Калькулятор соотношения воздух/топливо (AFR)

Коэффициент воздух-топливо (AFR) является критически важным показателем при разработке автомобилей, особенно при проектировании и настройке двигателей для достижения оптимальной производительности и топливной эффективности. Он показывает соотношение массы воздуха к массе топлива во внутреннем двигателе сгорания.

Исторический фон

Понятие AFR приобрело значение в связи с развитием в конце XIX столетия двигателя внутреннего сгорания. Достижение правильного коэффициента воздух-топливо является ключевым фактором для обеспечения максимальной эффективности работы двигателя и снижения выброса вредных веществ.

Формула для вычисления AFR

Коэффициент воздух-топливо рассчитывается по следующей формуле:

\[ AFR = \frac{Масса\ воздуха}{Масса\ топлива} \]

где

• Масса\ воздуха - это вес воздуха, входящего в камеру сгорания двигателя (в кг или в фунтах),
• Масса\ топлива - вес топлива (в кг или в фунтах), входящего в камеру сгорания.

Расчетный пример

Рассмотрим пример двигателя:

• Масса воздуха: 14,7 кг
  • Масса топлива: 1 кг.

$$ AFR = \frac{14.7 \ кг}{1\ кг} = 14,7:1 $$

Коэффициент воздух-топливо в 14.7:1 принято считать стехиометрическим соотношением, т.е таким при котором сжигается все топливо.

Значение и варианты применения

• Эффективность работы двигателя: Оптимальное значение AFR ведет к эффективной эксплуатации топлива и улучшению производительности.
• Контроль за вредными выбросами: Помогает снижать вредный выброс благодаря обеспечению полного сгорания.
• Диагностический инструмент: Применяется при устранении неполадок, связанных со снижением производительности.
• Проектирование автомобиля: Является критичным при проектировании системы топливозакачки.

Распространенные вопросы и ответы (FAQ)

1. Какой коэффициент «воздух-топливо» является идеальным в двигателе, работающем на бензине?
   • Стехиометрический коэффициент воздух-топливо в бензиновом двигателе приблизительно равен 14,7:1, т.е. масса воздуха по сравнению с массой топлива 14.7 к 1.
2. Зависит ли AFR от типа топлива?
   • Да, различные типы топлива характеризуются разными коэффициентами воздух-топливо для стехиометрии. Например, при работе дизельного двигателя коэффициент воздух-топливо более скудный, по сравнению с бензином.
3. Каким образом коэффициент воздух-топливо влияет на работу двигателя?
   • Слишком насыщенное или тощее значение AFR приводит к неэффективной работе двигателя и росту выброса вредных газов или даже к выходу двигателя из строя. Для достижения максимальной эффективности критически важно добиваться правильного баланса.