Среднее эффективное давление двигателя: Среднее эффективное давление и эффективная мощность

Содержание

Среднее эффективное давление и эффективная мощность — CrewTraffic

Blogs
org/ListItem»>
Среднее эффективное давление и эффективная мощность

Среднее эффективное давление является одним из важнейших показателей, характеризующих нагрузку двигателя, полноту и своевременность сгорания топлива, степень наддува и совершенство конструкции в целом. Этот показатель часто используют для сравнительной степени форсировки по нагрузке различных двигателей или нагрузки одного и того же двигателя на разных режимах работы.

Среденее эффективное давление характеризует среднюю удельную работу цилиндра за цикл:
pe = Le/Vs,
где Le — средняя эффективная работа одного цилиндра за цикл, Vs — рабочий объем цилиндра.
Значение среднего эффективного давления приноминальной мощности находятся в следующих пределах для судовых дизелей: четырехтактных без наддува 500-600, с наддувом 1200-2500; двухтактных без наддува 450-650, с наддувом 750-1600.
Полезная мощность, отдаваемая с соединительного фланца вала дизеля гребному валопроводу, генератору или любому потребителю энергии, называется эффективной мощностью.
Эффективная мощность меньше индикаторной на мощность, затрачиваемую на преодоление механических потерь. К механическим потерям относятся потери на трение между движущимися деталями, на привод навешенных вспомогательных механизмов, вентиляционные потери между движущимися деталями и воздухом и насосные потери (потери насосных ходов в четырехтактных дизелях).
Эффективную мощность судового дизеля определяют по результатам измерения либо крутящего момента и частоты вращения, либо электрической нагрузки генератора, если дизель работает на генератор. При известных значениях крутящего момента и частоты вращения эффективная мощность определяется по формуле
Ne = πMкрn/30,
где Mкр — крутящий момент; n — частота вращения.

By continuing to browse the site, you agree to our use of cookies.

Работа и мощность двигателей: среднее индикаторное давление

Cайт Mirmarine.net просит поддержки.
Из за введенных санкций и событий с 24 февраля сайт Mirmarine.net оказался в тяжелом положении.
Если у вас есть возможность, поддержите финансово.
Поддержать

Главная
ДВС
Основы ДВС
Работа и мощность двигателей: среднее индикаторное давление

В процессе расширения, под воздействием расширяющихся газов, поршень перемещается и тепловая (внутренняя) энергия газов преобразуется в механическую работу. Величина этой работы за один цикл определяется произведением силы давления газов на перемещение поршня, равного его ходу. Однако сила давления газов на поршень непостоянна и уменьшается в период перемещения поршня. В процессе сжатия воздуха в цилиндре перемещение поршня связано с затратой механической работы. Величина этой работы равна произведению силы давления воздуха и перемещения поршня. Причем эта сила также непостоянна и увеличивается по мере приближения поршня к мертвой
точке.

Полезная механическая работа равна разности работ расширения и сжатия. Эта работа, полученная внутри цилиндра двигателя за один
цикл, называется индикаторной работой Ai. При определении Аi используют индикаторную диаграмму, показывающую в масштабе величину давления в цилиндре при любом положении поршня; диаграмму снимают с помощью индикатора давления.

На рис. 15 представлена индикаторная диаграмма двухтактного двигателя. Заштрихованная площадь диаграмммы (в масштабе) как раз и равна индикаторной работе. Индикаторную работу можно определить следующим образом: сначала при помощи планиметра найти площадь диаграммы F мм2 И измерить длину диаграммы l мм; разделив
F на l, получим среднюю высоту h мм; площадь прямоугольника высотой h равна площади диаграммы. Так как площади равны, то и величины
работ равны. Разделив высоту h на масштаб пружины индикатора m мм2/бар, получим среднее давление на цикл.

