Войти
Объемный КПД (VE) в двигателе внутреннего сгорания в технике определяется как соотношение от массовой плотности воздушно-топливной смеси, втянутой в цилиндр при атмосферном давлении (во время такта впуска), до массовой плотности образца Объем воздуха во впускном коллекторе. Этот термин также используется в других технических контекстах, таких как гидравлические насосы и электронные компоненты.
Объемный КПД в конструкции двигателя внутреннего сгорания относится к эффективности, с которой двигатель может перемещать заряд топлива и воздуха в и из цилиндров . Он также обозначает отношение объема воздуха, всасываемого в цилиндр, к рабочему объему цилиндра. Более конкретно, объемный КПД - это отношение (или процент) массы воздуха и топлива, удерживаемых цилиндром во время впуска, деленное на массу, которая занимала бы смещенный объем, если бы плотность воздуха в цилиндре была равна окружающему воздуху. плотность. Ограничения потока во впускной системе создают падение давления во впускном потоке, которое снижает плотность (если не используются наддувы, такие как турбины или нагнетатели, или методы настройки кулачков). Объемный КПД может быть улучшен несколькими способами, наиболее эффективно это может быть достигнуто путем сжатия индукционного заряда (принудительная индукция ) или путем агрессивного фазирования кулачка в двигателях без наддува, как это наблюдается в гоночных приложениях. В случае принудительной индукции объемный КПД может превышать 100%.
Есть несколько способов повысить объемную эффективность, но используются общесистемные подходы для реализации ее полного потенциала.
Многие автомобили с высокими характеристиками используют тщательно расположенные воздухозаборники и настроенные выхлопные системы, которые используют волны давления для подачи воздуха в цилиндры и из них, используя резонанс системы. Двухтактные двигатели очень чувствительны к этой концепции и могут использовать расширительные камеры, которые возвращают вытекающую воздушно-топливную смесь обратно в цилиндр. Более современная технология для четырехтактных двигателей, регулируемых фаз газораспределения, пытается решить проблему изменения объемного КПД с изменением скорости двигателя: на более высоких скоростях двигателю необходимо открыть клапаны. для увеличения процента времени цикла для перемещения заряда в двигатель и из двигателя.
Объемный КПД выше 100% может быть достигнут при использовании принудительной индукции, такой как наддув или турбонаддув. При правильной настройке объемный КПД выше 100% также может быть достигнут безнаддувными двигателями. Предел для двигателей без наддува составляет около 130%; эти двигатели обычно имеют компоновку DOHC с четырьмя клапанами на цилиндр. Этот процесс называется инерционным наддувом и использует резонанс впускного коллектора и массу воздуха для достижения давления на впускном клапане выше атмосферного. При правильной настройке (и в зависимости от необходимости контроля уровня звука) в различных экспериментальных исследованиях сообщалось о VE до 130%.
Более «радикальные» решения включают рукавный клапан конструкция, в которой клапаны заменяются либо вращающейся втулкой вокруг поршня, либо вращающейся втулкой под головкой блока цилиндров. В этой системе порты могут быть настолько большими, насколько это необходимо, вплоть до размеров всей стенки цилиндра. Однако существует практический верхний предел из-за прочности втулки, при больших размерах давление внутри цилиндра может "лопнуть" втулку, если отверстие слишком велико.
Объемный КПД гидравлического насоса означает процент фактического потока жидкости из насоса по сравнению с потоком из насоса без утечки. Другими словами, если расход насоса объемом 100 куб. См составляет 92 куб. См (за оборот), то объемный КПД составляет 92%. Объемный КПД будет изменяться в зависимости от давления и скорости работы насоса, поэтому при сравнении объемного КПД должна быть доступна информация о давлении и скорости. Когда для объемного КПД указывается одно число, это обычно соответствует номинальному давлению и скорости.
Объемный КПД конденсатора увеличился с 1970 по 2005 год (щелкните изображение, чтобы увеличить) В электронике объемный КПД измеряет производительность некоторых электронных функций на единицу объема, обычно в таком маленьком пространстве, как возможный. Это желательно, поскольку усовершенствованные конструкции должны втиснуть увеличивающуюся функциональность в меньшие пакеты, например, максимизировать энергию, запасенную в батарее, питающей мобильный телефон. Помимо накопления энергии в батареях, концепция объемного КПД появляется в конструкции и применении конденсаторов, где «CV-произведение» - это добротность, рассчитанная путем умножения емкости (C) на максимальное номинальное напряжение (В), деленное на объем. Концепция объемного КПД может применяться к любой измеряемой электронной характеристике, включая сопротивление, емкость, индуктивность, напряжение, ток, накопитель энергии и т. д.
