Что такое объемная эффективность двигателя
Объемная эффективность — Volumetric efficiency
Объемная эффективность (VE) в двигатель внутреннего сгорания инженерия определяется как соотношение из плотность вещества из топливовоздушная смесь втянутый в цилиндр при атмосферном давлении (во время такта впуска) до массовой плотности того же объема воздуха во впускном коллекторе. Этот термин также используется в других инженерных контекстах, таких как гидравлические насосы и электронные компоненты. [ нужна цитата ]
Объемный КПД в конструкции двигателя внутреннего сгорания относится к эффективности, с которой двигатель может перемещать обвинять топлива и воздуха в и из цилиндры. Он также обозначает отношение объема воздуха, всасываемого в цилиндр, к рабочему объему цилиндра. [1] 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, что снижает плотность (если не используются наддувы, такие как турбины или нагнетатели, или методы настройки кулачков). Объемный КПД можно улучшить несколькими способами, наиболее эффективно это может быть достигнуто путем сжатия индукционного заряда (принудительная индукция) или агрессивным фазированием кулачка в двигателях без наддува, как это наблюдается в гонках. 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 высокие мощные автомобили использовать аккуратно расположенные воздухозаборники и настроенный выхлоп системы, которые используют волны давления для нагнетания воздуха в цилиндры и из них, используя резонанс системы. Двухтактные двигатели очень чувствительны к этой концепции и могут использовать камеры расширения которые возвращают побег топливовоздушная смесь обратно к цилиндру. Более современная техника для четырехтактные двигатели, изменение фаз газораспределения, пытается справиться с изменениями объемного КПД при изменении скорости двигателя: на более высоких оборотах двигателю необходимо, чтобы клапаны были открыты в течение большей части времени цикла, чтобы подавать заряд внутрь и из двигателя.
Объемный КПД выше 100% может быть достигнут с помощью принудительной индукции, такой как наддув или же турбонаддув. При правильной настройке объемный КПД выше 100% также может быть достигнут безнаддувные двигатели. Предел для двигателей без наддува составляет около 130%; [2] эти двигатели обычно DOHC макет с четыре клапана на цилиндр. Этот процесс называется инерционный наддув и использует резонанс впускного коллектора и массу воздуха для достижения давлений на впускном клапане выше атмосферного. При правильной настройке (и в зависимости от потребности в контроле уровня звука) в различных экспериментальных исследованиях сообщалось о VE до 130%. [3]
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 порт слишком велик.
Гидравлические насосы
Объемный КПД в гидравлическом насосе 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 меняться 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, оно обычно соответствует номинальному давлению и скорости.
Электроника
В электронике объемный КПД измеряет производительность некоторой электронной функции на единицу объема, обычно в минимально возможном пространстве. Это желательно, поскольку усовершенствованные конструкции должны втиснуть увеличивающуюся функциональность в меньшие по размеру корпуса, например, максимизировать энергию, запасаемую в батарее, питающей мобильный телефон. Помимо накопления энергии в батареях, концепция объемного КПД появляется в конструкции и применении конденсаторы, где «CV-продукт» — это добродетель рассчитывается путем умножения емкости (C) на максимальное номинальное напряжение (V), разделенное на объем. Концепция объемного КПД может применяться к любой измеряемой электронной характеристике, включая сопротивление, емкость, индуктивность, Напряжение, Текущий, хранилище энергии, так далее.
КПД и мощность электродвигателя
КПД и мощность – это то, на что в первую очередь стоит обратить внимание при выборе асинхронного электродвигателя АИР . Суть работы любого эл двигателя заключается в том, что электрическая энергия, с сопутствующими преобразованию потерями, превращается в механическую. Чем меньше потери при протекании данного процесса, тем выше его КПД и тем эффективнее эл двигатель. Но, при всей важности коэффициента полезного действия, не стоит забывать о мощности мотора. Ведь даже при чрезвычайно высоком КПД и выдаваемой им мощности может быть недостаточно для решения необходимых вам задач. Поэтому при покупке очень важно знать не только, чему равен КПД электродвигателя, но и какую полезную мощность он сможет выдать на своем валу. Оба эти значения должны быть указаны производителем. Порой бывает и такое, что нет доступа к паспорту мотора (например, если вы покупаете его “с рук”, что крайне не рекомендуется делать) и приходится самостоятельно вычислять столь важные параметры. Для начала стоит определить: что такое коэффициент полезного действия, или попросту КПД. И так, это отношение полезной работы к затраченной энергии.
