空燃比とは？
空燃比（AFR：Air-Fuel Ratio）とは、エンジンの混合気に含まれる「空気の質量÷燃料の質量」で表される値です。エンジンが「リッチ（濃い）」状態か「リーン（薄い）」状態かを示します。理論空燃比（ストイキオメトリック）とは、燃料と酸素が過不足なく完全燃焼する化学的に理想的な比率のこと。ガソリンの場合は約14.7:1で、燃料1グラムに対して14.7グラムの空気が必要であることを意味します。
ラムダ値とAFRの違い
ラムダ値（\(\lambda\)）は、同じ概念を燃料の種類に依存しない形で正規化して表したものです。\(\lambda=1.0\)は燃料の種類を問わず常に理論空燃比を意味します。\(\lambda\)が1.0を下回ればリッチな混合気（燃料過多）、\(\lambda\)が1.0を上回ればリーンな混合気（空気過多）です。この計算ツールは、選択した燃料に応じてラムダ値を実際のAFRに変換します。
この計算ツールの使い方
計測したラムダ値（一般的にワイドバンドO₂センサーから読み取ります）を入力し、燃料の種類を選んで理論空燃比の基準を設定します。この2つの値を掛け合わせてAFRを算出し、混合気がリッチ・リーン・理論空燃比のいずれであるかを判定します。
計算式
$$\text{AFR} = \lambda \times \text{AFR}_{\text{stoich}}$$（理論空燃比）。理論空燃比の基準値は燃料によって異なり、ガソリンは約14.7、E85は約9.8、ディーゼルは約14.5、メタノールは約6.4です。
計算例
たとえばガソリンエンジンでワイドバンドセンサーが\(\lambda=0.85\)を示したとします。AFRは $$0.85 \times 14.7 = 12.495:1$$ となります。ラムダ値が1.0を下回っているため混合気はリッチであり、これは高負荷時に最大出力を狙う際によく用いられる設定です。
燃料タイプ別の化学量論的なAFR
化学量論的空気燃料比（AFR）とは、完全燃焼に必要な空気と燃料の正確な質量比のことであり、ラムダ（\(\lambda\)）が1.0に等しい場合です。各燃料は異なる化学組成を持っているため、化学量論的AFRも異なります。実際のAFRは次の単純な関係式から求めることができます。
$$\text{AFR} = \lambda \times \text{AFR}_{\text{stoich}}$$
以下の表は、一般的な燃料の化学量論的AFRを示したもので、2つの代表的なラムダ値（リッチな\(\lambda = 0.90\)と、リーンな\(\lambda = 1.05\)）を実際のAFRに変換した計算例も含まれています。
| 燃料 | 化学量論的AFR（\(\lambda=1.0\)） | \(\lambda=0.90\)時のAFR（リッチ） | \(\lambda=1.05\)時のAFR（リーン） |
|---|---|---|---|
| ガソリン | 14.7 | 13.23 | 15.44 |
| E85（エタノール混合） | 9.765 | 8.79 | 10.25 |
| エタノール（E100） | 9.0 | 8.10 | 9.45 |
| メタノール | 6.4 | 5.76 | 6.72 |
| ディーゼル | 14.5 | 13.05 | 15.23 |
| LPG／プロパン | 15.5 | 13.95 | 16.28 |
| CNG／メタン | 17.2 | 15.48 | 18.06 |
注：E85の化学量論的AFRは実際のエタノール含有率によって異なります（夏期ブレンドはE70に近いことができます）；9.765という値は標準的なブレンドを反映しています。メタノールとエタノールは空気の単位ごとに大量の燃料が必要です。これが、フレックスフューエルおよびレーシングアプリケーションにより大きなインジェクターが必要な理由です。
一般的なチューニングターゲット全体でのラムダからAFRへ
ガソリン（\(\text{AFR}_{\text{stoich}} = 14.7\)）の場合、以下の表はラムダが実際のAFRにどのように変換されるか、および各領域がエンジンチューニングにとって何を意味するかを示しています。ラムダは燃料に依存せず、これが多くのチューナーがラムダで直接動作する理由です—しかし、対応するAFRは、ほとんどのワイドバンドゲージが表示するものです。
| ラムダ（\(\lambda\)） | ガソリンAFR | 混合状態 | 典型的な使用例 |
|---|---|---|---|
| 0.80 | 11.76 | リッチ | 高ブースト／高負荷下での安全マージン |
| 0.85 | 12.50 | リッチ | 最大出力（ナチュラルアスピレーションWOT） |
| 0.90 | 13.23 | リッチ | 最適トルク、わずかに低い燃焼温度 |
| 1.00 | 14.70 | 化学量論的 | クローズドループクルーズ、触媒コンバーター効率 |
| 1.05 | 15.44 | リーン | 軽負荷での燃費 |
| 1.10 | 16.17 | リーン | 最高燃費／リーンクルーズ（EGTを監視） |
ガソリンの最適パワーAFRは通常、\(\lambda \approx 0.85\text{–}0.90\)（≈12.5–13.2 AFR）近くに落ち、最適燃費のリーンクルーズは\(\lambda = 1.0\)より上にあります。強制給気エンジンは通常、燃焼温度とデトネーションを制御するために、ブースト下ではこれより低い値で運転されます。
よくある質問
最大出力に最適なAFRは？ ガソリンエンジンでは、全開（WOT）時のピークパワーを狙う際、AFR約12.5〜13.0:1（\(\lambda \approx 0.85\text{〜}0.88\)）を目標とすることが多いです。
リーンな混合気とは何を意味しますか？ リーンな混合気（\(\lambda > 1.0\)、ガソリンならAFR＞14.7）は空気が過剰な状態です。燃費の改善につながる一方、燃焼温度の上昇や高負荷時のノッキング（デトネーション）のリスクが高まります。
なぜAFRではなくラムダ値を使うのですか？ ラムダ値は燃料の種類に依存しないため、チューナーは基準比を換算することなく、ガソリン・エタノールなど異なる燃料間で混合気を比較できます。
