Μαθήματα:
- Ενδεικνυόμενη ισχύς (Pi)
- Αποτελεσματική ισχύς (Pe)
- Ισχύς ISO
Ενδεικνυόμενη ισχύς (Pi)
Η ισχύς που δημιουργείται από την καύση ονομάζεται ενδεικνυόμενη ισχύς. Η αγγλική μετάφραση του "indicated power" είναι Indicated Mean Effective Pressure, με συντομογραφία: IMEP. Αυτή η εσωτερική ισχύς καθορίζεται από το ενδεικτικό διάγραμμα.
Οι παρακάτω εικόνες δείχνουν το ίδιο ενδεικτικό διάγραμμα. Η δεξιά συμβολίζει τον υπολογισμό των επιφανειών: της θετικής (μπλε) και της αρνητικής επιφάνειας (πράσινη). Όταν έχουμε προσδιορίσει τη σχετική επιφάνεια (θετικό μείον αρνητικό) μιλάμε για μέση πίεση καύσης. Στην πραγματικότητα, αυτό υπολογίζεται μαθηματικά χρησιμοποιώντας ολοκληρωτικούς υπολογισμούς.
Με την υποδεικνυόμενη ισχύ κοιτάμε τη μέση επιφάνεια στο ενδεικτικό διάγραμμα. Η ισχύς που μετράται στον στροφαλοφόρο άξονα θα είναι χαμηλότερη λόγω μηχανικών απωλειών.
Αποτελεσματική ισχύς (Pe):
Η ενεργή ισχύς (στα αγγλικά: Brake Mean Effective Pressure, συντομογραφία BMEP) είναι η ισχύς που παραμένει μετά την αφαίρεση των απωλειών τριβής από την υποδεικνυόμενη ισχύ.
Με αυτόν τον τύπο θα υπολογίσουμε την ισχύ που αποδίδει ο κινητήρας στον σφόνδυλο του στην ταχύτητα με την οποία η ροπή είναι μεγαλύτερη. Η ενεργός ισχύς θα είναι χαμηλότερη από την υποδεικνυόμενη ισχύ επειδή υπάρχουν απώλειες τριβής που συμβαίνουν από το έμβολο στους τροχούς και οι βοηθητικές μονάδες όπως η αντλία λαδιού, η αντλία ψυκτικού υγρού και ο εναλλάκτης απορροφούν ισχύ κατά τη λειτουργία του κινητήρα. Ο τύπος είναι:
Στο οποίο:
- Pe = συνολική παραδοθείσα ισχύς.
- pe = μέση πραγματική πίεση.
- Vs = όγκος διαδρομής.
- z = αριθμός κυλίνδρων.
- i = 1 για δίχρονο και 0,5 για τετράχρονο.
- n = ταχύτητα.
Ο υπολογισμός βασίζεται στα ακόλουθα δεδομένα:
- Μέση ενεργή πίεση εμβόλου: 1400000 N/m² (= 14 bar);
- Όγκος διαδρομής: 1,59 dm³ (0,3975 dm³ ανά κύλινδρο).
- Αριθμός κυλίνδρων: 4
- 4-χρονο
- Ταχύτητα: 3000 rpm.
Ακολουθεί πάλι ο υπολογισμός:
Συμπληρώνουμε τα δεδομένα και δεν λαμβάνουμε ακόμη υπόψη τις επιστημονικές σημειώσεις.
Σημαντικό: μετατρέπουμε τον όγκο διαδρομής ανά κύλινδρο από dm³ σε m³ (διαιρέστε με 1000, βλ. Υπολογίστε το περιεχόμενο). 0,3975 dm³ τότε γίνεται: 0,0003975 m³.
Από αυτό προκύπτει ότι ο κινητήρας αποδίδει ισχύ 55,7 kW στη δεδομένη ταχύτητα.
Στο προηγούμενο παράδειγμα, δόθηκε η μέση ενεργός πίεση (pe) και ζητήθηκε η παραδοθείσα ισχύς (Pe). Ωστόσο, δεν μπορούμε να προσδιορίσουμε εύκολα το pe. Εξάλλου, δεν υπάρχει εξοπλισμός μέτρησης για αυτό. Με ένα δεδομένο Pe και άγνωστο pe, μπορούμε ακόμα να το ανακαλύψουμε μετατρέποντας τον τύπο. Αυτό θα το κάνουμε στο επόμενο παράδειγμα.
Δεδομένα κινητήρα:
- Μέγιστη ισχύς: 147 kW στις 5700 σ.α.λ.
- Διάμετρος: 82.5 mm;
- Διαδρομή: 92.8mm
Εισάγουμε τα δεδομένα στον τύπο:
Μετατρέπουμε τον τύπο έτσι ώστε το άγνωστο να τοποθετείται στα αριστερά του πρόσημου σύγκρισης:
Μετατρέπουμε το αποτέλεσμα σε πίεση σε bar:
Ισχύς ISO:
Η ισχύς ISO προσδιορίζεται στη βάση δοκιμής κινητήρα, όπου ο κατασκευαστής δοκιμάζει τον κινητήρα υπό τις ακόλουθες συνθήκες λειτουργίας:
- πίεση εξωτερικού αέρα (p) = 1 bar;
- θερμοκρασία αέρα (T) = 300 K = 26,85 βαθμοί Κελσίου;
- σχετική υγρασία (RH) = 60%
- Θερμοκρασία ψυκτικού ψύκτη εισόδου αέρα (Ti) = 300 K = 26,85 βαθμοί Κελσίου.
- Χαμηλότερη τιμή θέρμανσης / τιμή θέρμανσης (H0) = 42 MJ/kg.
Σχετική σελίδα:
