平均有効圧力 – 日本語百科事典辞書

Mean_effective_pressure

「平均有効圧力」
平均有効圧力( MEP ) は、レシプロエンジンの動作に関連する量であり、エンジンの排気量に関係なく仕事をするエンジンの能力の尺度です。図示平均有効圧力( IMEP )として引用される場合、サイクルのさまざまな部分でピストンに作用する平均圧力と考えることができます。
平均有効圧力
共通記号 p SI単位
パスカル(Pa)
SI基本単位で
1kg・m −1・s − 2
他の量
からの導出
p = W · V −1
寸法 L −1 − 2
{ {mathsf {L}}^{-1}{mathsf {M}}{mathsf {T}}^{-2}}
コンテンツ
1 導出
2 例
3 平均有効圧力の種類
4 BMEP 代表値
5 こちらもご覧ください
6 注意事項と参考文献
6.1 ノート 6.2 参考文献
7 外部リンク

導出
させて： W { W}
$W""$ =ジュール単位のサイクルあたりの仕事; P { P}
= 電力出力 (ワット); p 自分
{ p_{text{me}}}
= パスカル単位の平均有効圧力;
Ⅴ d { V_{text{d}}}
= 立方メートル単位の排水量;
n c { n_{text{c}}}
= パワーストロークあたりの回転数 (4 ストロークエンジンの場合、n c = 2
{ n_{text{c}}=2}
); N { N}
= 1 秒あたりの回転数; T { T}
= ニュートンメートル単位のトルク。
エンジンによって生成される出力は、動作サイクルあたりの仕事に 1 秒あたりの動作サイクル数を掛けた値に等しくなります。Nを 1 秒あたりの回転数とすると、n c
{ n_{text{c}}}

はパワーストロークあたりの回転数で、1 秒あたりのパワーストローク数はその比率です。私たちは書くことができます：P = W N n c .
{ P={W{N over n_{text{c}}}}.}

左に作業を配置するための並べ替え:W = P n c N .
{ W={P{n_{text{c}} over N}}.}

定義により：W = p
自分 Ⅴ d { W=p_{text{me}}V_{text{d}}，}

となることによって p 自分= P n c Ⅴ d N .
{ p_{text{me}}={Pn_{text{c}} over V_{text{d}}N}.}

トルク Tは角速度 (ちょうどN · 2π) と生成される電力に関連するため、P = 2 π T N { P={2pi}TN，}

トルクに関する MEP の式は次のとおりです。 p 自分= 2 π n
c T Ⅴ d .
{ p_{text{me}}={2pi }{n_{text{c}}}{T over V_{text{d}}}.}

速度は方程式から除外され、唯一の変数はトルクと押しのけ容積です。優れたエンジン設計の最大ブレーキ平均有効圧力の範囲は十分に確立されているため、エンジン設計のトルク生成能力の排気量に依存しない尺度、つまりある種の特定のトルクが得られます。これは、異なる排気量のエンジンを比較するのに役立ちます。平均有効圧力は、初期の設計計算にも役立ちます。つまり、トルクが与えられると、標準 MEP 値を使用して、必要なエンジン排気量を推定できます。ただし、平均有効圧力は、個々の燃焼室内の実際の圧力を反映するものではなく (両者は確かに関連していますが)、性能の便利な尺度としてのみ機能します。
ブレーキ平均有効圧力 (BMEP) は、測定された動力計のトルクから計算されます。正味の示されている平均有効圧力 (IMEP n ) は、示されている出力を使用して計算されます。すなわち、サイクル当たりの仕事の方程式における圧力容積積分。FMEP (摩擦平均有効圧力) という用語は、摩擦 (または摩擦トルク) によって失われる平均有効圧力の指標として使用される場合があり、IMEP nと BMEP の差にすぎません。

例
トルクと変位からのMEP
4 ストロークエンジンは 160 N·m のトルクを生成し、2000 cm 3 =2 dm 3 =0.002 m 3を押しのけます。n c = 2
{ n_{text{c}}=2}
T = 160 N ⋅
メートル
{ T=160，{text{N}}{cdot}{text{m}}}

Ⅴd = 0.002
メートル 3 { V_{text{d}}=0.002，{text{m}}^{3}}
p 自分= 2
π2 60N ⋅
メートル 0.002 メートル3 = 2
π2 60N ⋅
メートル 0.002 メートル3 = 1 005 310N ⋅
メートル− 2 = 10.05
バー=1.005 MPa
{ p_{text{me}}={2pi }{2}{{160，{text{N}}{cdot }{text{m}}} over {0.002， {text{m}}^{3}}}={2pi }{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}}}

立方センチメートルを使用すると、メガパスカルの数字も得られますⅤ d
{ V_{text{d}}}
: n c = 2
{ n_{text{c}}=2}
T = 160 N ⋅
メートル
{ T=160，{text{N}}{cdot}{text{m}}}

Ⅴd = 2000年 cm 3
{ V_{text{d}}=2000，{text{cm}}^{3}}
p 自分= 2
π2 60N ⋅
メートル2000年 cm 3 = 2
π2 60N ⋅
メートル000年 cm3 = 1.005 MPa
{ p_{text{me}}={2pi }{2}{{160，{text{N}}{cdot }{text{m}}} over {2000， {text{cm}}^{3}}}={2pi }{2}{{160，{text{N}}{cancel {cdot {text{m}}}}} over {2000，{text{cm}}^{{cancel {3}}2}}}=1.005，{text{MPa}}}

MEP とクランクシャフト速度からの動力
クランクシャフトの速度がわかれば、MEP の数値からエンジンの出力を決定することもできます。P =
Ⅴ d 自分
⋅N n c { P={V_{text{d}}cdot p_{text{me}}cdot N over n_{text{c}}}}

