容積效率

容積效率（volumetric efficiency）指的是在進氣行程時氣缸真實吸入的混和氣體積除以氣缸容積。泵（馬達）的實際流量與泵（馬達）的理論流量之比。

基本介紹

• 中文名：容積效率
• 外文名：Volumetric efficiency
• 定義：混和氣體積與汽缸容積比值
• 所屬學科：物理
• 套用範圍：發動機、液壓、電子

介紹

現今採用噴射供油的四行程引擎，其容積效率皆已達到90%。若進氣岐管的長度經過校調，便可以在特定的轉速域達到超過100%的容積效率。在進氣口處加裝渦輪增壓器（turbocharger），也可以增加容積效率。

容積效率表示液壓泵或液壓馬達抵抗泄露的能力，等於泵（馬達）的實際流量與泵（馬達）的理論流量之比。它與工作壓力、液壓泵或馬達腔中的摩擦副間隙大小、工作液體的粘度以及轉速有關。

因液體的泄露、壓縮等損失的能量稱為容積損失。

活塞式壓縮機的輸氣係數在一定意義上可以理解為容積效率。壓縮機輸氣係數是這樣定義的：壓縮機實際容積流量與理論容積流量之比。

輸氣係數（λ）可以用下式表示：

λ=λVλpλtλl

其中，λV——容積係數，與余隙容積有關；

λp——壓力係數，與吸氣過程的壓力損失有關；

λt——溫度係數，與壓縮機氣缸內溫度有關；

λl——泄漏係數，與壓縮機的密封程度有關。

輸氣係數在一定意義上可以理解為容積效率。

說明

容積效率或體積效率是一技術用語，是以單位體積的方式來比較性能或其他可量測的參數。此特性值（英語：figure of merit）出現 在許多彼此沒有關係的領域中，包括內燃機設計、液壓泵（英語：hydraulic pump）以及電路中使用的小型電子元件。

內燃機設計

在內燃機設計中，容積效率指的是在進氣行程時氣缸真實吸入的混和氣體積除以汽缸容積。這代表了引擎的吸氣能力。容積效率對於扭力有決定性的影響，容積效率越大，引擎扭力越佳。影響容積效率的變因有很多，如引擎轉速，汽缸頭進氣道的流量，氣門截面積的大小，凸輪軸的設計，進氣岐管的長度，燃料霧化的程度等等等。

現今採用噴射供油的四行程引擎，其容積效率皆已達到90%。若進氣岐管的長度經過校調，便可以在特定的轉速域達到超過100%的容積效率。在進氣口處加裝渦輪增壓器（turbocharger），增壓值為30bar，也可以增加容積效率。

某些汽車雜誌常把容積效率定義為每升的排氣量可以產生多少匹馬力，這是錯誤的。真正的容積效率單位如同其他的效率單位，是百分比，而非hp/L。

液壓泵

液壓泵的容積效率是指實際送出的流體，和理想沒有泄漏情形下可送出流體的比例。例如一個100cc的泵，單位周期可送出92cc，則其容積效率為92%。容積效率會隨泵的速度及壓強而變，因此在比較容積效率時，需同時標示其速度及壓強的資訊。若只標示容積效率，未標示速度及壓強，一般表示是在額定壓力和速度下的結果。

電子元件

電子學中的容積效率是量測單位體積下的某電氣特性，若電氣特性相同時一般會要求體積越小越好。因為先進的設計需要將更多的功能塞進更小的封裝內，例如提高相同體積手機電池，所能儲存的能量。除了電池外，容積效率的概念也出現 在電容器的設計及套用中．此時單位體積下的CV乘積（將電容器電容量（C）和最大電壓額定（V）的乘積）即為特性值。容積效率也可以用在任何可量測的電氣特性中，例如電阻、電容、電感、電壓、電壓及能量儲存等。

靜液傳動系統

靜液傳動系統的容積效率是衡量其性能的一項重要指標,也是影響其在高速軍用車輛上廣泛套用的瓶頸。找到靜液傳動系統容積效率的影響因素並對其進行準確的建模,是對靜液傳動系統進行準確控制的前提,是實現靜液傳動車輛動力傳動系統整體最佳化匹配及控制的基礎。

影響高速靜液傳動系統容積效率的3個因素:泵輸入轉速、系統工作壓力、系統工作油溫對靜液傳動系統的影響規律。

1. 在一定工作油溫、一定泵工作轉速下,靜液傳動系統容積效率隨系統工作壓力的升高而降低;
   
2. 在一定工作油溫、一定工作壓力下,靜液傳動系統容積效率隨泵工作轉速的升高而升高;
   
3. 在一定工作壓力、一定工作轉速下,靜液傳動系統容積效率隨工作油溫的升高而降低;
   
4. 儘管引用傳統計算泵容積效率的公式來計算靜液傳動系統的容積效率會有所偏差,但理論值與試驗值之間的誤差對於靜液傳動系統建模研究來說,精度已經足夠,而且,當泵工作轉速高於2 200r/min時,不管在低油溫還是在高油溫,理論值與試驗值都有很好的一致性,高速軍用車輛靜液傳動系統的套用研究來說,按照傳統柱塞泵容積效率計算公式去建立靜液傳動系統容積效率模型完全可以滿足當前研究的需要。