引擎流量方程式
volume of air (cu ft/min)= engine rpm x engine cid
(1728 x 2)
在四冲程自然吸气式发动机中，每个气缸在吸气过程中理论上可以吸入的最大空气量等于该气缸的体积（ 0.7854 x内径x口径x冲程）。由于每个气缸在曲轴转两周的过程中就有一个吸气冲程，那么在曲轴每转一圈中气缸理论上可吸入的最大空气量就等于气缸容积的一半。 这个方程式是讲解如何计算出多少体积的空气进入到引擎内。举例说明，一台231立方英寸排量的发动机，进气气门每当引擎转动两周都会打开一次，那么，引擎没转两周就会吸入231立方英寸的空气。那么在同体积下有多少磅的空气进入引擎，就要看近期的压力是多少，但是引擎每两转周的进气体积体积永远是231立方英寸。
注：1立方英寸= 16.387064cc 231立方英寸= 3785.411784cc
下面是理想气体定律的几个变形公式
如何计算进气量 n(lbs/min)= P(psia) x V(cu.ft./min) x 29
(10.73 x T(deg R))
如何计算进气体积V(cu.ft./min) = n(lbs/min) x 10.73 x T(deg R)
(29 x P(psia))
容积效率VE 和 压缩空气温度的影响
如果世界上什么事情都可以做到完美的话，我们当然要把燃烧室内压满空气。如果进气歧管内压力达到17psi，我们当然想让燃烧室内，到进气气门关闭之前都能达到17psi的压力。但是事实是残酷的，一般情况下来说这是不可能的。由于气缸内残留的废气和进气管道实际流量的限制，实际进气量要少于理想的进气量的。实际流量除以理想进气量就是我们这里谈的容积效率。
对于一般自然吸气引擎来说，容积效率只能达到85-87%，如果加上大气门，高角凸轮轴，进气抛光等工序的改装之后，在某些转速区域下，由于气体惯性的关系，有可能会达到100%的容积效率，但通常来讲，这是很难做到的。
所以我们必须要计算出到底有多少空气进入了我们的引擎。
实际进气量 = 理想进气量x容积效率
举例说一下，还是以第一个方程式的231立方英寸排量的引擎为例来计算一下。有两台一样的引擎，工作转速同为5000转，一个有中冷系统，另外一个为无中冷系统，那么有多少体积的空气被吸进去了呢？
V(CFM) = 5000 x 231 = 334.2 cfm
1728 x 2
我们可以看到两个引擎吸进去的空气体积是一样的。同样，我们可以计算出实际的进气量则有很大的出入。
比如其中一台没有中冷系统的引擎，进气压力位19psi，进气歧管内温度为250华氏度，那么多少空气被利用上了呢？
Absolute temperature = 250 deg F + 460 = 710 deg R
Absolute pressure = 19 psig + 14.7 = 33.7 psia
n (lbs/min)= 33.7 psia x 334.2 cfm x 29 = 42.9 lbs of air per minute (ideal)
10.73 x 710 deg R
lbs air per minute actual = lbs/min ideal x VE
= 42.9 x 0.85
= 36.4 lbs air/minute
如果另外一台有中冷系统的引擎会怎么样呢？进气歧管内温度为130华氏度，进气歧管内压力只有17psi的压力。
Absolute temperature = 130 deg F + 460 = 590 deg R
Absolute pressure = 17 psig + 14.7 = 31.7 psia
n(lbs/min)= 31.7 psia x 334.2 cfm x 29 = 48.5 lbs of air per minute (ideal)
10.73 x 590 deg R
lbs air per minute actual
= 48.5 x 0.85
= 41.3 lbs air/minute
从以上对比，我们看出有中冷系统的引擎虽然进气压力比另外一台低了2psi，但是实际进气量则多了很多，中冷引擎为41.3磅，无中冷引擎为36.4。虽然这个道理大家都很明白，但是这里给各位从理论角度讲解了为什么温度影响进气量。
涡轮增压器的压气机
涡轮的进气侧（compressor）是涡轮吸气，压缩并把空气压紧进气歧管内的部分。档空气的分子被快速旋转的叶片吸进去，并被甩到外侧的过程种，空气分子被强制堆积到一起，这造成了压力。
大家都知道，进气叶片的动力来源于同轴的排气叶轮。但是并非所有来自排气侧的能量都用于压缩空气，而有一部分热量使进气温度升高（这同样也是能量浪费的一个过程），这就要感谢我们人类，不能做出来完美的机械设备。由于压气机的设计，空气是一直在被搅拌的状态当中，同样会产生大量的热量，就好比咱们天冷的时候搓搓手，进气叶片与空气，空气分子之间的不停摩擦，就会产生大量的热量。
如果你把来源于排气侧的能量划分出来一部分用于增加进气压力，那么这一部分用于增压的能量被称之为“压气机效率”。
楼主: 城市农民3721
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发表于 2010-8-23 19:50