Среднее давление в цилиндре за цикл называется средним индикаторным
давлением Pi бар (10⁵ H/m2):

При подсчете Pi четырехтактного двигателя следовало бы учитывать отрицательную площадь диаграммы, ограниченную кривыми процессов впуска и выпуска (рис. 16). Практически эта отрицательная работа, связанная с насосными потерями, не учитывается, так как величина ее очень мала. У четырехтактного двигателя рабочий цикл совершается за два оборота коленчатого вала и среднее индикаторное давление Рi за цикл будет в два раза меньше, чем у подобного ему двухтактного двигателя. Однако для возможности сравнения четырехтактных
и двухтактных двигателей при определении Рi четырехтактного двигателя процессами впуска и выпуска пренебрегают. При расчете мощности это обстоятельство учитывается введением в знаменатель формулы коэффициента тактности z = 2. Для двухтактного двигателя z = 1.

Итак, мощность цилиндра двигателя (кВт)

При условии равенства среднего индикаторного давления всех цилиндров мощность двигателя равна (i – число цилиндров)

Учитывая, что :

и обозначив неизменную для конкретно рассматриваемого двигателя величину:

представим мощность выражением

Среднее индикаторное давление и средняя скорость поршня это основные характеристики двигателя. Среднее индикаторное давление
является показателем тепловой напряженности двигателя. Средняя скорость поршня характеризует его динамическую напряженность и является основным показателем моторесурса.

Среднее индикаторное давление составляет у дизелей (бар):

без наддува — Рi = 5÷7

мощных малооборотных с наддувом — Рi = 8÷12

среднеоборотных с наддувом Рi = 15÷20

форсированных с высоким наддувом Рi 22÷28

Средняя скорость поршня у мощных малооборотных дизелей достигает:Сm = 5÷6,8 м/с.

Средняя скорость поршня у среднеоборотных Сm = 8÷10 м/с.

Эффективная мощность двигателя, т.е. мощность, передаваемая потребителю, меньше индикаторной на величину механических потерь, при передаче мощности от цилиндра к фланцу коленчатого вала. Эти потери учитываются механическим коэффициентом полезного действия ɳм:

Произведение Piɳм = Ре носит название среднего эффективного
давления. Учитывая это, эффективную мощность (кВт) двигателя можно
выразить формулой:

Основы ДВС

Среднее эффективное давление (MEP)-X-Engineer.

org

Соглашение

Введение
Формула
Типы
Пример
Калькулятор

Введение

теоретический параметр, используемый для измерения производительности двигателя внутреннего сгорания (ДВС). Даже если он содержит слово «давление», это не фактическое измерение давления в цилиндре двигателя.

Давление в цилиндре ДВС постоянно меняется в течение цикла сгорания. Чтобы лучше понять изменение давления внутри цилиндра, прочитайте статью Диаграмма давление-объем (pV) и как в ДВС производится работа.

Формула

Среднее эффективное давление можно рассматривать как среднее давление в цилиндре для полного цикла двигателя. По определению среднее эффективное давление представляет собой отношение между работой и объемом двигателя:

p _me = W / V _d

(1)

где:
p _me [Па] – среднее эффективное давление
– полная работа двигателя в а5 [Дж] 40 Вт цикл
V _d [m ³ ] – объем двигателя (цилиндра)

Из уравнения (1) можно записать выражение работы двигателя в виде:

W = p _me · V _d

(2)

Существует также прямая зависимость между мощностью двигателя и произведенной работой:

W = (n _r · P) / n _e

(3)

где:
n _r [-] – число оборотов коленчатого вала (за 4-такт двигателя) ход двигателя n _r = 2 )
P [Вт] – мощность двигателя
n _e [об/с] – частота вращения двигателя

Приравнивая уравнение (2) к (3), получаем выражение среднего эффективного давления функции мощности и частоты вращения двигателя:

p _me = (n _r · P) / (n _e · V _d )

(4)

Мощность = произведение крутящего момента на скорость:

P · T ω = 2 · π · n _e · T

(5)

Заменяя (5) в (4), получаем выражение функции среднего эффективного давления крутящего момента двигателя:

p _me = (2 · π · n _r · T) / V _d

(6)

Как видно из выражения (6), среднее эффективное давление не зависит от частоты вращения двигателя. Кроме того, поскольку крутящий момент делится на мощность двигателя, параметр среднего эффективного давления можно использовать для сравнения двигателей внутреннего сгорания разного рабочего объема.

