Gjennomsnittlig effektivt trykk - Mean effective pressure

Gjennomsnittlig effektivt trykk
Gjennomsnittlig effektivt trykk
Vanlige symboler	s
SI -enhet	Pascal (Pa)
I SI -baseenheter	1 kg ⋅ m −1 ⋅ s −2
Avledninger fra ; andre mengder	p = W · V −1
Dimensjon

Det gjennomsnittlige effektive trykket er en mengde knyttet til driften av en frem- og tilbakegående motor og er et verdifullt mål på motorens kapasitet til å utføre arbeid som er uavhengig av motorens forskyvning . Når det er sitert som et angitt gjennomsnittlig effektivt trykk eller IMEP (definert nedenfor), kan det betraktes som gjennomsnittlig trykk som virker på et stempel under de forskjellige delene av syklusen.

Avledning

La:

{\ displaystyle W}

= arbeid per syklus i joule;

{\ displaystyle P}

= effekt i watt;

{\ displaystyle p _ {\ text {me}}}

= gjennomsnittlig effektivt trykk i pascal;

{\ displaystyle V _ {\ text {d}}}

= fortrengningsvolum i kubikkmeter;

{\ displaystyle n _ {\ tekst {c}}}

= antall omdreininger per kraftslag (for en 4-takts motor, );

{\ displaystyle n _ {\ tekst {c}} = 2}

{\ displaystyle N}

= antall omdreininger per sekund;

{\ displaystyle T}

= dreiemoment i newtonmeter.

Den kraft som frembringes av motoren er lik det arbeid pr driftssyklustider antall drifts sykluser per sekund. Hvis N er antall omdreininger per sekund, og er antall omdreininger per kraftslag, er antall slag per sekund bare forholdet. Vi kan skrive: ${\ displaystyle n _ {\ tekst {c}}}$

{\ displaystyle P = {W {N \ over n _ {\ text {c}}}}.}

Omorganisering for å sette arbeidet til venstre:

{\ displaystyle W = {P {n _ {\ text {c}} \ over N}}.}

Per definisjon:

{\ displaystyle W = p _ {\ text {me}} V _ {\ text {d}},}

så det

{\ displaystyle p _ {\ text {me}} = {Pn _ {\ text {c}} \ over V _ {\ text {d}} N}.}

Siden dreiemomentet T er relatert til vinkelhastigheten (som bare er N · 2π) og produsert effekt,

{\ displaystyle P = {2 \ pi} TN,}

da er ligningen for MEP når det gjelder dreiemoment:

{\ displaystyle p _ {\ text {me}} = {2 \ pi} {n _ {\ text {c}}} {T \ over V _ {\ text {d}}}.}

Hastigheten har falt ut av ligningen, og de eneste variablene er dreiemoment og forskyvningsvolum. Siden området med maksimal brems betyr effektive trykk for gode motorkonstruksjoner er godt etablert, har vi nå et forskyvningsuavhengig mål på dreiemomentproduserende kapasitet til et motordesign-et bestemt dreiemoment. Dette er nyttig for å sammenligne motorer med forskjellige slag. Gjennomsnittlig effektivt trykk er også nyttig for innledende designberegninger; det vil si, gitt et dreiemoment, kan standard MEP -verdier brukes til å estimere nødvendig motorvolum. Imidlertid gjenspeiler gjennomsnittlig effektivt trykk ikke det faktiske trykket inne i et individuelt brennkammer - selv om de to absolutt er relatert - og fungerer bare som et praktisk mål for ytelse.

Bremse gjennomsnittlig effektivt trykk (BMEP) beregnes ut fra målt dynamometer dreiemoment. Netto angitt gjennomsnittlig effektivt trykk (IMEP _n ) beregnes ved hjelp av angitt effekt ; dvs. trykkvolumet som er integrert i ligningen for arbeid per syklus. Noen ganger brukes begrepet FMEP (friksjon betyr effektivt trykk) som en indikator på gjennomsnittlig effektivt trykk tapt for friksjon (eller friksjonsmoment), og er bare forskjellen mellom IMEP _n og BMEP.

