体积效率

动力学名词

体积效率，又称为容积效率（volumetric efficiency）指的是在进气行程时气缸真实吸入的混和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。

内容介绍

体积效率，又称为容积效率（volumetricefficiency）指的是在进气行程时气缸真实吸入的混和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。

容积效率表示液压泵或液压马达抵抗泄露的能力，等于泵（马达）的实际流量与泵（马达）的理论流量之比。它与工作压力、液压泵或马达腔中的摩擦副间隙大小、工作液体的粘度以及转速有关。因液体的泄露、压缩等损失的能量称为容积损失。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。

主要功能

在内燃机设计中，容积效率指的是在进气行程时气缸真实吸入的混和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。

容积效率并不是某些人所谓发动机马力除以排气量，而是指在一大气压下，每一个进气行程中，被吸入汽缸之气体体积与该汽缸之排气量的比值。在一般发动机中，活塞自上止点移动至下止点所扫过的体积我们称为排气量，而排气量也等于发动机的进气量。所以在理想状态时，进入汽缸内的空气体积，应等于该汽缸的排气量；然而再实际状态，由于进气道内如空气滤清器、节流阀等，都会对进气造成阻力，而且吸入汽缸内的气体温度较高密度较低，所以不可能有在一大气压下，等同于排气量的空气进入汽缸中。一般自然进气发动机在油门全开下的最大容积效率约在75%至80%间，发动机转速越高或油门开度越小，容积效率越低。

使用效率

相同排气量的两个厂家的发动机，在动力性能上会有差异，而影响此差异的重要因素，就是容积效率。容积效率越高，发动机的动力输出性能越好。

为了增大容积效率，世界各大汽车厂家无不竭尽心血和财力投入此项研究。因此多气门发动机的发明、可变气门技术、进气歧管加粗、双顶置凸轮轴以及加装机械和涡轮增压器等，都是为了提高发动机的容积效率。

为提高容积效率，进排气系统衍生出若干特别设计，所以同排量的四缸发动机中，16气门较8气门发动机在高速时性能表现更佳，而8气门发动机在低速时表现较从容，两种设计各有其优点。但二者均不能保证在低速、中速、高速时始终表现卓越，这主要是由于气门正时及间隙都是固定的，而进气速率都会随发动机转速变化而变化，因此进气量及容积效率也随转速变化而变化，无法始终保持理想状态。多种形式的可变气门技术，正是为解决此问题而发明的，它们可以灵活调节气门正时或间隙，从而提高容积效率。

实际应用

容积效率或体积效率是一技术用语，是以单位体积的方式来比较性能或其他可量测的参数。此特性值（英语：figure of merit）出现在许多彼此没有关系的领域中，包括内燃机设计、液压泵（英语：hydraulic pump）以及电路中使用的小型电子元件。

内燃机设计

在内燃机设计中，容积效率指的是在进气行程时气缸真实吸入的混和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），增压值为30bar，也可以增加容积效率。某些汽车杂志常把容积效率定义为每升的排气量可以产生多少匹马力，这是错误的。真正的容积效率单位如同其他的效率单位，是百分比，而非hp/L。

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。

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