Volumetrischer Wirkungsgrad

Um die die Effizienz eines Verbrennungsmotors zu ermitteln, ist es nötig, den volumetrischen Wirkungsgrad zu berechnen. Er kennzeichnet den Prozentsatz des Kraftstoff-Luft-Gemisches, das der Zylinder beim Ansaugen eingeschließt. Bei diesem Vorgang erzeugen Strömungsbeschränkungen im Ansaugsystem einen Druckabfall des Einlassstroms mit der Folge einer reduzierten Dichte. Dieser Druckabfall lässt sich allerdings durch eine Aufladung verhindern, die durch einen Turbolader, einen Kompressor oder durch Nockentuning möglich ist. Das verbessert den volumetrischen Wirkungsgrad. Die effektivste Variante der Verbesserung ist die Kompression der Ansaugladung per Zwangsansaugung, gefolgt von einer aggressiven Nockenphaseneinstellung, die im Rennsport üblich ist. Eine erzwungene Induktion kann zu einem volumetrischen Wirkungsgrad von über 100 % führen.

In Hydraulikpumpen spielt der volumetrische Wirkungsgrad ebenfalls eine große Rolle. In diesen strömt ein Teil des Öls als Quetschöl zurück in den Saugraum, weil die Kolben ein gewisses Spiel haben müssen. Diesen Verlust bezeichnet die Hydrauliktechnik als sogenannten Leckölstrom QL. Er hängt vom Kolbenspiel der Pumpe ab. Mit steigendem Druck im System nimmt er zu. Bei der Konstruktion einer Hydraulikpumpe ist ein Kompromiss zwischen einem höheren Passungsspiel, das die Reibung verringert, und den dadurch resultierenden Leckverlusten inklusive nachlassender Effizienz zu finden. Wenn der tatsächliche Volumenstrom mithilfe eines Volumenstrommessers erfasst wird, lässt sich der volumetrische Wirkungsgrad berechnen. Er ist definiert als Quotient aus effektivem Volumenstrom und berechnetem theoretischen Volumenstrom. Beim Design einer Hydraulikpumpe sind stets sowohl der mechanische als auch der volumetrische Wirkungsgrad zu berechnen.