Calculateur de rapport air-carburant (AFR)

Le rapport air/carburant (AFR) est une mesure critique dans l'ingénierie automobile, en particulier dans la conception et le réglage des moteurs pour des performances et un rendement énergétique optimaux. Il indique le rapport entre la masse d'air et la masse de carburant dans un moteur à combustion interne.

Contexte historique

Le concept d'AFR est devenu important avec le développement des moteurs à combustion interne à la fin du XIXe siècle. Atteindre le bon AFR est essentiel pour maximiser les performances du moteur et minimiser les émissions.

Formule de calcul

L'AFR est calculé comme suit :

\[ \text{AFR} = \frac{\text{Masse d'air}}{\text{Masse de carburant}} \]

• Masse d'air est le poids de l'air entrant dans le moteur (mesuré en kilogrammes ou en livres).
• Masse de carburant est le poids du carburant entrant dans le moteur (également en kilogrammes ou en livres).

Exemple de calcul

Pour un moteur avec :

• Masse d'air : 14,7 kg
• Masse de carburant : 1 kg

\[ \text{AFR} = \frac{14,7 \, \text{kg}}{1 \, \text{kg}} = 14,7 : 1 \]

Cet AFR de 14,7:1 est considéré comme le rapport stoechiométrique pour l'essence, où le carburant est brûlé complètement.

Importance et scénarios d'utilisation

1. Rendement du moteur : Un AFR optimal conduit à une utilisation efficace du carburant et à de meilleures performances du moteur.
2. Contrôle des émissions : Aide à réduire les émissions nocives en assurant une combustion complète.
3. Outil de diagnostic : Utilisé pour résoudre les problèmes de performances du moteur.
4. Conception automobile : Critique pour la conception des systèmes d'injection de carburant.

FAQ communes

1. Quel est l'AFR idéal pour les moteurs à essence ?

   • L'AFR stoechiométrique pour l'essence est d'environ 14,7:1, ce qui signifie 14,7 parties d'air pour 1 partie de carburant.

2. L'AFR varie-t-il avec différents types de carburant ?

   • Oui, différents carburants ont des AFR stoechiométriques différents. Par exemple, les moteurs diesel fonctionnent avec un AFR plus pauvre que les moteurs à essence.

3. Comment l'AFR affecte-t-il les performances du moteur ?

   • Un AFR trop riche ou trop pauvre peut entraîner une inefficacité du moteur, une augmentation des émissions ou même des dommages. Le bon équilibre est crucial pour des performances optimales.