Kas ir tilpuma efektivitāte?

Konkrētāk, tilpuma efektivitāte attiecas uz divām lietām: teorētisko maksimālo gaisa daudzumu, kas iesūknēts dzinējā, un faktisko iesūknējamā gaisa daudzumu. Teorētiskais maksimums tiek noteikts, aprēķinot dzinēja kopējo pilno tilpumu, ko sauc arī par darba tilpumu — īsi sakot, cik daudz gaisa var ievietot dzinēja cilindros. Cilindram ir maksimālais tilpums, kad virzulis iekšpusē atrodas zemākajā pozīcijā, ko sauc arī par “apakšējo miršanas punktu”.

Vienkārši izsakoties, ja varat iesūknēt 0,49 l gaisa un degvielas maisījuma cilindrā ar 0,49 l tilpumu apakšējā mirušā punktā, jūs esat sasniedzis 100% tilpuma efektivitāti. Turpretim, ja cilindrā ieplūst tikai 0,38 l, jūs esat sasniedzis 80% tilpuma efektivitāti.

Reālajā pasaulē faktiskais dzinējā iesūknētā gaisa daudzums reti kad ir vienāds ar tā teorētisko maksimumu. Tas ir saistīts ar dažādiem faktoriem, tostarp berzes zudumu, noplūdēm un dzinēja konstrukciju. Kad gaisam ir jāiziet cauri daudziem pagriezieniem un vārstiem, lai sasniegtu cilindrus, noteikti rodas zināma gaisa pretestība, atstājot daļu gaisa aiz sevis. Parasti tas notiek ar atmosfērisko dzinēju, kas nozīmē jebkuru dzinēju bez sūknēšanas uzlabojumiem, piemēram, turbokompresoriem. Automobiļu entuziasti bieži pielāgo dažādas dzinēja daļas, lai tuvinātu faktisko gaisa daudzumu tā teorētiskajam maksimumam; citiem vārdiem sakot, palielināt tā tilpuma efektivitāti.

Tādas ierīces kā turbokompresori un kompresori faktiski palielina dzinēja tilpuma efektivitāti par vairāk nekā 100%, jo tās būtiski palielina gaisa blīvumu cilindros. Statiskos apstākļos, piemēram, kad dzinējs ir izslēgts, gaisa molekulas cilindra iekšpusē spētu aizpildīt visu tā maksimālo tilpumu, taču tās atrastos salīdzinoši tālu viena no otras. Turpretim gaisa agresīva sūknēšana cilindrā tuvina šīs molekulas, kā rezultātā palielinās gaisa blīvums.

Lielāks gaisa blīvums nodrošina lielāku enerģijas atdevi, jo jo vairāk gaisa jūs varat ievietot cilindrā tā ieplūdes stadijā — tieši tad cilindrs nolaižas, lai nokristu miršanas punktā —, jo vairāk degvielas varat ar to sajaukt. Šo īpaši jaudīgo gaisa un degvielas maisījumu pēc tam saspiež augšupējais virzulis, līdz tas aizdegas, nodrošinot lielāku jaudu dzinēja jaudai un kā rezultātā dzinēja darbība ir ātrāka un spēcīgāka.