Lambda y AFR
La relación aire-combustible (AFR, air fuel ratio) es la masa de aire dividida entre la masa de combustible. Cada combustible tiene una relación estequiométrica: la AFR con la que todo el combustible puede quemarse con todo el oxígeno. Lambda compara tu AFR con ese punto:
λ = AFR ÷ AFR estequiométricaAFR = λ × AFR estequiométricaLambda 1 es la estequiometría con cualquier combustible, por debajo de 1 la mezcla es rica y por encima de 1 es pobre. Como no depende del combustible, los preparadores trabajan en lambda. Una AFR de 12.5 significa una cosa con gasolina y algo muy distinto con E85, mientras que λ 0.85 es la misma riqueza de mezcla en los dos.
Relaciones estequiométricas usadas
- Gasolina 14.7: el valor convencional. La gasolina real de la bomba varía, y las mezclas oxigenadas quedan más bajas.
- Etanol 9.0, metanol 6.47 y propano 15.7: calculados con la ecuación de combustión de cada combustible, con el oxígeno al 23.14 % de la masa del aire.
- Propia: escribe cualquier relación estequiométrica.
Mezclas con etanol como el E85
Las mezclas con etanol se venden por volumen, pero la AFR va por masa. La herramienta primero pasa la parte de etanol en volumen a parte en masa con las densidades (etanol 0.789 g/ml a 20 °C, gasolina 0.74 g/ml como supuesto que puedes cambiar), y luego pondera las dos relaciones estequiométricas por masa:
w = e × 0.789 ÷ (e × 0.789 + (1 − e) × 0.74)AFR de la mezcla = w × 9.0 + (1 − w) × 14.7Ejemplo resuelto
E85 con un 85 % real de etanol en volumen: w = 0.85 × 0.789 ÷ (0.85 × 0.789 + 0.15 × 0.74) = 0.6707 ÷ 0.7817 = 0.858. AFR de la mezcla = 0.858 × 9.0 + 0.142 × 14.7 = 9.81.
Con λ 0.80 ese combustible trabaja a 0.80 × 9.81 = 7.85 de AFR. El mismo λ 0.80 es 11.76 con gasolina y 7.20 con etanol puro.
Medidores con escala de gasolina
Muchos medidores de sonda lambda de banda ancha muestran la AFR como λ × 14.7 sin importar el combustible del tanque. Una lectura de 11.76 en uno de ellos es λ 11.76 ÷ 14.7 = 0.80, que con E85 son los 7.85 de AFR de arriba. Pasa primero la lectura a lambda y después a la AFR de tu combustible, o trabaja directamente en lambda.
Si cambias de combustible, la calculadora de mezcla E85 calcula la mezcla, la calculadora de mezcla de octanaje estima el octanaje de la mezcla, y la calculadora de inyectores y la calculadora de caudal de la bomba de gasolina cubren el caudal extra de combustible. Para motores sobrealimentados, mira la calculadora de presión de turbo.
Preguntas
¿Cómo paso de lambda a AFR?
Multiplica el lambda por la relación estequiométrica del combustible. Con gasolina (14.7), λ 0.80 es 11.76 y λ 0.90 es 13.23. Con E85 que de verdad tiene 85 % de etanol (9.81), λ 0.80 es 7.85.
¿Cuál es la AFR estequiométrica del E85?
Unos 9.81 si de verdad tiene 85 % de etanol en volumen, ponderando por masa con el etanol a 0.789 g/ml y la gasolina a 0.74 g/ml. Con 70 % de etanol es de unos 10.63, así que el contenido real de etanol importa.
¿Por qué los preparadores usan lambda en lugar de AFR?
Lambda no depende del combustible. λ 1 es la estequiometría con gasolina, etanol, metanol o propano por igual, así que un solo número objetivo sirve cuando cambia el combustible, mientras que la AFR de la misma mezcla cambia con el combustible.
Mi medidor marca 11.76 pero uso E85. ¿Qué significa?
Si el medidor muestra la AFR en escala de gasolina (λ × 14.7), 11.76 es λ 0.80. Con E85 al 85 % de etanol eso es una AFR de 7.85. Revisa el manual del medidor para confirmar qué escala usa.