Для многоцилиндрового двигателя необходимо учитывать общий объемный объем. Для числа цилиндров n _c выражение среднего эффективного давления принимает вид: )

(7)

Назад

Типы

Среднее эффективное давление используется для первоначальных расчетов конструкции двигателя, используя крутящий момент двигателя и MEP в качестве входных данных, конструктор двигателя может рассчитать необходимый объемный объем двигателя. Помните, что среднее эффективное давление является лишь параметром для измерения производительности двигателя и не отражает фактическое давление внутри отдельной камеры сгорания.

Существуют различные «ароматы» среднего эффективного давления:

указанное среднее эффективное давление (IMEP)
тормозное среднее эффективное давление (BMEP)
трение среднее эффективное давление (FMEP)

указанное среднее эффективное давление ( IMEP) – среднее эффективное давление, рассчитанное с указанной мощностью (работой). Этот параметр не учитывает КПД двигателя.

Среднее эффективное давление в тормозной системе (BMEP) — среднее эффективное давление, рассчитанное по мощности (крутящему моменту) динамометра. Это фактическая мощность двигателя внутреннего сгорания на коленчатом валу. Тормозное среднее эффективное давление учитывает КПД двигателя.

Среднее эффективное давление трения (FMEP) является показателем среднего эффективного давления двигателя, теряемого из-за трения, и представляет собой разницу между указанным средним эффективным давлением и средним эффективным давлением в тормозной системе.

FMEP = IMEP – BMEP

(8)

Если мы знаем среднее эффективное давление трения, из уравнения (7) мы можем рассчитать момент трения T _f [Нм] как:

T _f = (n _c · V _d · FMEP) / (2 · π · n _r )

(9)

напишите функцию среднего эффективного давления тормоза, указав среднее эффективное давление:

BMEP = η _м · IMEP

(10)

откуда можно переписать выражение механического КПД в виде:

Вернуться назад

Пример

Давайте рассмотрим пример . Для 4-тактного двигателя внутреннего сгорания со следующими параметрами:

S = 97 мм (ход поршня)
B = 85 мм (диаметр цилиндра)
n _r = 2 (количество оборотов коленчатого вала за полный цикл двигателя)
n _c = 4 (количество цилиндров)
T _i = 250 Нм

= 230 Нм (эффективный крутящий момент)

рассчитать указанное среднее эффективное давление (IMEP), среднее эффективное давление тормоза (BMEP), среднее эффективное давление трения (FMEP), момент трения (T _f ) и механический КПД ( η _м ).

Шаг 1 . Вычислить поверхность поршня

S _p = (π · B ² ) / 4 = 0,0056745 м ²

Шаг 2 . Вычислить объем (перемещение) цилиндра

V _d = S _p · S = 0,0005504 м ³

Шаг 3 . Рассчитайте указанное среднее эффективное давление

IMEP = (2 · π · n _r · T _i ) / (n _c · V _d ) = 1426889,7 Па = 14,27 бар

Этап 4 . Рассчитать среднее эффективное давление в тормозной системе

BMEP = (2 · π · n _r · T _e ) / (n _c · V _d ) = 1312738,6 Шаг 5 9 092 Па 90 182 90 90 Рассчитать среднее эффективное давление трения

FMEP = IMEP – BMEP = 114151,18 Па = 1,14 бар

Шаг 6 . Рассчитать момент трения

T _f = (n _c · V _d · FMEP) / (2 · π · n _r ) = 20 Нм

это также можно легко рассчитать, вычитая эффективный крутящий момент из указанного крутящего момента:

