Ilma-polttoainesuhde (AFR) on moottorin toiminnan kriittinen parametri. Se määrittää moottorin polttokammiossa poltettavan ilman ja polttoaineen seoksen. AFR:n asianmukainen laskenta ja säätö voi vaikuttaa moottorin suorituskykyyn, polttoainetehokkuuteen ja päästöihin.

Ilma-polttoaineen suhteen ymmärtäminen

AFR ilmaistaan ilmamassan ja polttoaineen massan suhteena. Bensiinimoottoreille stoikiometrinen AFR on noin 14.7:1, mikä tarkoittaa 14,7 osaa ilmaa ja 1 osa polttoainetta painon mukaan. Tästä suhteesta poiketaan palamisen ja moottorin ulostulon suhteena.

Ilman täyttöasteen laskeminen

AFR:n laskemiseksi on mitattava moottorin sisään tulevan ilman ja polttoaineen määrä. Tämä voidaan tehdä anturien ja moottorin ohjausyksiköiden avulla (ecu). Peruskaava on:

]AFR = ilman massa / polttoaineen massa

Käytännössä sensorit antavat tietoja, joita ECU käyttää AFR:n määrittämiseen.

AFR:n vaikutukset moottorin tehoon

Moottorin ajaminen optimaalisella AFR-teholla maksimoi tehon. Liian runsas (alhainen AFR) seos voi aiheuttaa epätäydellisen palamisen, vähentää tehoa ja lisätä päästöjä. Toisaalta kevyt seos (korkea AFR) voi johtaa korkeampiin palamislämpötiloihin, mikä saattaa vahingoittaa moottorin osia.

Vaikutukset päästöihin

AFR vaikuttaa merkittävästi päästöihin. Stoikiometrinen seos tuottaa alhaisimmat päästöt saasteille, kuten hiilimonoksidille ja polttamattomille hiilivedyille. Rikkaat seokset lisäävät hiilimonoksidia ja hiukkasia, kun taas vähärasvaiset seokset voivat tuottaa typen oksideja (NOx) korkeampien polttolämpötilojen vuoksi.