Calculadora de eficiência volumétrica

Digite a cilindrada, a rotação e a vazão de ar que você mediu, em cfm ou em gramas por segundo de um log do sensor de fluxo de massa de ar (MAF). Você recebe a eficiência volumétrica e a vazão teórica usada na comparação.

Motor e vazão de ar

Digite uma cilindrada maior que zero.
rpm
Digite uma rotação de 100 a 20.000 rpm.
g/s
Digite uma vazão maior que zero.
kg/m³
Digite uma densidade de 0,3 a 3 kg/m³.

Usada só com g/s. O padrão, 1,225 kg/m³, é a atmosfera padrão (ISA) ao nível do mar e a 15 °C. Com ele, a VE é medida contra o ar padrão. Digite a densidade do ar que o motor realmente respirou para medir contra esse ar.

Só motores de quatro tempos. O resultado só é tão bom quanto a leitura da vazão: faça o log com a borboleta toda aberta e em rotação estável.

O que significa cada campo

  • Cilindrada e rotação: definem a vazão de ar teórica, o volume que o motor engoliria se cada cilindro se enchesse por completo em cada admissão.
  • Vazão de ar medida: cfm de um medidor de vazão, ou gramas por segundo de um log do sensor de fluxo de massa de ar (MAF). Faça o log com a borboleta toda aberta e leia a rotação no mesmo instante.
  • Densidade do ar: transforma gramas em pés cúbicos. O padrão, 1,225 kg/m³, é a atmosfera padrão ISA ao nível do mar e a 15 °C.

As fórmulas

cfm teóricos = CID × rpm ÷ 3456 cfm a partir de g/s = g/s ÷ 1000 ÷ densidade × 35,315 × 60 VE (%) = cfm medidos ÷ cfm teóricos × 100

Um cilindro de quatro tempos se enche uma vez a cada duas voltas, então o motor admite a sua cilindrada a cada duas voltas. Polegadas cúbicas por minuto divididas por 1.728 dão pés cúbicos, e 1.728 × 2 = 3.456. A calculadora CFM do carburador usa a mesma relação ao contrário. 35,315 é o número de pés cúbicos em um metro cúbico, e CID é a cilindrada em polegadas cúbicas. A fórmula está em unidades americanas; o resultado em porcentagem é o mesmo em qualquer unidade.

Exemplo

Um motor 2,0 L (122,05 ci) registra 110 g/s a 6.000 rpm.

  • Vazão de ar teórica: 122,05 × 6.000 ÷ 3.456 = 211,9 cfm.
  • Medida: 110 ÷ 1000 ÷ 1,225 × 35,315 × 60 = 190,3 cfm.
  • VE: 190,3 ÷ 211,9 = 89,8%.

Em unidades métricas: a vazão teórica é 2,0 L × 6.000 ÷ 2 = 6.000 L/min, ou 360 m³/h, e 110 g/s a 1,225 kg/m³ são 323,3 m³/h. 323,3 ÷ 360 = 89,8%.

A mesma resposta em massa: a vazão teórica é 2,0 L × 6.000 ÷ 2 por minuto a 1,225 kg/m³, o que dá 122,5 g/s, e 110 ÷ 122,5 = 89,8%.

Com um medidor de vazão: um motor de 350 ci (5,74 L) a 5.500 rpm tem uma vazão de ar teórica de 557,0 cfm. 470 cfm medidos são 84,4%.

Qual densidade usar

Contra o ar padrão, um motor que respira ar quente ou rarefeito mostra uma VE menor, porque admite menos gramas. Isso é útil para comparar medições feitas em dias diferentes. Para ver o quanto os cilindros se enchem com o ar que realmente recebem, digite a densidade desse ar: densidade = pressão ÷ (287,05 × temperatura), em pascals e kelvin. A 101,325 kPa e 30 °C, isso dá 1,1644 kg/m³, e o exemplo acima passa para 94,5%.

Outras calculadoras

Calcule primeiro a taxa estática com a calculadora de taxa de compressão, e a relação de pressão de um motor sobrealimentado com a calculadora de pressão do turbo. A seção de motor também traz a compressão dinâmica, a relação biela/curso, a pressão média efetiva (BMEP) e a vazão de ar do turbo e os pontos no mapa do compressor.

Perguntas

Como calcular a eficiência volumétrica?

Divida a vazão de ar que o motor realmente admite pela vazão teórica, cilindrada × rpm ÷ 2 em um quatro tempos. Um motor 2,0 L a 6.000 rpm tem vazão teórica de 360 m³/h; se você mede 323,3 m³/h, dá 89,8%.

Como tirar a VE de um log do MAF?

Converta os gramas por segundo em cfm com uma densidade do ar e depois divida pelos cfm teóricos. Um motor 2,0 L que registra 110 g/s a 6.000 rpm movimenta 190,3 cfm a 1,225 kg/m³, contra 211,9 cfm teóricos: 89,8%.

A eficiência volumétrica pode passar de 100%?

Sim. Pulsos bem sintonizados na admissão e no escapamento podem colocar mais ar que o volume deslocado, e um turbo ou compressor faz isso com pressão. Com 150 g/s, o exemplo do 2,0 L a 6.000 rpm marcaria 122,4% contra o ar padrão.

O que significa 3456 na fórmula da vazão de ar?

São as 1.728 polegadas cúbicas de um pé cúbico multiplicadas pelas 2 voltas que um quatro tempos precisa para encher cada cilindro uma vez. CID × rpm ÷ 3456 dá a vazão de ar teórica em cfm.

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