T _f = T _i – T _e = 20 Нм

Шаг 7 . Рассчитайте механический КПД

η _м = 1 – (FMEP/IMEP) = 0,92 = 92 %

Некоторые факты о среднем эффективном тормозном моменте (BMEP) :

для любого двигателя внутреннего сгорания максимальный BMEP получается при полной нагрузке (для конкретных оборотов двигателя)
дросселирование двигателя снижает BMEP из-за более высоких насосных потерь
для фиксированного объема двигателя, если мы увеличиваем BMEP, мы создаем более эффективный крутящий момент на коленчатом валу
при том же значении BMEP, 2-тактный внутренний двигатель внутреннего сгорания имеет почти двойной крутящий момент по сравнению с 4-тактным двигателем
чем выше BMEP, тем выше механическая и термическая нагрузка на компоненты двигателя

Вы также можете проверить свои результаты, используя калькулятор ниже.

Отправляйтесь назад

Калькулятор

N _R [-]	N _C [-]	B [MM]	4 S [MM]	B [MM]	44.	T _e [Nm]


IMEP [bar] =
BMEP [bar] =
FMEP [bar] =
Момент трения, T _f [Нм] =
Механический КПД, η _м [-] =

Не забудьте поставить лайк, поделиться и подписаться!

Среднее эффективное давление в тормозной системе (BMEP): эталон производительности

ЧТО НОВОГО

ЗДЕСЬ ?EPI
Продукты
и услуги

Technical Articles and Product Descriptions

Mechanical Engineering FundamentalsPiston
Engine
TechnologyEPI
Engine
ProjectsAircraft
Engine
ConversionsDetailed
Gearbox TechnologyEPI
Gearbox
ProjectsAircraft
Propeller
TechnologySpecial
Purpose
SystemsRotorWay
Helicopter
Issues

Reference Materials

EPI
Reference
LibraryEPI Manuals
and
Publications Some
Интересное
Ссылки

Дополнительные товары

Вещи
На продажу
(иногда)

Журнал Race Engine Technology

ВВЕДЕНИЕ в Race Engine Technology ПОДПИСАТЬСЯ
на Race Engine TechnologyДОСТУПНО
НАЗАД
ВЫПУСКИ

Последнее обновление: 08 июня 2019 г.

ПРИМЕЧАНИЕ. Все наши продукты, конструкции и услуги являются УСТОЙЧИВЫМИ, ОРГАНИЧЕСКИМИ, БЕЗГЛЮТЕНОВЫМИ, НЕ СОДЕРЖАТ ГМО и не будут
расстраивать чьи-то драгоценные ЧУВСТВА или тонкие ЧУВСТВА

Мы представили темы «Тепловой КПД» и «Объемный КПД» как методы оценки потенциальной мощности данной конфигурации двигателя.

Среднее эффективное давление в тормозной системе (BMEP) — еще один очень эффективный критерий для сравнения характеристик двигателя данного типа с двигателем того же типа, а также для оценки обоснованности заявлений или требований к характеристикам.

Определение BMEP: среднее (среднее) давление, которое, ЕСЛИ бы оно воздействовало на поршни равномерно сверху вниз при каждом рабочем такте, создавало бы измеренную (тормозную) выходную мощность.

Обратите внимание, что BMEP является чисто теоретическим и не имеет НИЧЕГО общего с ФАКТИЧЕСКИМ ДАВЛЕНИЕМ В ЦИЛИНДРАХ . Это просто инструмент для оценки эффективности данного двигателя при создании крутящего момента при заданном рабочем объеме.

Глядя на уравнения 8-a и 8-b ниже, вы можете легко увидеть, что BMEP — это просто крутящий момент на кубический дюйм рабочего объема, умноженный на константу. На самом деле, многие талантливые люди, занимающиеся проектированием и разработкой двигателей, в настоящее время используют крутящий момент на кубический дюйм 9.0042 («коэффициент крутящего момента») вместо BMEP, что позволяет избежать утомительного процесса умножения.

