论空燃比不同的燃料混合气。
实际燃烧行为不仅取决于总体配比,还受燃料雾化、进气温度、残余气体、各缸分配、瞬态工况、传感器位置和燃烧效率等因素影响。宽域氧传感器通常根据排气成分推算过量空气系数,而非直接称量进入的空气和燃料。本计算器可用于换算实测质量流量、复核调校目标或学习燃烧关系;但调整发动机时应遵循制造商指导,并使用经过校准的仪器。混合气过浓或过稀可能降低性能、增加排放、损坏部件或造成不安全状况。
空燃比示例
汽油示例采用 14.7:1 的理论参考值。
| 空气和燃料质量 | 空燃比与过量空气系数 | 混合气状态 |
|---|---|---|
| 14.7 kg 空气,1 kg 燃料 | 14.7:1,过量空气系数 1.000 | 符合所选参考值的理论混合气。 |
| 12 kg 空气,1 kg 燃料 | 12:1,过量空气系数 0.816 | 相对于 14.7:1 偏浓。 |
| 16 kg 空气,1 kg 燃料 | 16:1,过量空气系数 1.088 | 相对于 14.7:1 偏稀。 |
如何计算空燃比
- 输入在一致时间区间内测得的空气质量或空气质量流量。
- 输入使用相同单位、相同时间区间的燃料质量。
- 输入适合该燃料的理论空燃比。
- 点击“计算空燃比”,结合过量空气系数解读空燃比。
空燃比常见问题
汽油的理论空燃比是多少?
常规汽油通常采用接近 14.7 比 1 的数值。准确比值随燃料配方和含氧组分含量而变化。
什么是浓混合气?
相对于理论参考值,浓混合气中的燃料与空气之比更高。其过量空气系数小于一,当量比大于一。
什么是稀混合气?
相对于理论参考值,稀混合气中的空气与燃料之比更高。其过量空气系数大于一,当量比小于一。
可以输入质量流量吗?
可以,但空气和燃料流量须采用相同的质量单位和时间基准。两者的商与总质量之比一样,都是无量纲空燃比。
为什么不同燃料的理论空燃比不同?
燃料中碳、氢、氧和其他组分的比例不同,因此其完全燃烧反应所需的氧气量和空气量也不同。