Определение КПД электродвигателя
Получается, для того чтобы определить этот параметр необходимо сравнить выдаваемую им энергию с энергией, необходимой ему чтобы функционировать. Вычисляется КПД с помощью выражения:
η=P2/P1 где η – КПД
P2- полезная механическая мощность электромотора, Вт P1- потребляемая двигателем электрическая мощность, Вт;
Коэффициент полезного действия это величина, находящаяся в диапазоне от 0 до 1, чем ближе ее значение к единице, тем лучше. Соответственно, если КПД имеет значение 0,95 – это показывает, что 95 процентов электрической энергии будут преобразованы им в механическую и лишь 5 процентов составят потери. Стоит отметить, что КПД не является постоянной величиной, он может меняться в зависимости от нагрузки, а своего максимума он достигает при нагрузках в районе 80 процентов от номинальной мощности, то есть от той, которую заявил производитель мотора. Современные асинхронные электродвигатели имеют номинальный КПД (заявленные производителем) 0,75 – 0,95 . Потери при работе двигателя в основном обусловлены нагревом мотора (часть потребляемой энергии выделяется в виде тепловой энергии), реактивными токами, трением подшипников и другими негативными факторами. Под мощностью мотора понимают механическую мощь, которую он выдает на своем валу. В целом же мощность – это параметр, который показывает, какую работу совершает механизм за определенную единицу времени.
КПД электродвигателя это очень важный параметр определяющий, прежде всего эффективность использования энергоресурсов предприятия . Как известно КПД электродвигателя значительно снижается после его ремонта, об этом мы писали в этой статье . При уменьшении коэффициента полезного действия будут соответственно увеличены потери электроэнергии. В последнее время набирают популярность энергоэффективные электродвигатели разных производителей, в России популярны моторы производства ОАО «Владимирский электромоторный завод». Любые асинхронные электродвигатели представлены в каталоге продукции. Дополнительную полезную информацию Вы можете посмотреть в каталоге статей .
Электродвигатели появились достаточно давно, но большой интерес к ним возник тогда, когда они стали представлять собой альтернативу двигателям внутреннего сгорания. Особо интересен вопрос КПД электродвигателя, который является одной из главных его характеристик.
Каждая система обладает каким-либо коэффициентом полезного действия, который характеризует эффективность ее работы в целом. То есть он определяет, насколько хорошо система или устройство отдает или преобразовывает энергию. По значению КПД величины не имеет, и чаще всего оно представляется в процентном соотношении или числе от нуля до единицы.
Объемный КПД в конструкции двигателя внутреннего сгорания относится к эффективности, с которой двигатель может перемещать обвинять топлива и воздуха в и из цилиндры. Он также обозначает отношение объема воздуха, всасываемого в цилиндр, к рабочему объему цилиндра. [1] 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, что снижает плотность (если не используются наддувы, такие как турбины или нагнетатели, или методы настройки кулачков). Объемный КПД можно улучшить несколькими способами, наиболее эффективно это может быть достигнуто путем сжатия индукционного заряда (принудительная индукция) или агрессивным фазированием кулачка в двигателях без наддува, как это наблюдается в гонках. 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 высокие мощные автомобили использовать аккуратно расположенные воздухозаборники и настроенный выхлоп системы, которые используют волны давления для нагнетания воздуха в цилиндры и из них, используя резонанс системы. Двухтактные двигатели очень чувствительны к этой концепции и могут использовать камеры расширения которые возвращают побег топливовоздушная смесь обратно к цилиндру. Более современная техника для четырехтактные двигатели, изменение фаз газораспределения, пытается справиться с изменениями объемного КПД при изменении скорости двигателя: на более высоких оборотах двигателю необходимо, чтобы клапаны были открыты в течение большей части времени цикла, чтобы подавать заряд внутрь и из двигателя.
Объемный КПД выше 100% может быть достигнут с помощью принудительной индукции, такой как наддув или же турбонаддув. При правильной настройке объемный КПД выше 100% также может быть достигнут безнаддувные двигатели. Предел для двигателей без наддува составляет около 130%; [2] эти двигатели обычно DOHC макет с четыре клапана на цилиндр. Этот процесс называется инерционный наддув и использует резонанс впускного коллектора и массу воздуха для достижения давлений на впускном клапане выше атмосферного. При правильной настройке (и в зависимости от потребности в контроле уровня звука) в различных экспериментальных исследованиях сообщалось о VE до 130%. [3]
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 порт слишком велик.
Электроника
В электронике объемный КПД измеряет производительность некоторой электронной функции на единицу объема, обычно в минимально возможном пространстве. Это желательно, поскольку усовершенствованные конструкции должны втиснуть увеличивающуюся функциональность в меньшие по размеру корпуса, например, максимизировать энергию, запасаемую в батарее, питающей мобильный телефон. Помимо накопления энергии в батареях, концепция объемного КПД появляется в конструкции и применении конденсаторы, где «CV-продукт» — это добродетель рассчитывается путем умножения емкости (C) на максимальное номинальное напряжение (V), разделенное на объем. Концепция объемного КПД может применяться к любой измеряемой электронной характеристике, включая сопротивление, емкость, индуктивность, Напряжение, Текущий, хранилище энергии, так далее.
