평균 유효 압력

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평균 유효 압력
공통 기호	p
SI 단위	파스칼(Pa)
SI 기준 단위	1 kg µs−1−2
파생상품 기타 수량	p = W·V−1
치수	${\displaystyle {\mathsf {L}}{-1}{\mathsf {T}}^{-2}}$

평균 유효 압력(MEP)은 왕복 엔진의 작동과 관련된 양으로, ^[1]엔진 배기량과 무관한 작업을 수행할 수 있는 엔진 용량을 측정합니다.지시 평균 유효 압력(IMEP)으로 인용할 경우, 피스톤 사이클의 다양한 부분에서 피스톤에 작용하는 평균 압력으로 간주할 수 있습니다.

파생

다음 중 하나를 선택해주세요.

$(\displaystyle$ W$)$ =$$ 사이클당 작업(줄 단위)

${\displaystyle P}${\$displaystyle$ P$}$ =$$ 출력(와트)

${\displaystyle {\text{p}}_{}}$ me$${\$displaystyle p_{\text{me}}}$ =$$ 파스칼 단위의 유효 압력을 의미한다.

${\displaystyle V_{}}$d {\$displaystyle V_{\text{$d}}} =$$ 체적(입방미터 단위)

${\displaystyle n_{}}$ c$${\$displaystyle n_{\text{c}}}$ =$$ 파워 스트로크당 회전수(4 스트로크 엔진의 $경우{\displaystyle {}_{}}$ n ${\displaystyle c_{}}$ $=$ $(\displaystyle n_{\text{c$}}}=$2});$^{[Note 1]}

${\displaystyle N}${\$displaystyle$ N$}$ =$$ 초당 회전수

${\displaystyle T}${\$displaystyle$ T$}$ =$$ 토크(단위: 뉴턴 미터).

엔진에서 생성되는 출력은 작동 주기당 수행된 작업에 초당 작동 주기 수를 곱한 값과 같습니다.N이 초당 $회전수$이고 n$$ {\$displaystyle n_{\text{c}}}$이(가) 파워 스트로크당 회전수일 경우 초당 파워 스트로크 수는 그 비율입니다.다음과 같이 쓸 수 있습니다.

${\displaystyle P={W{N\over n_{\text{c}}}}}.}$

작업을 왼쪽에 배치하기 위한 순서 변경:

${\displaystyle W={P{n_{\text{c}}\over N}}.$

정의:

$\displaystyle W=p_{\text{me}}V_{\text{d}},}$

하도록

${\displaystyle p_{\text{me}}={Pn_{\text{c}}\over V_{\text{d}}N}}}}$

토크 T는 각속도(N·2µ) 및 출력과 관련이 있기 때문에,

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

토크의 관점에서 MEP의 공식은 다음과 같습니다.

${\displaystyle p_{\text{me}}={2\pi}{n_{\text{c}}}{T\over V_{\text{d}}}}.}$

속도는 방정식에서 벗어났고, 유일한 변수는 토크와 변위량입니다.양호한 엔진 설계를 위한 최대 브레이크 평균 유효 압력의 범위가 잘 확립되어 있기 때문에, 이제 엔진 설계의 토크 생성 용량(특정 토크)에 대한 변위 독립적 측정값을 갖게 되었습니다.이 기능은 배기량이 다른 엔진을 비교할 때 유용합니다.평균 유효 압력은 초기 설계 계산에도 유용합니다. 즉, 토크가 주어지면 표준 MEP 값을 사용하여 필요한 엔진 배기량을 추정할 수 있습니다.그러나 평균 유효 압력은 개별 연소실 내부의 실제 압력을 반영하지 않으며(두 압력은 분명히 관련이 있음에도 불구하고), 성능의 편리한 척도로만 사용됩니다.

브레이크 평균 유효 압력(BMEP)은 측정된 동력계 토크에서 계산됩니다.순지시 평균유효압력(IMEP_n)은 지시된 동력, 즉 사이클당 작업에서의 압력량 적분을 사용하여 계산된다.때로는 FMEP(마찰 평균 유효 압력)라는 용어가 마찰(또는 마찰 토크)로 손실된 평균 유효 압력의 지표로 사용되며 IMEP와_n BMEP의 차이일 뿐입니다.

예

토크 및 변위로부터의 MEP

4행정 엔진은 160N/m의 토크를 발생시키며, 2000cm³=2dm³=0.002m³:

• $\displaystyle n_{\text{c}}=2}$
• ${\displaystyle T=160,{\text{N}}{\cdot}{\text{m}}}$
• ${\displaystyle V_{\text{d}}=0.002,{\text{m}}^{3}}$

${\displaystyle p_{\text{me}}={2\pi}{2}{160,{\text{\text}N}}{\cdot}{\text{m}}\over {0.002,{\text{m}^{3}}={2\pi}{2}{160,{\text{}N}} {\cdot {\text{m}}} \over {0.002,{\text{m}}^{\text{3}}2}}=1,005,190,{\text{\text}}N}}{\cdot}{\text{m}}^{-2}=10.05,{\text{bar}=1.005,{\text{MPa}}}$

${\displaystyle {또한}_{}}$V d \ $displaystyle$ V$_$ { \$text$ { d$$} $\}$에 입방 센티미터를 사용하는 경우에도 메가파스칼 수치를 얻을 수 있습니다.

