Ortalama etkili basınç - Mean effective pressure

Ortalama etkili basınç
Ortalama etkili basınç
Ortak semboller	P
SI birimi	Paskal (Pa)
İçinde temel SI birimleri	1 kg ⋅ m -1 ⋅ s -2
; Diğer miktarlardan türevler	p = W · V -1
Boyut

Ortalama efektif basınç bir çalışması ile ilgili bir miktardır pistonlu motor ve bağımsızdır işi yapmak için bir motorun kapasitesinin değerli ölçüsüdür motor hacmi . Bir şekilde Kotasyonlu belirtilen ortalama etkili basınç ya da (aşağıda tanımlanmıştır) IMEP, ortalama olarak düşünülebilir basınç döngüsünden farklı bölümleri esnasında bir piston üzerine etki eden.

türetme

İzin vermek:

{\görüntüleme stili W}

= joule cinsinden döngü başına iş;

{\görüntüleme stili P}

= watt cinsinden güç çıkışı;

p_{\metin{me}}

= pascal cinsinden ortalama efektif basınç;

V_{\metin{d}}

= metreküp cinsinden yer değiştirme hacmi;

n_{\metin{c}}

= güç stroku başına devir sayısı (4 zamanlı motor için, );

n_{\metin{c}}=2

{\görüntüleme stili N}

= saniyedeki devir sayısı;

{\görüntüleme stili T}

= Newton-metre cinsinden tork.

Güç motoru tarafından üretilen yapan döngü süreleri başına saniyede çalışma döngüsü sayısının yapılan işe eşittir. Eğer K saniyede tur sayısı ve güç zamanı devir sayısı saniyede güç strok sayısı sadece kendi oranıdır. Yazabiliriz: $n_{\metin{c}}$

P={W{N \over n_{\text{c}}}}.

İşi sola koymak için yeniden sıralama:

W={P{n_{\text{c}} \N} üzerinden}}.

Tanım olarak:

W=p_{\text{me}}V_{\text{d}},

Böylece

p_{\text{me}}={Pn_{\text{c}} \over V_{\text{d}}N}.

Yana tork T açısal hız ile ilgilidir (sadece olan K · 2π) ve üretilen elektrik,

P={2\pi }TN,

MEP için tork cinsinden denklem şu şekildedir:

p_{\text{me}}={2\pi }{n_{\text{c}}}{T \over V_{\text{d}}}.

Hız denklemden çıkarıldı ve tek değişkenler tork ve yer değiştirme hacmidir. İyi motor tasarımları için maksimum fren ortalama efektif basınç aralığı iyi belirlendiğinden, artık bir motor tasarımının tork üretme kapasitesinin deplasmandan bağımsız bir ölçümüne sahibiz – belirli bir tork türü. Bu, farklı deplasmanlara sahip motorları karşılaştırmak için kullanışlıdır. Ortalama efektif basınç, ilk tasarım hesaplamaları için de yararlıdır; yani, bir tork verildiğinde, gerekli motor hacmini tahmin etmek için standart MEP değerleri kullanılabilir. Bununla birlikte, ortalama efektif basınç, tek bir yanma odası içindeki gerçek basınçları yansıtmaz - ikisi kesinlikle ilişkili olsa da - ve yalnızca uygun bir performans ölçüsü olarak hizmet eder.

Fren ortalama efektif basıncı (BMEP), ölçülen dinamometre torkundan hesaplanır . Net belirtilen ortalama efektif basınç (IMEP _n ) belirtilen güç kullanılarak hesaplanır ; yani, döngü başına iş denklemindeki basınç hacmi integrali. Bazen FMEP (sürtünme ortalama efektif basınç) terimi, sürtünmeye (veya sürtünme torkuna) kaybolan ortalama efektif basıncın bir göstergesi olarak kullanılır ve sadece IMEP _n ile BMEP arasındaki farktır.

Örnekler

Tork ve yer değiştirmeden MEP

Dört zamanlı motor · tork m 160 N üretir ve yer değiştirdiği 2000 cm ³ = 2 dm ³ = 0.002 m ³ :

$n_{\metin{c}}=2$
$T=160\,{\text{N}}{\cdot }{\text{m}}$
$V_{\text{d}}=0,002\,{\text{m}}^{3}$

p_{\text{me}}={2\pi }{2}{{160\,{\text{N}}{\cdot }{\text{m}}} \üzerinde {0,002\, {\text{m}}^{3}}}={2\pi }^{{160\,{\text{N}}{\cancel {\cdot {\text{m}}}}} \ üzerinde {0,002\,{\text{m}}^{{\cancel {3}}2}}}=1,005,310\,{\text{N}}{\cdot }{\text{m}}^{ -2}=10.05\,{\text{bar}}=1.005\,{\text{MPa}}

Aşağıdakiler için santimetre küp kullanırsak megapaskal rakamını da elde ederiz : $V_{\metin{d}}$

$n_{\metin{c}}=2$
$T=160\,{\text{N}}{\cdot }{\text{m}}$
$V_{\text{d}}=2000\,{\text{cm}}^{3}$

p_{\text{me}}={2\pi }{2}{{160\,{\text{N}}{\cdot }{\text{m}}} \üzerinde {2000\, {\text{cm}}^{3}}}={2\pi }^{{160\,{\text{N}}{\cancel {\cdot {\text{m}}}}} \üzer {2000\,{\text{cm}}^{{\cancel {3}}2}}}=1.005\,{\text{MPa}}