Eksempler

MEP fra dreiemoment og forskyvning

En firetaktsmotor gir 160 N · m dreiemoment og forskyver 2000 cm ³ = 2 dm ³ = 0,002 m ³ :

${\ displaystyle n _ {\ tekst {c}} = 2}$
${\ displaystyle T = 160 \, {\ text {N}} {\ cdot} {\ text {m}}}$
${\ displaystyle V _ {\ text {d}} = 0.002 \, {\ text {m}}^{3}}$

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

Vi får også megapascal -tallet hvis vi bruker kubikkcentimeter for : ${\ displaystyle V _ {\ text {d}}}$

${\ displaystyle n _ {\ tekst {c}} = 2}$
${\ displaystyle T = 160 \, {\ text {N}} {\ cdot} {\ text {m}}}$
${\ displaystyle V _ {\ text {d}} = 2000 \, {\ text {cm}}^{3}}$

{\ displaystyle p _ {\ text {me}} = {2 \ pi} {2} {{160 \, {\ text {N}} {\ cdot} {\ text {m}}} \ over {2000 \, {\ text {cm}}^{3}}} = {2 \ pi} {2} {{160 \, {\ text {N}} {\ cancel {\ cdot {\ text {m}}}}}} \ over {2000 \, {\ text {cm}}^{{\ cancel {3}} 2}}} = 1.005 \, {\ text {MPa}}}

Kraft fra MEP og veivakselhastighet

Hvis vi kjenner veivakselhastigheten, kan vi også bestemme motorens effekt fra MEP -figuren: I vårt eksempel setter motoren ut 160 N · m dreiemoment ved 3600 min ⁻¹ : ${\ displaystyle P = {V _ {\ text {d}} \ cdot p _ {\ text {me}} \ cdot N \ over n _ {\ text {c}}}}$

${\ displaystyle n _ {\ tekst {c}} = 2}$
${\ displaystyle N = 3600 \, {\ text {min}}^{-1} = 60 \, {\ text {s}}^{-1}}$
${\ displaystyle V _ {\ text {d}} = 2000 \, {\ text {cm}}^{3}}$
${\ displaystyle p _ {\ text {me}} = 1.005 \, {\ text {MPa}}}$

{\ displaystyle {2000 \ cdot 1.005 \ cdot 60 \ over 2} = 60 300 \, {\ text {W}}}

Siden stempelmotorer vanligvis har sitt maksimale dreiemoment ved lavere rotasjonshastighet enn maksimal effekt, er BMEP lavere ved full effekt (ved høyere rotasjonshastighet). Hvis den samme motoren er vurdert til 76 kW ved 5400 min ⁻¹ = 90 s ⁻¹ , og dens BMEP er 0,844 MPa, får vi følgende ligning:

${\ displaystyle n _ {\ tekst {c}} = 2}$
${\ displaystyle N = 5400 \, {\ text {min}}^{-1} = 90 \, {\ text {s}}^{-1}}$
${\ displaystyle V _ {\ text {d}} = 2000 \, {\ text {cm}}^{3}}$
${\ displaystyle p _ {\ text {me}} = 0.844 \, {\ text {MPa}}}$

{\ displaystyle {2000 \ cdot 0.844 \ cdot 90 \ over 2} = 75 960 \, {\ text {W}} \ ca 76 \, {\ text {kW}}}

Typer gjennomsnittlig effektivt trykk

Middel effektivt trykk (MEP) er definert av posisjonsmåling og beregningsmetode, noen ofte brukte MEPer er gitt her.

