Hva er volumetrisk virkningsgrad?

Volumetrisk virkningsgrad er en form for effektivitet måling, oftest brukt i referanse til forbrenningsmotorer og hydrauliske pumper. Mens det grunnleggende luftmengde for forbrenningsmotorer og hydrauliske pumper er omtrent den samme, detaljene er forskjellige nok til å rettferdiggjøre en nærmere granskning. Denne artikkelen vil forsøke å avgrense disse forskjellene, viser hvordan volumetriske virkningsgrad bestemmes for begge typer mekanismer og diskutere de prosesser som volumetrisk effektivitet kan endres.

Volumetrisk virkningsgrad I forbrenningsmotorer

Når det gjelder forbrenningsmotorer, er volumetrisk virkningsgrad i forbrenningsmotorer er definert som forholdet mellom volumet av arbeids substans faktisk tatt opp, målt ved en spesifisert temperatur og trykk, til den fulle stempelfortrengningsvolumet. Med motor eller gasskompressorer, definerer Tilgang Science volumetrisk effektivitet som forholdet mellom volumet av arbeids substans innrømmet, målt ved angitt temperatur og trykk, til full slagvolum volum. Med væskedrivstoffmotorer (dvs. dieselmotorer), er volumetrisk effektivitet forholdet mellom volumet av luft som trekkes inn i en sylinder til stempelforskyvningen. For en gass-drivstoff motoren, blir volumetriske virkningsgrad bestemmes på ladning av brennstoff og luft trekkes inn i sylinderen.

Formel for volumetrisk virkningsgrad i forbrenningsmotorer

Formelen for bestemmelse av volumetrisk effektivitet i en vanlig forbrenningsmotor er å multiplisere 3456 av motorluftstrømningshastighet (målt i kubikkfot pr minutt) og deretter dele resultatet av mengden oppnås ved å multiplisere den motorstørrelse, fortrengning eller volum (målt i cubic inches) av motorturtallet (målt i omdreininger per minutt). For ordens skyld, formelen for volumetrisk effektivitet i en forbrenningsmotor ser slik ut: 3456 x kubikkfot pr minutt / Cubic Inch Displacement x omdreininger per minutt.

Volumetrisk effektivitet i hydrauliske pumper

I form av hydrauliske pumper, refererer volumetrisk virkningsgrad for den prosentandel av selve væskestrømmen ut av pumpen i motsetning til strømningen ut av pumpen minus lekkasje. Som et eksempel, dersom strømningen fra en 100cc pumpe er 45 cm, vil den volumetriske virkningsgrad for den pumpe på den tiden være 45 prosent. Volumetriske virkningsgrad endringer i forbindelse med den hastighet og trykk med en pumpe som drives. På grunn av dette, når man sammenligner volumetriske effektiviteten, hastigheten og trykket informasjon bør gjøres tilgjengelig. Formelen, deretter, for bestemmelse av volumetrisk effektivitet i en hydraulisk pumpe er å dele den faktiske produksjonen av pumpen ved den teoretiske utgangen fra pumpen, ved en innstilt hastighet og trykk. Den resulterende beløpet vil bli beregnet som en prosentandel.

Hvordan volumetrisk virkningsgrad kan endres i en forbrenningsmotor

Siden motorer med høyere volumetrisk virkningsgrad er bedre i stand til å håndtere høyere hastigheter og produsere mer generelle kraften (som et resultat av mindre effekttap på grunn av luft beveger seg inn og ut av motoren), der er felles interesse å være i stand til å forandre eller forbedre volumetrisk effektivitet i en forbrenningsmotor. Den mest vanlige og effektive måte for å øke volumetrisk virkningsgrad i en motor, er å øke størrelsen eller antall ventiler i motoren. Mens større ventiler øke flyt, kan de ha den negative virkning at motoren for å veie mer. Bruk av flere ventiler kan øke strømningen av en motor uten ugunstig innvirkning på vekt. Ved å effektivisere porter, en teknikk kjent som "porting", kan man øke flyteevne, og ved fullmektig, den volumetriske virkningsgrad på motoren.

Kompressor

Lading er prosessen med å innføre luft for forbrenning inn i sylinderen fra en forbrenningsmotoren ved et trykk som overstiger det som kan oppnås ved naturlig aspirasjon. Kompressorer drives mekanisk av belter, tannhjul, aksler, eller kjettinger som er koblet til en motor veivaksel. De to hovedtyper av supercharger er fortrengnings og dynamiske kompressorer. Fortrengningskompressorer gi et konstant nivå av boost uavhengig av turtall, mens dynamiske kompressorer gir økende løft med økende turtall.

turbolading

En turbolader er en turbindreven kompressor drevet av eksosgasstrykket i motoren. Som med alle andre typer av supercharger, er hensikten med en turbolader for å øke volumetrisk virkningsgrad gjennom tvunget induksjon. Det består av en radialvifte pumpe, som er drevet av motorens eksosgasser.
Med en turbolader, blir eksosvarmeenergi omdannes til kraft, fremdrifts kompressoren og komprimering av omgivende luft, og deretter sende den komprimerte luft til luftinntaksmanifold på motoren ved et økt trykk. Dette resulterer i en økt masse av luft som går inn i sylindrene.