この例では、エンジンは 3600 min -1で 160 N·m のトルクを出力します。n c = 2
{ n_{text{c}}=2}
N = 3600 分 − 1 = 60 s− 1
{ N=3600，{text{min}}^{-1}=60，{text{s}}^{-1}}

Ⅴd = 2000年 cm 3
{ V_{text{d}}=2000，{text{cm}}^{3}}
p 自分= 1.005 MPa
{ p_{text{me}}=1.005，{text{MPa}}}
000年 ⋅ 1.005
⋅60 2= 60 300 W
{ {2000cdot 1.005cdot 60 over 2}=60，300，{text{W}}}

ピストンエンジンは通常、最大出力よりも低い回転速度で最大トルクを持つため、BMEP はフルパワー (より高い回転速度) で低くなります。同じエンジンの定格が 5400 min -1 = 90 s -1で 76 kW であり、その BMEP が 0.844 MPa である場合、次の式が得られます。n c = 2
{ n_{text{c}}=2}
N = 5400 分 − 1 = 90 s− 1
{ N=5400，{text{min}}^{-1}=90，{text{s}}^{-1}}

Ⅴd = 2000年 cm 3
{ V_{text{d}}=2000，{text{cm}}^{3}}
p 自分= 0.844 MPa
{ p_{text{me}}=0.844，{text{MPa}}}
000年 ⋅ 0.844
⋅90 2= 75 960 W 76
キロワット
{ {2000cdot 0.844cdot 90 over 2}=75，960，{text{W}}approx 76，{text{kW}}}

平均有効圧力の種類
平均有効圧力 (MEP) は、場所の測定と計算方法によって定義されます。一般的に使用される MEP の一部をここに示します。
ブレーキ平均有効圧力 (BMEP) – 測定されたブレーキトルクから計算された平均有効圧力。
総指示平均有効圧力 (IMEP g ) – エンジンサイクルの圧縮および膨張部分の筒内圧力から計算された平均有効圧力 ( 4 ストロークで 360°、 2ストロークで 180° )。直接測定には、シリンダー圧力感知装置が必要です。
正味平均有効圧力 (IMEP n ) – 完全なエンジンサイクル (4 ストロークで 720°、2 ストロークで 360°) にわたるシリンダー内圧力から計算された平均有効圧力。直接測定には、シリンダー圧力感知装置が必要です。
ポンピング平均有効圧力 (PMEP) – 吸気バルブと排気バルブを横切って、シリンダー内外に空気を移動させる作業からの平均有効圧力。エンジンサイクルの吸気部分と排気部分の筒内圧から計算されます (4 ストロークで 360°、2 ストロークで 0°)。直接測定には、シリンダー圧力感知装置が必要です。PMEP = IMEP g – IMEP n .
摩擦平均有効圧力 (FMEP) – エンジンの摩擦を克服するために必要な理論上の平均有効圧力は、摩擦によって失われる平均有効圧力と考えることができます。摩擦平均有効圧力の計算には、シリンダー圧力と動力計のブレーキトルクを正確に測定する必要がFMEP = IMEP n – BMEP。

BMEP 代表値
BMEP の典型的な値
エンジン型式
典型的な最大。BMEP
バイクのエンジン
1.2 MPa (174.0 lbf/in 2 )
レースカーのエンジン (フォーミュラ 1)
1.6 MPa (232.1 lbf/in 2 )
乗用車用エンジン（自然吸気オットー）
1.3 MPa (188.5 lbf/in 2 )
乗用車用エンジン（ターボ付オットー）
2.2 MPa (319.1 lbf/in 2 )
乗用車用エンジン（ターボチャージャー付ディーゼル）
2.0 MPa (290.1 lbf/in 2 )
ローリーエンジン（ターボチャージャー付ディーゼル）
2.4 MPa (348.1 lbf/in 2 )
産業用高速ディーゼルエンジン
2.8 MPa (406.1 lbf/in 2 )
中速産業用ディーゼルエンジン
2.5 MPa (362.6 lbf/in 2 )
低速2ストロークディーゼルエンジン
1.5 MPa (217.6 lbf/in 2 )

こちらもご覧ください
圧縮比
注意事項と参考文献編集

ノート
^ ヴァンケルエンジンは 4 ストロークエンジンなので、n c 2
{ n_{text{c}}=2}
; 変位Ⅴ d
{ V_{text{d}}}
チャンバー容積から導出されますⅤ c
{ V_{text{c}}}
ロータリーピストンの数を掛けることによって I { i}
および 2: Ⅴ d 2 c I
{ V_{text{d}}=2V_{text{c}}i}
(Wolf-Dieter Bensinger: Rotationskolben-Verbrennungsmotoren、Springer、Berlin/Heidelberg/New York 1973、ISBN 978-3-642-52174-4、p. 66 を参照)

参考文献
^ Heywood， JB， “”Internal Combustion Engine Fundamentals”， McGraw-Hill Inc.， 1988， p. 50 ^ Ulrich Spicher: Kapitel 3 · Kenngrößen – table 3.16: Effektiver Mitteldruck heutiger Motoren ， in Richard van Basshuysen， Fred Schäfer (eds.): Handbuch Verbrennungsmotor – Grundlagen · Komponenten · Systeme · Perspektiven ， 8th edition， Springer， Wiesbaden 2017， ISBN 978 -3-658-10901-1、DOI 10.1007/978-3-658-10902-8_3、p. 27

外部リンク
ブレーキ平均有効圧力 (bmep)、出力とトルク、ファクトリーパイプ
平均有効圧力について、Harleyc.com
ティドラー蒸気機関”