Bremse gjennomsnittlig effektivt trykk (BMEP) - Gjennomsnittlig effektivt trykk beregnet ut fra målt bremsemoment.
Brutto indikert gjennomsnittlig effektivt trykk (IMEP _g ) -Gjennomsnittlig effektivt trykk beregnet ut fra sylindertrykk over kompresjon og ekspansjonsdel av motorsyklusen (360 ° i et firetakts , 180 ° i et totakts ). Direkte måling krever utstyr for sylindertrykk.
Netto angitt gjennomsnittlig effektivt trykk (IMEP _n ) -Gjennomsnittlig effektivt trykk beregnet ut fra sylindertrykk over hele motorsyklusen (720 ° i et firetakts, 360 ° i et totakts). Direkte måling krever utstyr for sylindertrykk.
Pumpe betyr gjennomsnittlig effektivt trykk (PMEP) - Gjennomsnittlig effektivt trykk fra arbeid som flytter luft inn og ut av sylinderen, over inntaks- og eksosventilene. Beregnet ut fra sylindertrykk over inntaks- og eksosdeler av motorsyklusen (360 ° i et firetakts, 0 ° i et totakts). Direkte måling krever utstyr for sylindertrykk. PMEP = IMEP _g - IMEP _n .
Friksjon betyr effektivt trykk (FMEP) - Teoretisk gjennomsnittlig effektivt trykk som kreves for å overvinne motorfriksjon, kan betraktes som gjennomsnittlig effektivt trykk tapt på grunn av friksjon. Friksjon betyr effektiv trykkberegning krever nøyaktig måling av sylindertrykk og dynamometer bremsemoment. FMEP = IMEP _n - BMEP.

BMEP -typiske verdier

BMEP -typiske verdier
Motortype	Typisk maks. BMEP
Motorsykkelmotor	1,2 MPa (174,0 lbf/in ² )
Racerbilmotor (Formel 1)	1,6 MPa (232,1 lbf/in ² )
Personbilmotor (naturlig aspirert Otto)	1,3 MPa (188,5 lbf/in ² )
Personbilmotor (turboladet Otto)	2,2 MPa (319,1 lbf/in ² )
Personbilmotor (turboladet diesel)	2,0 MPa (290,1 lbf/in ² )
Lastebilmotor (turboladet diesel)	2,4 MPa (348,1 lbf/in ² )
Høyhastighets industriell dieselmotor	2,8 MPa (406,1 lbf/in ² )
Middels hastighet industriell dieselmotor	2,5 MPa (362,6 lbf/in ² )
Lav hastighet totakts dieselmotor	1,5 MPa (217,6 lbf/in ² )

Se også

Komprimeringsforhold

Notater og referanser

Merknader

^ Wankel-motorer er firetaktsmotorer, så; forskyvningener avledet fra kammervolumetved å multiplisere det med antall roterende stemplerog 2:(se Wolf-Dieter Bensinger: Rotationskolben-Verbrennungsmotoren , Springer, Berlin/Heidelberg/New York 1973, ISBN 978-3-642-52174- 4 , s. 66) ${\ displaystyle n _ {\ tekst {c}} = 2}$ ${\ displaystyle V _ {\ text {d}}}$ ${\ displaystyle V _ {\ tekst {c}}}$ ${\ displaystyle i}$ ${\ displaystyle V _ {\ text {d}} = 2V _ {\ text {c}} i}$

Referanser

Eksterne linker

Tiddler dampmaskin

[Wankel-2] Wankel-motorer er firetaktsmotorer, så; forskyvningener avledet fra kammervolumetved å multiplisere det med antall roterende stemplerog 2:(se Wolf-Dieter Bensinger: Rotationskolben-Verbrennungsmotoren , Springer, Berlin/Heidelberg/New York 1973, ISBN 978-3-642-52174- 4 , s. 66) ${\ displaystyle n _ {\ tekst {c}} = 2}$ ${\ displaystyle V _ {\ text {d}}}$ ${\ displaystyle V _ {\ tekst {c}}}$ ${\ displaystyle i}$ ${\ displaystyle V _ {\ text {d}} = 2V _ {\ text {c}} i}$

Languages

In other projects