MEP ve krank mili hızından gelen güç

Biz krank mili hızı biliyoruz, biz de MEP şekilden motor gücü belirler: Örneğimizde, 160 N üzerinden motor koyar · 3600 dakikada m tork ^-1 : $P={V_{\text{d}}\cdot p_{\text{me}}\cdot N \over n_{\text{c}}}$

$n_{\metin{c}}=2$
$N=3600\,{\text{min}}^{-1}=60\,{\text{s}}^{-1}$
$V_{\text{d}}=2000\,{\text{cm}}^{3}$
$p_{\text{me}}=1.005\,{\text{MPa}}$

{2000\cdot 1.005\cdot 60 \over 2}=60.300\,{\text{W}}

Pistonlu motorlar genellikle maksimum torklarına maksimum güç çıkışından daha düşük bir dönüş hızında sahip olduklarından, BMEP tam güçte (daha yüksek dönüş hızında) daha düşüktür. Aynı motor 5400 dakikada 76 kW puan ise ^-1 = 90 s ^-1 , ve BMEP 0.844 MPa olduğu için, aşağıdaki denklem elde:

$n_{\metin{c}}=2$
$N=5400\,{\text{min}}^{-1}=90\,{\text{s}}^{-1}$
$V_{\text{d}}=2000\,{\text{cm}}^{3}$
$p_{\text{me}}=0.844\,{\text{MPa}}$

{2000\cdot 0.844\cdot 90 \over 2}=75.960\,{\text{W}}\yaklaşık 76\,{\text{kW}}

Ortalama etkili basınç türleri

Ortalama efektif basınç (MEP), konum ölçümü ve hesaplama yöntemi ile tanımlanır, yaygın olarak kullanılan bazı MEP'ler burada verilmiştir.

Fren ortalama efektif basıncı (BMEP) - Ölçülen fren torkundan hesaplanan ortalama efektif basınç.
Brüt ortalama efektif basınç (IMEP _g ) - Motor çevriminin sıkıştırma ve genişleme kısmı üzerinden silindir içi basınçtan hesaplanan ortalama etkili basınç ( dört zamanlıda 360°, iki zamanlıda 180° ). Doğrudan ölçüm, silindir basıncı algılama ekipmanı gerektirir.
Net belirtilen ortalama efektif basınç (IMEP _n ) - Tüm motor çevrimi boyunca silindir içi basınçtan hesaplanan ortalama etkili basınç (dört zamanlıda 720°, iki zamanlıda 360°). Doğrudan ölçüm, silindir basıncı algılama ekipmanı gerektirir.
Pompalama ortalama efektif basıncı (PMEP) - Emme ve egzoz valfleri boyunca silindire giren ve çıkan havayı hareket ettiren işten kaynaklanan ortalama efektif basınç. Motor çevriminin (dört zamanlıda 360°, iki zamanlıda 0°) emme ve egzoz bölümleri üzerindeki silindir içi basınçtan hesaplanır. Doğrudan ölçüm, silindir basıncı algılama ekipmanı gerektirir. PMEP = IMEP _g - IMEP _n .
Sürtünme ortalama efektif basıncı (FMEP) - Motor sürtünmesinin üstesinden gelmek için gereken teorik ortalama efektif basınç, sürtünme nedeniyle kaybedilen ortalama efektif basınç olarak düşünülebilir. Sürtünme ortalama efektif basınç hesaplaması, silindir basıncının ve dinamometre fren torkunun doğru bir şekilde ölçülmesini gerektirir. FMEP = IMEP _n - BMEP.

BMEP tipik değerleri

BMEP tipik değerleri
Motor tipi	Tipik maks. BMEP
motosiklet motoru	1,2 MPa (174,0 lbf/in ² )
Yarış arabası motoru (Formül 1)	1,6 MPa (232,1 lbf/in ² )
Binek otomobil motoru (doğal olarak emişli Otto)	1,3 MPa (188.5 lbf/in ² )
Binek otomobil motoru (turboşarjlı Otto)	2,2 MPa (319.1 lbf/in ² )
Binek otomobil motoru (turboşarjlı Dizel)	2,0 MPa (290.1 lbf/in ² )
Kamyon motoru (turboşarjlı Dizel)	2,4 MPa (348,1 lbf/in ² )
Yüksek hızlı endüstriyel Dizel motor	2,8 MPa (406,1 lbf/in ² )
Orta hızlı endüstriyel Dizel motor	2,5 MPa (362,6 lbf/in ² )
Düşük hızlı iki zamanlı Dizel motor	1,5 MPa (217,6 lbf/in ² )

Ayrıca bakınız

Sıkıştırma oranı

Notlar ve referanslar

Notlar

^ Wankel motorları dört zamanlı motorlardır, yani; yer değiştirmehazne hacmindendöner piston sayısıve 2ile çarpılarakelde edilir:(bkz. Wolf-Dieter Bensinger: Rotationskolben-Verbrennungsmotoren , Springer, Berlin/Heidelberg/New York 1973, ISBN 978-3-642-52174- 4 , s. 66) $n_{\metin{c}}=2$ $V_{\metin{d}}$ $V_{\metin{c}}$ ${\görüntüleme stili ben}$ $V_{\text{d}}=2V_{\text{c}}i$