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容积效率
图片来自yanfabu.com

容积效率体积效率是一技术用语,用来描述一个引擎进气过程的有效性。由于只有四冲程引擎[1] 具有一个冲程是为著进气过程,所以容积效率通常是用于描述四冲程引擎的进气效率。容积效率的定义如下:   ηv=ma/σa,iVd   上式中,ηv是容积效率;ma是每一四冲程所构成的循环中进入汽缸内的空气质量;σa,i是指进气的空气密度;Vd是汽缸的排气量,也就是单一冲程中活塞所刮扫的体积。   一般引擎的容积效率最大值约为80~90%,若是加装涡轮增压器,则容积效率可提升至100%以上。再者,柴油引擎的容积效率通常较汽油引擎者高,影响引擎容积效率值的因素非常多,主要可分为燃油使用种类,引擎设计及运转变数等三大类。

内燃机原理

在内燃机设计中,容积效率指的是在进气状态下,进气行程中气缸真实吸入的混合气体积除以汽缸容积。这代表了引擎的吸气能力。容积效率对于扭力有决定性的影响,容积效率越大,引擎扭力越佳。影响容积效率的变因有很多,如引擎转速,汽缸头进气道的流量,气门截面积的大小,凸轮轴的设计,进气岐管的长度,燃料雾化的程度等等等。

现今采用喷射供油的四行程引擎,其容积效率皆已达到90%。若进气岐管的长度经过校调,便可以在特定的转速域达到超过100%的容积效率。在进气口处加装涡轮增压器(turbocharger),也可以增加容积效率。 活塞式压缩机的输气系数在一定意义上可以理解为容积效率。压缩机输气系数是这样定义的:压缩机实际容积流量与理论容积流量之比。

输气系数(λ)可以用下式表示:

λ=λVλpλtλl

其中,λV--容积系数,与余隙容积有关;

λp--压力系数,与吸气过程的压力损失有关;

λt--温度系数,与压缩机气缸内温度有关;

λl--泄漏系数,与压缩机的密封程度有关。

输气系数在一定意义上可以理解为容积效率。

液压泵

液压泵的容积效率是指实际送出的流体,和理想没有泄漏情形下可送出流体的比例。例如一个100cc的泵,单位周期可送出92cc,则其容积效率为92%。容积效率会随泵的速度及压强而变,因此在比较容积效率时,需同时标示其速度及压强的资讯。若只标示容积效率,未标示速度及压强,一般表示是在额定压力和速度下的结果。

电子元件

电子学中的容积效率是量测单位体积下的某电气特性,若电气特性相同时一般会要求体积越小越好。因为先进的设计需要将更多的功能塞进更小的封装内,例如提高相同体积手机电池,所能储存的能量。除了电池外,容积效率的概念也出现在电容器的设计及应用中.此时单位体积下的CV乘积(将电容器电容量(C)和最大电压额定(V)的乘积)即为特性值。容积效率也可以用在任何可量测的电气特性中,例如电阻、电容、电感、电压、电压及能量储存等。

参考文献

  1. 四冲程汽油机的工作原理,每日头条,2017-12-12