Objemová účinnost - Volumetric efficiency
Objemová účinnost (VE) v spalovací motor inženýrství je definováno jako poměr z hustota hmoty z směs vzduchu a paliva natažený do válce při atmosférickém tlaku (během sacího zdvihu) na hmotnostní hustotu stejného objemu vzduchu v sacím potrubí. Termín se také používá v jiných technických kontextech, jako je hydraulická čerpadla a elektronických součástek.[Citace je zapotřebí ]
Vnitřní spalovací motory
Objemová účinnost v konstrukci spalovacího motoru odkazuje na účinnost, s jakou může motor pohnout nabít paliva a vzduchu do a z válce. Rovněž označuje poměr objemu vzduchu nasávaného do válce k zametanému objemu válce.[1] Přesněji řečeno, objemová účinnost je poměr (nebo procento) hmotnosti vzduchu a paliva zachyceného válcem během indukce dělený hmotou, která by zabírala vytlačený objem, pokud by hustota vzduchu ve válci byla stejná jako okolní vzduch hustota. Omezení průtoku v sacím systému vytvářejí pokles tlaku ve vstupním toku, který snižuje hustotu (pokud se nepoužívají posilovače jako turba nebo kompresory nebo techniky ladění vaček). Objemovou účinnost lze zlepšit mnoha způsoby, nejúčinněji toho lze dosáhnout komprimací indukční náplně (nucená indukce ) nebo agresivním fázováním vačky v motorech s přirozeným sáním, jak je vidět v závodních aplikacích. V případě nucené indukce může objemová účinnost přesáhnout 100%.
Existuje několik způsobů, jak zlepšit objemovou účinnost, ale k realizaci jejího plného potenciálu se používají celosystémové přístupy.
Mnoho vysokých výkonná auta používejte pečlivě uspořádané přívody vzduchu a vyladěný výfuk systémy, které používají tlakové vlny k vytlačování vzduchu do a z válců, s využitím rezonance systému. Dvoutaktní motory jsou velmi citliví na tento koncept a mohou použít expanzní komory které vracejí unikající směs vzduchu a paliva zpět k válci. Modernější technika pro čtyřtaktní motory, variabilní časování ventilů Pokusy řešit změny objemové účinnosti se změnami otáček motoru: při vyšších otáčkách potřebuje motor otevřené ventily pro větší procento doby cyklu, aby mohl pohybovat dovnitř a ven z motoru.
Objemové účinnosti nad 100% lze dosáhnout použitím nucené indukce, jako je přeplňování nebo přeplňování. Při správném naladění lze dosáhnout objemové účinnosti vyšší než 100% atmosférické motory. Limit pro atmosférické motory je přibližně 130%;[2] tyto motory jsou typicky a DOHC rozložení s čtyři ventily na válec. Tento proces se nazývá setrvačné přeplňování a využívá rezonanci sacího potrubí a hmotnosti vzduchu k dosažení tlaků větších než atmosférických u sacího ventilu. Při správném vyladění (a v závislosti na potřebě regulace hladiny zvuku) byly v různých experimentálních studiích hlášeny hodnoty VE až 130%.[3]
Mezi „radikálnější“ řešení patří ventilový ventil konstrukce, ve které jsou ventily přímo nahrazeny otočným pouzdrem kolem pístu nebo střídavě otočným pouzdrem pod hlavou válce. V tomto systému mohou být porty tak velké, jak je to nutné, až do výšky celé stěny válce. Existuje však praktická horní mez kvůli pevnosti objímky, u větších velikostí může tlak uvnitř válce "vyskočit" objímku, pokud je otvor příliš velký.
Hydraulická čerpadla
Objemová účinnost v hydraulickém čerpadle se týká procenta skutečného průtoku kapaliny z čerpadla ve srovnání s průtokem z čerpadla bez úniku. Jinými slovy, pokud je průtok z čerpadla o objemu 100 ccm 92 ccm (na otáčku), pak je objemová účinnost 92%. Objemová účinnost se bude měnit s tlakem a rychlostí, se kterou je čerpadlo provozováno, proto při porovnávání objemové účinnosti musí být k dispozici informace o tlaku a rychlosti. Když je pro objemovou účinnost dáno jediné číslo, bude obvykle při jmenovitém tlaku a rychlosti.
Elektronika
V elektronice volumetrická účinnost kvantifikuje výkon některých elektronických funkcí na jednotku objemu, obvykle v co nejmenším prostoru. To je žádoucí, protože pokročilé designy potřebují napěnit rostoucí funkčnost do menších balíčků, například maximalizovat energii uloženou v baterii napájející mobilní telefon. Kromě skladování energie v bateriích se v konstrukci a aplikaci objevuje koncept objemové účinnosti kondenzátory, kde „produkt CV“ je a hodnota zásluh vypočteno vynásobením kapacity (C) maximálním jmenovitým napětím (V) děleno objemem. Koncept objemové účinnosti lze aplikovat na jakoukoli měřitelnou elektronickou charakteristiku, včetně odpor, kapacita, indukčnost, Napětí, proud, zásobárna energie, atd.