Если вы знаете крутящий момент и объем двигателя, очень практичный способ расчета BMEP:

BMEP (psi) = 150,8 x КРУТЯЩИЙ МОМЕНТ (фунт-фут) / ОБЪЕМ (ci)

(уравнение 8-a, 4-тактный двигатель)

BMEP (psi) = 75,4 x КРУТЯЩИЙ МОМЕНТ (фунт-фут) / ОБЪЕМ (ci)

(уравнение 8-b, 2-тактный двигатель)

( ЕСЛИ вы предпочитаете показания давления в барах, а не в PSI, просто разделите PSI на 14,5)

(ЕСЛИ вас интересует происхождение этих взаимосвязей, это объясняется внизу этой страницы. )

Выходной крутящий момент 1,0 фунт-фут на кубический дюйм рабочего объема в 4-тактном двигателе равен BMEP 150,8 фунтов на квадратный дюйм. В двухтактном двигателе тот же крутящий момент в 1,0 фунт-фут на кубический дюйм составляет BMEP 75,4 фунта на квадратный дюйм. (Вывод этого отношения приведен внизу этой страницы.)

Обсуждение оставшейся части этой страницы относится к для четырехтактных двигателей , но это в равной степени относится и к двухтактным двигателям, если вы просто подставите 75,4 везде, где видите 150,8.

Этот инструмент чрезвычайно удобен для оценки характеристик, заявленных для любого конкретного двигателя. Например, «угловые» двигатели Lycoming IO-360 (200 л.с., 360 CID) и IO-540 (300 л.с., 540 CID) развивают номинальную мощность при 2700 об/мин. При таких оборотах (2700) номинальная мощность требует 389 фунт-футов (200 л.с.) и 584 фунт-футов (300 л.с.) крутящего момента соответственно. (Если вы не понимаете этот расчет, НАЖМИТЕ ЗДЕСЬ)

Из этих значений крутящего момента легко увидеть (из уравнения 8-a выше), что оба двигателя работают с BMEP около 163 фунтов на квадратный дюйм (11,25 бар, или «коэффициент крутящего момента» 1,08 фунт-фут). на кубический дюйм) при пиковой мощности. BMEP при пиковом крутящем моменте немного выше.

Для длительного срока службы (в системе отсчета самолета), безнаддувный, SI (искровое зажигание), бензиновый, с двумя клапанами на цилиндр, толкателем, BMEP более 204 фунтов на квадратный дюйм (14 бар, крутящий момент отношение 1,35) довольно труднодостижимо и требует серьезной программы разработки и очень специализированных компонентов.

Стоит отметить, что современный безнаддувный двигатель CI (с воспламенением от сжатия) может легко создать 15 бар BMEP, а некоторые дорожные двигатели CI с турбонаддувом обычно превышают 20,5 бар. Полезно помнить, что BMEP — полезный инструмент для сравнения и оценки похожих типов двигателей.

Для сравнения давайте посмотрим на двигатели, которые принято считать вершиной производительности двигателей: Формула-1 (Гран-при).

Двигатель F1 специально создан и практически не имеет ограничений. В сезоне 2006 года правила требовали 9Двигатель 0° V8 объемом 2,4 литра (146,4 CID) с максимальным диаметром отверстия 98 мм (3,858) и требуемым расстоянием между отверстиями 106,5 мм (4,193). Результирующий ход поршня для достижения 2,4 л составляет 39,75 мм (1,565) и реализован с коленчатым валом на 180°. Типичная длина штока составляет приблизительно 102 мм (4,016 дюйма) при соотношении шток/ход примерно 2,57.

Эти двигатели обычно имеют 4 клапана на цилиндр, два верхних распредвала на ряд и пневматические клапанные пружины. В дополнение к нескольким ограничениям, указанным выше, существуют следующие дополнительные ограничения: (a) отсутствие соединений бериллия, (b) отсутствие поршней MMC, (c) отсутствие впускных труб переменной длины, (d) одна форсунка на цилиндр и ( e) требование, чтобы одного двигателя хватало на два гоночных уик-энда.

