Lambda und AFR
Das Luft-Kraftstoff-Verhältnis (AFR, air fuel ratio) ist die Luftmasse geteilt durch die Kraftstoffmasse. Jeder Kraftstoff hat ein stöchiometrisches Verhältnis: das AFR, bei dem der ganze Kraftstoff mit dem ganzen Sauerstoff verbrennen kann. Lambda vergleicht dein AFR mit diesem Punkt:
λ = AFR ÷ stöchiometrisches AFRAFR = λ × stöchiometrisches AFRLambda 1 ist bei jedem Kraftstoff stöchiometrisch, unter 1 ist fett und über 1 ist mager. Weil Lambda nicht vom Kraftstoff abhängt, arbeiten Tuner mit Lambda. Ein AFR von 12,5 bedeutet bei Benzin etwas ganz anderes als bei E85, während λ 0,85 bei beiden dieselbe Gemischstärke bedeutet.
Verwendete stöchiometrische Verhältnisse
- Benzin 14,7: der übliche Wert. Echtes Tankstellenbenzin schwankt, und sauerstoffhaltige Mischungen liegen niedriger.
- Ethanol 9,0, Methanol 6,47 und Propan 15,7: berechnet aus der Verbrennungsgleichung des jeweiligen Kraftstoffs, mit Sauerstoff bei 23,14 % der Luftmasse.
- Eigener Wert: gib jedes stöchiometrische Verhältnis ein.
Ethanolmischungen wie E85
Ethanolmischungen werden nach Volumen verkauft, AFR gilt aber nach Masse. Der Rechner wandelt deshalb zuerst den Volumenanteil Ethanol mit den Dichten in einen Massenanteil um (Ethanol 0,789 g/ml bei 20 °C, Benzin 0,74 g/ml als Annahme, die du ändern kannst), dann gewichtet er die beiden stöchiometrischen Verhältnisse nach Masse:
w = e × 0,789 ÷ (e × 0,789 + (1 − e) × 0,74)AFR Mischung = w × 9,0 + (1 − w) × 14,7Rechenbeispiel
E85 mit echten 85 % Ethanol nach Volumen: w = 0,85 × 0,789 ÷ (0,85 × 0,789 + 0,15 × 0,74) = 0,6707 ÷ 0,7817 = 0,858. AFR der Mischung = 0,858 × 9,0 + 0,142 × 14,7 = 9,81.
Bei λ 0,80 läuft dieser Kraftstoff mit 0,80 × 9,81 = 7,85 AFR. Dasselbe λ 0,80 ist bei Benzin 11,76 und bei reinem Ethanol 7,20.
Anzeigen mit Benzin-Skala
Viele Breitband-Anzeigen zeigen AFR als λ × 14,7, egal welcher Kraftstoff im Tank ist. Ein Wert von 11,76 auf so einer Anzeige ist λ 11,76 ÷ 14,7 = 0,80, und das ist bei E85 das AFR von 7,85 von oben. Rechne den Anzeigewert erst in Lambda um, dann in das AFR deines Kraftstoffs, oder arbeite gleich mit Lambda.
Wenn du den Kraftstoff wechselst, berechnet der E85 Mischungsrechner die Mischung, der Rechner zum Oktanzahl mischen schätzt die Oktanzahl der Mischung, und der Einspritzdüsen-Rechner und der Benzinpumpen-Rechner decken den zusätzlichen Kraftstoffbedarf ab. Für aufgeladene Motoren gibt es den Ladedruck-Rechner.
Fragen
Wie rechne ich Lambda in AFR um?
Multipliziere Lambda mit dem stöchiometrischen Verhältnis des Kraftstoffs. Bei Benzin (14,7) ist λ 0,80 gleich 11,76 und λ 0,90 gleich 13,23. Bei E85 mit echten 85 % Ethanol (9,81) ist λ 0,80 gleich 7,85.
Wie hoch ist das stöchiometrische AFR von E85?
Etwa 9,81, wenn es wirklich 85 % Ethanol nach Volumen enthält, gerechnet nach Masse mit Ethanol bei 0,789 g/ml und Benzin bei 0,74 g/ml. Bei 70 % Ethanol sind es etwa 10,63, der echte Ethanolgehalt zählt also.
Warum arbeiten Tuner mit Lambda statt mit AFR?
Lambda hängt nicht vom Kraftstoff ab. λ 1 ist bei Benzin, Ethanol, Methanol oder Propan gleichermaßen stöchiometrisch, eine Zielzahl gilt also auch nach einem Kraftstoffwechsel, während sich das AFR für dasselbe Gemisch mit dem Kraftstoff ändert.
Meine Anzeige zeigt 11,76, aber ich fahre E85. Was heißt das?
Zeigt die Anzeige AFR auf Benzin-Skala (λ × 14,7), sind 11,76 gleich λ 0,80. Bei E85 mit 85 % Ethanol ist das ein AFR von 7,85. Prüfe in der Anleitung der Anzeige, welche Skala sie nutzt.