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Presión media efectiva

La presión media efectiva ( MEP ) es una cantidad relacionada con el funcionamiento de un motor alternativo y es una medida de la capacidad de un motor para realizar un trabajo que es independiente del desplazamiento del motor . [1] A pesar de tener la dimensión de presión, la MEP no se puede medir. [2] Cuando se cita como una presión media efectiva indicada ( IMEP ), puede considerarse como la presión promedio que actúa sobre un pistón durante las diferentes partes de su ciclo . Cuando se restan las pérdidas por fricción de la IMEP, el resultado es la presión media efectiva del freno ( BMEP ).

Derivación

Dejar:

= potencia de salida en vatios;
= presión efectiva media en megapascal;
= volumen de desplazamiento en centímetros cúbicos;
= número de ciclos por revolución (para un motor de 4 tiempos, , para un motor de 2 tiempos, ); [Nota 1]
= número de revoluciones por segundo;
velocidad angular, es decir ;
= par en newton-metro.

Luego, BMEP se puede utilizar para determinar la potencia de salida de un motor de la siguiente manera:

Como sabemos que el poder es:

Ahora vemos que BMEP es una medida para expresar el torque por desplazamiento:

Y por lo tanto, la ecuación para BMEP en términos de torque es:

La velocidad ha quedado fuera de la ecuación y las únicas variables son el par motor y el volumen de desplazamiento. Dado que el rango de presiones medias efectivas máximas de frenado para buenos diseños de motores está bien establecido, ahora tenemos una medida independiente del desplazamiento de la capacidad de producción de par motor de un diseño de motor: un par motor específico de algún tipo. Esto es útil para comparar motores de diferentes desplazamientos. La presión media efectiva también es útil para los cálculos iniciales de diseño; es decir, dado un par motor, se pueden utilizar valores MEP estándar para estimar el desplazamiento requerido del motor. Sin embargo, la presión media efectiva no refleja las presiones reales dentro de una cámara de combustión individual (aunque las dos están ciertamente relacionadas) y solo sirve como una medida conveniente del rendimiento. [2]

La presión media efectiva de frenado (BMEP) se calcula a partir del par medido en el dinamómetro . La presión media efectiva indicada neta (IMEP) se calcula utilizando la potencia indicada ; es decir, la integral del volumen de presión en la ecuación de trabajo por ciclo. A veces, el término FMEP (presión media efectiva de fricción) se utiliza como un indicador de la presión media efectiva perdida por fricción (o par de fricción) y es simplemente la diferencia entre IMEP y BMEP. [3]

Ejemplos

MEP de par y cilindrada

Un motor de cuatro tiempos produce 159 N·m de par y tiene una cilindrada de 2000 cm3 .

Potencia del MEP y velocidad del cigüeñal

Si conocemos la velocidad del cigüeñal, también podemos determinar la potencia de salida del motor a partir de la cifra MEP: En nuestro ejemplo, el motor genera 159 N·m de torque a 3600 min −1 (=60 s −1 ):

De este modo:

Como los motores de pistón suelen tener su par máximo a una velocidad de rotación inferior a la de la potencia máxima de salida, la BMEP es inferior a plena potencia (a una velocidad de rotación superior). Si el mismo motor tiene una potencia nominal de 72 kW a 5400 min −1 = 90 s −1 y su BMEP es de 0,80 MPa, obtenemos la siguiente ecuación:

Entonces:

Tipos de presiones medias efectivas

La presión efectiva media (MEP) se define por la ubicación de la medición y el método de cálculo; aquí se dan algunas MEP comúnmente utilizadas:

Valores típicos de BMEP

Véase también

Notas y referencias

Notas

  1. ^ Los motores Wankel son motores de cuatro tiempos, por lo que el desplazamiento se deriva del volumen de la cámara multiplicándolo por el número de pistones rotatorios y 2: (ver Wolf-Dieter Bensinger : Rotationskolben-Verbrennungsmotoren , Springer, Berlín/Heidelberg/Nueva York 1973, ISBN 978-3-642-52174-4 , pág. 66) 

Referencias

  1. ^ Heywood, JB, "Fundamentos del motor de combustión interna", McGraw-Hill Inc., 1988, pág. 50
  2. ^ ab Schreiner, Klaus (25 de mayo de 2011). Basiswissen Verbrennungsmotor (en alemán). Wiesbaden: Vieweg+Teubner Verlag. pag. 41.ISBN 978-3-8348-1279-7.
  3. ^ ab Ulrich Spicher: Kapitel 3 · Kenngrößen - tabla 3.16: Effektiver Mitteldruck heutiger Motoren , en Richard van Basshuysen, Fred Schäfer (eds.): Handbuch Verbrennungsmotor – Grundlagen · Komponenten · Systeme · Perspektiven , octava edición, Springer, Wiesbaden 2017, ISBN 978-3-658-10901-1, DOI 10.1007/978-3-658-10902-8_3, pág. 24
  4. ^ Ulrich Spicher: Kapitel 3 · Kenngrößen - tabla 3.16: Effektiver Mitteldruck heutiger Motoren , en Richard van Basshuysen, Fred Schäfer (eds.): Handbuch Verbrennungsmotor – Grundlagen · Komponenten · Systeme · Perspektiven , octava edición, Springer, Wiesbaden 2017, ISBN 978 -3-658-10901-1, DOI 10.1007/978-3-658-10902-8_3, pág. 26, fórmula 3.48
  5. ^ Ulrich Spicher: Kapitel 3 · Kenngrößen - tabla 3.16: Effektiver Mitteldruck heutiger Motoren , en Richard van Basshuysen, Fred Schäfer (eds.): Handbuch Verbrennungsmotor – Grundlagen · Komponenten · Systeme · Perspektiven , octava edición, Springer, Wiesbaden 2017, ISBN 978 -3-658-10901-1, DOI 10.1007/978-3-658-10902-8_3, pág. 27

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