Lambda计算

Lambda计算——Brettschneider方程式、一般原理及方法

Brettschneider方程式是实际上的标准方法，用于计算标准化的空气/燃油平衡（Lambda），适用于国内和国际I&M检查程序。它源于Johannes Brettschneider博士1979在Robert Bosch 的论文，发表在“Bosch technische Berichte”6（1979）卷4册177-186页。在该论文中，Brettschneider博士制定了通过在排放时，比较氧分子和碳、氢分子的比例来计算Lambda(空气/燃油平衡)的方法。这个方程式有点复杂，但从测量的CO、CO2的值，未燃烧的HC、和未耗尽的O2，相对便于计算。

式中：

[XX]＝气体浓度，%

H CV＝燃油中氢/碳原子比

O CV＝燃油中氧/碳原子比

Cfactor＝测量时，每个HC分子中碳原子量

(Cfactor是燃油-特定值。己烷＝6，丙烷＝3，甲烷＝1)

以上的方程式好比所有的氧是分子，全部碳、氢源是分母（水浓度由CO2和CO之和，及CO/CO2的比乘“3.5”项的分数来确定）。Brettschneider方程式的结果是Lambda（λ）项，一个无量纲项，它与空气/燃油的化学计算值密切相关。在化学计算点上，Lambd a＝1.000。

1.050的Lambda值是5.0%稀；0.950的Lambda值是5.0%浓。如果计算Lambd a，可很方便确定A/F比，即简单地用Lambda乘选用燃料的A/F比——也就是：汽油-14.71、液化石油气-15.87、天然气-17.45。

Brettschneider方程式说明

虽然从理论上了解本方程式可能有写困难，但在实际运用中却简单。该方程式直接表现空气/燃油混合物的“稀的程度”，——很大程度地如何使燃油氧化——也是构成空气/燃油平衡值得考虑的重要因素。虽然使用这个方程式完全是运用功能，然而它就是对传统管理的极好的更换，例如：浓应用（性能调整）的CO测量、“大范围的lambda传感器”（这些传感器不只是非线性的，也对排放气的易燃以及EGT（系火焰的温度和体积）非常灵敏。

迄今为止，我们只发现稳定的空气/燃油比的测量，它是：首先构成排放气流（至少HC、CO、CO2和O2四种气）中组成气的精确测量，计算氧和易燃物成分，而后是lambda和A/F值。

Lambda和A/F比的关系

当氧和易燃物处于完美的化学计算平衡时，因为Lambda＝1.000，Lambda很便于计算实际使用燃油的A/F比。

活动的A/F比就是Lambda乘特定燃油的化学计算A/F比（汽油为14.71，而其它燃油有不同的值——见下）。Brettschneider方法使用所有的氧、含碳的气计算空气/燃油比，此方法远

远优于哪些仅仅使用一种气（CO或氧）求得近似的A/F比的方法。

我们发现，提供一个特定的排放气结构与空气/燃油比平衡（独立于燃烧过程的质量和产生的动力）联系起来的相同方法更便于发动机的调整工作，同时也更容易了解。

重要的是：在以上计算中，事实上使用Lambda值得知如何与现实相互关联。小小的体验有助建立对于该参数的功效的信心。

关于Lambda的NOx的效果

当1000ppmNO仅相当于0.05%的氧利用时，NO在Lambda计算中有相关的、非实质的效果。一台4气分析仪足够胜任Lambda计算，但是必须测量至少4种气。

关于Lambda的氧化燃料的效果

氧化燃料释放在燃料中含有非常少量氧的氧。它的释放是随着燃烧发生的。在典型的氧化燃料中总的O2当量相当于0.1%O2，故影响很小。

关于Lambda的各种“辛烷”燃油混合物的效果

含有短、长碳氢化合物链不同比的各种汽油，结果是不同的辛烷值燃油。这对燃油中氢、碳比有小小的影响，但这些变化对Lambda计算有微不足道的影响。

关于Lambda的样品稀释和注气的影响

了解取样漏气和完全注气可能对Lambda计算有影响，这点很重要。排放气中额外的空气比会造成Lambda计算中相同比的误差。

即：5%的空气泄漏不仅稀释（降低）CO、HC、CO2和NOx气的读数5%，还增加氧读数约1.00%（20.9%的5%），同时使Lambda计算结果为稀于应该的5%。也就是：一个完美的1.000Lambda会报告为1.050，如过有5%的漏气或注入发生的话。

这是重大的误差，也是很容易发生的。注意：漏气或注入总是偏向于Lambda计算的（混合物）稀的方面，所以在用测量的气进行Lambda计算前，要处理和修正。

注气会使修正的Lambda计算功亏一篑。

发动机发动不起来——关于Lambda的燃烧效率的影响

因为Lambda计算是通过比较易燃气中的氧，确定氧和易燃气体之间的平衡，对已氧化的易燃气相对迟钝。这样，发动机不能起动剧绝对与平衡计算没有影响。

实质上，因为全部气用在Lambda计算中，在通过燃烧过程途中，在催化转化器之前，进气歧管的混合气将全部产生相同的Lambda结果。进气歧管含有氧、HC及没有CO、CO2或NOx。无论如何，它们处于平衡。排气管应含低级的氧、HC和CO（燃烧源），和高级的CO2和水气。如同进气歧管的气，它们是处于相同的平衡，无论什么位置测量气或燃烧过程中如何有效都没有关系。

催化转化器（CAT）前/后的气——关于Lambda的燃烧效率的影响

因为Brettschneider方程式计算氧和易燃物的平衡，是通过查看所有氧和含碳气体，对已氧化的易燃气相对迟钝来实现的。这样，在催化转化器前气流计算与催化转化器后气流相同的Lambda值。

当用这种方法诊断发动机时，燃油处理控制可验证有别于其它缓解的因素，那末这种不同于燃烧效率的计算Lambda的能力是Brettschneider方程式非常有价值的特点。