LuftKraftstoffVerhältnis

Der Begriff Luft-Kraftstoff-Verhältnis (LuftKraftstoff-Verhältnis, AFR) beschreibt das Massenverhältnis von Luft zu Kraftstoff in Verbrennungsmotoren. Es beeinflusst, wie vollständig der Kraftstoff verbrennt, sowie Leistung, Kraftstoffverbrauch und Emissionen. Bei Benzinmotoren strebt man typischerweise ein stoichiometrisches Verhältnis von etwa 14,7 kg Luft pro 1 kg Kraftstoff an. Abweichungen erzeugen magerere (λ > 1) oder reichere (λ < 1) Gemische, mit Auswirkungen auf Zündung, Temperatur, Klopfen und Emissionen.

Die Regelung des AFR erfolgt heute überwiegend elektronisch. Früher kam der Vergaser zum Einsatz; heute nutzen Motorsteuergerät und Sensorik eine Closed-Loop-Regelung. Wichtige Sensoren sind der Sauerstoffsensor (Lambda-Sonde) zur Abgasüberwachung, der Luftmassenmesser (MAF) oder der Luftdurchsatzsensor sowie Druck- und Temperaturfühler im Ansaugtrakt. Das System passt die Kraftstoffzufuhr so an, dass der gemessene Lambda-Wert nahe 1 bleibt, um den Katalysator effektiv arbeiten zu lassen.

Neben Benzin werden auch andere Kraftstoffe verwendet, die unterschiedliche AFRs erfordern. Dieselmotoren arbeiten mit deutlich anderen, oft sehr luftüberschussigen Mischungen, da der Kraftstoff kontinuierlich eingespritzt wird und die Verbrennung durch Kompression erfolgt. Ethanol, LPG und Erdgas beeinflussen das AFR ebenfalls und erfordern angepasste Kalibrierung.

Durch Optimierung des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses lassen sich Effizienz, Leistung und Emissionen moderner Antriebe signifikant beeinflussen.