• $\displaystyle n_{\text{c}}=2}$
• ${\displaystyle T=160,{\text{N}}{\cdot}{\text{m}}}$
• $\displaystyle V_{\text{d}}=2000,{\text{cm}}^{3}}$

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

MEP 및 크랭크축 속도에서 출력

크랭크축 속도를 알면 MEP 수치에서도 엔진의 출력을 확인할 수 있습니다. $P{\displaystyle }$ ${\displaystyle =}$ ${\displaystyle \frac{V_{}}{}}$ d${\displaystyle \frac{{}_{}{}_{}}{}}$ p ${\displaystyle \frac{{\text{me}}_{}n}{}}$ ${\displaystyle \frac{{}_{}}{}}$ ${\displaystyle \frac{n_{}}{}}$ c$=$ {$V_${\$text{d}}\cdot p_{\text{$me$}}\cdot$ N $\over n_{\text{c}}}}.$
이 예에서 엔진은 3600분⁻¹ 동안 160N/m의 토크를 출력합니다.

• $\displaystyle n_{\text{c}}=2}$
• ${\displaystyle N=3600,{\text{min}}^{-1}=60,{\text{s}^{-1}}$
• $\displaystyle V_{\text{d}}=2000,{\text{cm}}^{3}}$
• $\displaystyle p_{\text{me}}=1.005,{\text{MPa}}}$

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

피스톤 엔진은 일반적으로 최대 출력보다 낮은 회전 속도에서 최대 토크를 가지므로 최대 출력(높은 회전 속도)에서 BMEP는 더 낮습니다.동일한 엔진이 5400분⁻¹ = 90초에서⁻¹ 76kW 정격이고 BMEP가 0.844MPa이면 다음과 같은 방정식을 얻을 수 있습니다.

• $\displaystyle n_{\text{c}}=2}$
• ${\displaystyle N=param,{\text{min}}^{-1}=90,{\text{s}^{-1}}$
• $\displaystyle V_{\text{d}}=2000,{\text{cm}}^{3}}$
• ${\displaystyle p_{\text{me}}=0.844,{\text{MPa}}}$

${\displaystyle {2000\cdot 0.844\cdot 90\over 2)=75,960,{\text{W}}\약 76,{\text{k}W}}}$

평균 유효 압력의 유형

평균 유효 압력(MEP)은 위치 측정 및 계산 방법에 의해 정의되며, 일반적으로 사용되는 MEP는 여기에 제시되어 있습니다.

• 브레이크 평균 유효 압력(BMEP) - 측정된 브레이크 토크에서 계산된 평균 유효 압력.
• 총 표시 평균 유효 압력(IMEP_g) - 엔진 사이클의 압축 및 팽창 부분에 대한 실린더 내 압력에서 계산된 평균 유효 압력(4행정 360°, 2행정 180°).직접 측정에는 실린더 압력 감지 장비가 필요합니다.
• 순표시 평균 유효 압력(IMEP_n) - 전체 엔진 사이클에 걸쳐 실린더 내 압력에서 계산된 평균 유효 압력(4행정에서는 720°, 2행정에서는 360°).직접 측정에는 실린더 압력 감지 장비가 필요합니다.
• 펌핑 평균 유효 압력(PMEP) - 흡기 및 배기 밸브를 통해 실린더 안팎으로 공기를 이동하는 작업으로부터의 평균 유효 압력입니다.엔진 사이클의 흡기 및 배기 부분에 대한 실린더 내 압력으로 계산됩니다(4행정 360°, 2행정 0°).직접 측정에는 실린더 압력 감지 장비가 필요합니다.PMEP = IMEP_g - IMEP_n.
• 마찰 평균 유효 압력(FMEP) - 엔진 마찰을 극복하는 데 필요한 이론적인 평균 유효 압력은 마찰로 인해 손실되는 평균 유효 압력으로 간주할 수 있습니다.마찰 평균 유효 압력을 계산하려면 실린더 압력 및 동력계 브레이크 토크를 정확하게 측정해야 합니다.FMEP = IMEP_n - BMEP.

BMEP 표준값

BMEP 표준값^[2]

엔진 타입	표준 최대값BMEP
모터바이크 엔진	1.2 MPa (174.0 lbf/in2)
경주용 자동차 엔진(Formula 1)	1.6 MPa (232.1 lbf/in2)
승용차 엔진(자연 흡기 오토)	1.3 MPa (188.5 lbf/in2)
승용차 엔진(터보차지 오토)	2.2 MPa (319.1 lbf/in2)
승용차 엔진(터보차지 디젤)	2.0 MPa (290.1 lbf/in2)
대차 엔진(터보차지 디젤)	2.4 MPa (348.1 lbf/in2)
고속 산업용 디젤 엔진	2.8 MPa (406.1 lbf/in2)
중속 산업용 디젤 엔진	2.5 MPa (362.6 lbf/in2)
저속 2행정 디젤 엔진	1.5 MPa (217.6 lbf/in2)

「 」를 참조해 주세요.

• 압축비

주 및 참고 자료

메모들

레퍼런스

외부 링크

• 브레이크 평균 유효 압력(bmep), 출력 및 토크, 공장 파이프
• 평균 유효 압력에 대한 모든 정보, Harleyc.com

• 티들러 증기 기관