Soggetti:
- Potenza indicata (Pi)
- Potenza effettiva (Pe)
- Potenza ISO
Potenza indicata (Pi)
La potenza creata dalla combustione è chiamata potenza indicata. La traduzione inglese di “potenza indicata” è Indicated Mean Effective Pressure, abbreviato in: IMEP. Questo potere interno è determinato dal diagramma indicatore.
Le immagini seguenti mostrano lo stesso diagramma dell'indicatore. Quello di destra simboleggia il calcolo delle superfici: la superficie positiva (blu) e quella negativa (verde). Una volta determinata la superficie relativa (positiva meno negativa) si parla di pressione media di combustione. In realtà questo viene calcolato matematicamente utilizzando calcoli integrali.
Con la potenza indicata guardiamo la superficie media nel diagramma indicatore. La potenza misurata all'albero motore sarà inferiore a causa delle perdite meccaniche.
Potenza effettiva (Pe):
La potenza effettiva (in inglese: Brake Mean Effective Pressure, abbreviato in BMEP) è la potenza che rimane dopo aver detratto le perdite per attrito dalla potenza indicata.
Con questa formula calcoleremo la potenza che il motore eroga al suo volano alla velocità alla quale la coppia è massima. La potenza effettiva sarà inferiore alla potenza indicata perché ci sono perdite per attrito che si verificano dal pistone alle ruote e le unità ausiliarie come la pompa dell'olio, la pompa del liquido di raffreddamento e l'alternatore assorbono potenza durante il funzionamento del motore. La formula è:
In quale:
- Pe = potenza totale erogata;
- pe = pressione media effettiva;
- Vs = volume sistolico;
- z = numero di cilindri;
- i = 1 per due tempi e 0,5 per quattro tempi;
- n = velocità.
Il calcolo si basa sui seguenti dati:
- Pressione media effettiva del pistone: 1400000 N/m² (= 14 bar);
- Volume della corsa: 1,59 dm³ (0,3975 dm³ per cilindro);
- Numero di cilindri: 4
- 4 tempi
- Velocità: 3000 giri al minuto.
Di seguito è riportato nuovamente il calcolo:
Inseriamo i dati e non teniamo ancora conto delle notazioni scientifiche.
Belangrijk: convertiamo la cilindrata per cilindro da dm³ a m³ (dividi per 1000, vedi: Calcola il contenuto). 0,3975 dm³ diventa quindi: 0,0003975 m³.
Ne consegue che il motore eroga una potenza di 55,7 kW al regime indicato.
Nell'esempio precedente è stata data la pressione media effettiva (pe) ed è stata richiesta la potenza erogata (Pe). Tuttavia, non possiamo determinare facilmente pe. Dopotutto, non esistono strumenti di misurazione per questo. Con un Pe dato e un Pe sconosciuto, possiamo ancora scoprirlo convertendo la formula. Lo faremo nel prossimo esempio.
Dati di un motore:
- Potenza massima: 147 kW a 5700 giri/min;
- Foro: 82.5 mm;
- Corsa: 92.8 mm
Inseriamo i dati nella formula:
Convertiamo la formula in modo che l'incognita sia posizionata a sinistra del segno di confronto:
Convertiamo il risultato nella pressione in bar:
Potenza ISO:
La potenza ISO viene determinata sul banco prova motori, dove il produttore testa il motore nelle seguenti condizioni operative:
- pressione aria esterna (p) = 1 bar;
- temperatura dell'aria (T) = 300 K = 26,85 gradi Celsius;
- umidità relativa (UR) = 60%
- temperatura del liquido di raffreddamento del radiatore dell'aria in ingresso (Ti) = 300 K = 26,85 gradi Celsius;
- Potere calorifico inferiore/potere calorifico (H0) = 42 MJ/kg.
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