В конце сезона 2006 года большинство этих двигателей F1 разгонялись до 20 000 об/мин в гоночной комплектации и имели мощность около 750 л.с. Один двигатель, для которого у меня есть цифры, достиг максимальной мощности 755 л.с. при поразительных 19 250 об/мин. При пиковой мощности 755 л.с. крутящий момент составляет 206 фунт-фут, а пиковая мощность BMEP составит 212 фунтов на квадратный дюйм. (14,63 бар). Пиковый крутящий момент в 214 фунт-футов возник при 17 000 об / мин для BMEP 220 фунтов на квадратный дюйм (15,18 бар). Не может быть никаких аргументов в пользу того, что 212 фунтов на квадратный дюйм при 19 250 об/мин — это действительно потрясающе.

Однако, давайте посмотрим на некоторые поразительные отечественные технологии .

Гоночный двигатель NASCAR CUP представляет собой силовую установку со строгими ограничениями, предположительно полученную из «производственных» компонентов, хотя по состоянию на 2010 год все 4 двигателя, участвующие в соревнованиях на этом уровне (Chevy, Dodge, Ford, Toyota), являются специально созданными гоночными двигателями. разработан специально для свода правил NASCAR.

По регламенту двигатели CUP имеют максимальный рабочий объем 358 CI (5,87 л). Они должны использовать чугунный 90-градусный блок V8 с расстоянием между отверстиями 4500 дюймов и 9Стальной коленчатый вал 0°. Головки цилиндров специально разработаны и тщательно разработаны, ограничены двумя клапанами на цилиндр, определенными углами клапанов, определенной высотой пола портов и т. д. правильно, по состоянию на 2014 год роликов по-прежнему нет; но они перешли на роликовые толкатели на сезон 2015 года) и клапанный механизм с толкателем / коромыслом / цилиндрической пружиной. Кроме того, ему мешает необходимость в одном четырехкамерном карбюраторе (до 2011 г.), а теперь (с 2012 г.), корпусе дроссельной заслонки, похожем на четырехкамерный карбюратор, и индивидуальном рабочем колесе EFI. Разрешено зажигание с электронным управлением (с 2012 г.), а также существуют требования к минимальному весу шатунов и поршней. Подробнее об этих двигателях можно узнать ЗДЕСЬ.)

Как работают эти двигатели CUP? В конце сезона 2014 года двигатели одного крупного производителя двигателей NASCAR выдавали около 880 л.с. при 9000 об/мин и работали на максимальных гоночных оборотах около 9400 об/мин.

Примите во внимание тот факт, что для производства 880 л.с. при 9000 об/мин требуется 513 фунт-фут крутящего момента при пиковой мощности BMEP почти 216 фунтов на квадратный дюйм (14,92 бар, коэффициент крутящего момента 1,43). Пиковый крутящий момент для того же двигателя обычно составлял около 535 фунт-футов при 7800 об / мин для максимального BMEP более 226 фунтов на квадратный дюйм (15,6 бар, коэффициент крутящего момента 1,50).

ЭТО действительно удивительно.

(Теперь я отвлекся на короткое разглагольствование.

Очень прискорбно, что в сезоне 2015 года мозговой трест NASCAR принял решение узаконить существование этих удивительных двигателей. В сезоне 2015 года эти же двигатели будут оснащены «Коническая прокладка» между корпусом дроссельной заслонки и впускным коллектором. Эта прокладка представляет собой не более чем причудливую ограничительную пластину, которая еще больше ограничивает количество воздуха, которое может всасывать двигатель. Это изменение правила немедленно снизило мощность двигателя примерно до 725 9 л.с.0021

И пока функционеры NASCAR болтают о «снижении стоимости гонок», это изменение правил потребовало еще больших затрат денег на исследования и разработки для разработки нового двигателя (камера сгорания, порты, направляющие коллектора, конфигурация нагнетателя, профили кулачков, клапанные пружины и т. д. и т. д. и т. д.) для оптимизации характеристик этого нового (другого) двигателя.)

Хорошо, теперь вернемся к BMEP……..

Сравните двигатель F1 цифры к цифрам двигателя CUP, чтобы получить более наглядное представление о том, насколько умны эти ребята из двигателя CUP. Кроме того, примите во внимание тот факт, что (а) один двигатель должен использоваться для каждой гонки, которая включает как минимум две тренировки, квалификационную сессию и гонку, которая может длиться до 600 миль, и (б) У двигателей Penske-Dodge, выигравших чемпионат 2012 года, не было ни одного отказа двигателя за 38 гонок сезона 2012 года.

При этом недавние победители ежегодного конкурса Engine Masters достигают BMEP более 16,9 бар (245 фунтов на квадратный дюйм, коэффициент крутящего момента 1,63! ) с безнаддувным бензиновым двигателем SI с 2 клапанами толкателя. ОДНАКО, производители свободно признают, что из-за очень агрессивных профилей кулачков, передаточных чисел коромысел, большого подъема клапанов и других компромиссов, направленных на максимизацию BMEP, эти двигатели имеют относительно короткий срок службы.

ПРИМЕЧАНИЕ. 12 января 2015 г. мы исправили следующий абзац благодаря проницательному читателю Дэну Никосону, который указал мне, что двигатель, предлагаемый Блэнтоном, представляет собой 3,8-литровый двигатель Ford V6, а не 2,8-литровый двигатель, как было указано ранее в после короткого разглагольствования об абсурдных заявлениях о власти.

Чтобы оценить значение BMEP (или крутящего момента на кубический дюйм) в качестве инструмента оценки требований к двигателю, предположим, что кто-то предлагает продать вам 3,8-литровый (232 кубических дюйма) Ford V6, который предположительно развивает мощность 290 л.с. при 5000 об/мин. и оснащен серийными алюминиевыми головками послепродажного обслуживания, серийным впускным коллектором и «высокопроизводительным» распределительным валом.

Вы можете оценить обоснованность этого заявления о мощности, рассчитав (a) , что 290 л.с. при 5000 об/мин требуют около 305 фунто-футов крутящего момента (290 x 5252 ÷ 5000) и (b) , что 305 lb-ft. крутящего момента от 232 кубических дюймов требует BMEP 198 фунтов на квадратный дюйм (150,8 x 305 ÷ 198) или коэффициент крутящего момента 1,31.

Тогда вы бы отклонили это утверждение как нелепое, потому что знаете, что если бы парень мог сотворить чудо, необходимое для достижения передаточного числа крутящего момента 1,31 с конструкцией головной части OEM, конструкцией клапанного механизма OEM и одним центрально расположенным карбюратором, он был бы известен. как один из выдающихся гуру двигателей в мире. Вы также можете предположить, что была разработана новая единица рекламируемой мощности («blantonpower»).

Для дальнейшего сравнения, чтобы достичь значения BMEP 214 фунтов на квадратный дюйм ( измерял крутящего момента в 583 фунт-фут для коэффициента крутящего момента 1,42) от нашего самолета GEN-1 V8, мы должны были очень хорошо использовать разработанные высокоскоростные головки с высокой скоростью потока, специально разработанная система впуска / нагнетания с одинаковой длиной направляющих, специально разработанная система впрыска топлива, очень хорошо разработанные профили роликовых кулачков и компоненты клапанного механизма, а также множество очень специализированные компоненты, которые мы разработали и изготовили.

ВЫВОД УРАВНЕНИЙ BMEP

Определение BMEP (среднее эффективное давление тормоза), как указано выше в начале этой страницы, таково: «среднее (среднее) давление, которое при воздействии на поршни равномерно от верха до низа каждого рабочего такта будет давать измеренную (тормозную) выходную мощность». СНОВА, ЗАМЕТЬТЕ, что BMEP является чисто теоретическим и не имеет ничего общего с фактическим давлением в цилиндре .

Если представить определение в математической форме, то получим:,

л.с. = BMEP x площадь поршня x (ход поршня / 12) x об/мин x количество импульсов мощности на оборот / 33000

Выполнив это уравнение для одноцилиндрового двигателя, BMEP (в PSI ), умноженное на площадь поршня (квадратный дюйм), дает среднее усилие, прикладываемое к поршню во время рабочего такта. Умножение этой силы на хода (дюймы, разделенные на 12, что меняет единицы измерения на футы) дает чистую РАБОТУ (в футо-фунтах), производимую поршнем, перемещающимся от ВМТ к НМТ с BMEP, действующей на него на протяжении всего этого движения. (Очевидно, что это не попытка представить реальность в камере сгорания. Как было сказано ранее, BMEP — это просто удобный инструмент для сравнения и оценки характеристик двигателя.)

Затем мощность определяется как работа в единицу времени. Следовательно, умножение РАБОТЫ (фут-фунт) на об/мин , а затем умножение на количество импульсов мощности на оборот ( PPR ) дает чистую (тормозную) мощность (фут-фунты в минуту в этом примере), производимую один цилиндр. (В одноцилиндровом двигателе PPR равен либо 1 для 2-тактного двигателя, либо 1/2 для 4-тактного двигателя. работа в минуту, разделив РАБОТУ (ft-lbs) на 33,000 меняет единицы измерения с фут-фунтов в минуту на HP.

Поскольку ясно, что площадь поршня x ход поршня — рабочий объем одного цилиндра (в кубических дюймах), то уравнение можно упростить до:

л.с. -импульсов на оборот / 33000

Мощность в л. с. также определяется как:

л.с. = крутящий момент x об/мин / 5252

Подстановка этого уравнения в предыдущее дает:

Крутящий момент x об/мин / 5252 = BMEP x (рабочий объем / 12) x об/мин x PPR / 33000

Сокращение этого уравнения дает:

BMEP = (крутящий момент3 x 12) x PPR)

Оценивая константы, 12 x 33 000 / 5252 = 75,39985, что можно безопасно приблизить к 75,4. Упрощение уравнения снова дает:

BMEP = (крутящий момент x 75,4) / (перемещение x PPR)

Также ясно, что, поскольку уравнение включает PPR (импульсы мощности на оборот), оно применимо к двигателям с любым количество цилиндров, используя общий рабочий объем, общий тормозной момент и правильный PPR.

Предположим, например, что вы измерили крутящий момент 14,45 фунт-фут от одноцилиндрового 125-кубового (7,625 CID) двигателя 2-тактного двигателя при 12 950 об/мин, вы получили бы 35,63 л. с. (285 л.с. на литр, довольно впечатляюще) верно). BMEP будет следующим:

BMEP = (14,45 x 75,4) / (7,625 x 1) = 142,9 фунта на кв. дюйм (9,85 бар) ход двигателя.

Однако предположим, что кто-то заявил, что создает такой же крутящий момент от одного цилиндра 4-тактный двигатель объемом 125 куб. см при 12 950 об/мин. Мощность останется прежней (35,63 л.с. или 285 л.с. на литр). Плотность мощности не обязательно вызвала бы тревогу (2,4-литровые двигатели F1 V8 2008 года приближались к 315 л.с. на литр), но требуемый BMEP заставил бы это утверждение считаться весьма сомнительным:

BMEP = (14,45 x 75,4) / (7,625 x 1/2) = 285,8 фунтов на кв. дюйм (19,7 бар)

То, что BMEP (19,7 бар) явно абсурдно для безнаддувного 4-тактного бензинового двигателя с искровым зажиганием (SI) . Профессор Гордон Блэр заявил, что превысить 15 бар BMEP в двигателе N/A практически невозможно, но это было несколько лет назад.

Posted inДвигатель