Эффективное давление: Среднее эффективное давление — Mean effective pressure

Работа и мощность двигателей: среднее индикаторное давление

В процессе расширения, под воздействием расширяющихся газов, поршень перемещается и тепловая (внутренняя) энергия газов преобразуется в механическую работу. Величина этой работы за один цикл определяется произведением силы давления газов на перемещение поршня, равного его ходу. Однако сила давления газов на поршень непостоянна и уменьшается в период перемещения поршня. В процессе сжатия воздуха в цилиндре перемещение поршня связано с затратой механической работы. Величина этой работы равна произведению силы давления воздуха и перемещения поршня. Причем эта сила также непостоянна и увеличивается по мере приближения поршня к мертвой точке.

Полезная механическая работа равна разности работ расширения и сжатия. Эта работа, полученная внутри цилиндра двигателя за один цикл, называется индикаторной работой Ai. При определении Аi используют индикаторную диаграмму, показывающую в масштабе величину давления в цилиндре при любом положении поршня; диаграмму снимают с помощью индикатора давления.

На рис. 15 представлена индикаторная диаграмма двухтактного двигателя. Заштрихованная площадь диаграмммы (в масштабе) как раз и равна индикаторной работе. Индикаторную работу можно определить следующим образом: сначала при помощи планиметра найти площадь диаграммы F мм2 И измерить длину диаграммы l мм; разделив F на l, получим среднюю высоту h мм; площадь прямоугольника высотой h равна площади диаграммы. Так как площади равны, то и величины работ равны. Разделив высоту h на масштаб пружины индикатора m мм2/бар, получим среднее давление на цикл.

Среднее давление в цилиндре за цикл называется средним индикаторным давлением Pi бар (10⁵ H/m2):

При подсчете Pi четырехтактного двигателя следовало бы учитывать отрицательную площадь диаграммы, ограниченную кривыми процессов впуска и выпуска (рис. 16). Практически эта отрицательная работа, связанная с насосными потерями, не учитывается, так как величина ее очень мала.

У четырехтактного двигателя рабочий цикл совершается за два оборота коленчатого вала и среднее индикаторное давление Рi за цикл будет в два раза меньше, чем у подобного ему двухтактного двигателя. Однако для возможности сравнения четырехтактных и двухтактных двигателей при определении Рi четырехтактного двигателя процессами впуска и выпуска пренебрегают. При расчете мощности это обстоятельство учитывается введением в знаменатель формулы коэффициента тактности z = 2. Для двухтактного двигателя z = 1.

Итак, мощность цилиндра двигателя (кВт)

При условии равенства среднего индикаторного давления всех цилиндров мощность двигателя равна (i – число цилиндров)

Учитывая, что :

и обозначив неизменную для конкретно рассматриваемого двигателя величину:

представим мощность выражением

Среднее индикаторное давление и средняя скорость поршня это основные характеристики двигателя. Среднее индикаторное давление является показателем тепловой напряженности двигателя. Средняя скорость поршня характеризует его динамическую напряженность и является основным показателем моторесурса.

Среднее индикаторное давление составляет у дизелей (бар):

• без наддува — Рi = 5÷7
• мощных малооборотных с наддувом — Рi = 8÷12
• среднеоборотных с наддувом Рi = 15÷20
• форсированных с высоким наддувом Рi 22÷28

Средняя скорость поршня у мощных малооборотных дизелей достигает:Сm = 5÷6,8 м/с.

Средняя скорость поршня у среднеоборотных Сm = 8÷10 м/с.

Эффективная мощность двигателя, т.е. мощность, передаваемая потребителю, меньше индикаторной на величину механических потерь, при передаче мощности от цилиндра к фланцу коленчатого вала. Эти потери учитываются механическим коэффициентом полезного действия ɳм:

Произведение Piɳм = Ре носит название среднего эффективного давления. Учитывая это, эффективную мощность (кВт) двигателя можно выразить формулой:

Похожие статьи

Среднее эффективное давление и эффективная мощность двигателя

Помимо увеличения р за счёт качества смесеобразования и осуществления рабочего процесса при теоретически необходимых количествах воздуха, повышение среднего эффективного давления оказалось возможным получить путём увеличения давления воздуха на всасывании. Этот метод увеличения среднего эффективного давления и литровой мощности двигателя носит название метода наддува.   [c.410]
Воздухоохладители. Температура воздуха при сжатии его в агрегатах наддува повышается в зависимости от степени повышения давления. Охлаждение сжатого воздуха перед поступлением его в двигатель позволяет повысить среднее эффективное давление и, следовательно, мощность двигателя (см. рис. 65).  [c.106]

Наиболее перспективными конструкциями двигателя Стирлинга, обеспечивающими высокие удельные показатели по мощности, экономичности, массе и объему являются У-образные двигатели и двигатели с барабанным расположением цилиндров двойного действия. В настоящее время достигнутые эффективные к. п. д. двигателя Стирлинга находятся на уровне к. п. д. дизелей такой же мощности и возможно существенное повышение его. По величине среднего эффективного давления и литровой мощности двигатели Стирлинга превосходят дизели. Основные параметры некоторых конструкций двигателей Стирлинга приведены в табл. 8.  

[c.143]

Увеличение степени сжатия приводит к повышению среднего эффективного давления и, следовательно, мощности и экономичности двигателя.  [c.40]

Для того чтобы обеспечить полное сгорание, в цилиндр дизеля приходится вводить меньше топлива, чем теоретически возможно для данного количества воздуха. Следовательно, дизели работают при коэффициенте избытка воздуха большем единицы (в зависимости от типа двигателя при максимальной нагрузке а ==1,2—1,7). Высокое значение коэффициента избытка воздуха, характеризующее неполное использование воздушного заряда в рабочем объеме цилиндра, является одной из причин, определяющих более низкую величину среднего эффективного давления и литровой мощности дизелей по сравнению с карбюраторными двигателями.  

[c.221]

При работе двигателя на холостом ходу внешняя нагрузка отсутствует и, следовательно, его среднее эффективное давление и эффективная мощность равны нулю, а удельный расход топлива, затрачиваемый на 1 л. с.-ч, равен бесконечности. Поэтому нормировать расходы топлива на холостом ходу весьма затруднительно. Для определения расходов топлива в этих условиях можно использовать следующий метод.  [c.248]

СРЕДНЕЕ ЭФФЕКТИВНОЕ ДАВЛЕНИЕ И ЭФФЕКТИВНАЯ МОЩНОСТЬ ДВИГАТЕЛЯ  [c.129]

Постоянные, установленные в двигателях фазы распределения являются наивыгоднейшими только для определенного числа оборотов. Каждому числу оборотов соответствует такая фаза распределения, при которой коэффициент наполнения, а также среднее эффективное давление и эффективная мощность (на полном открытии дросселя в карбюраторных и газовых двигателях и на максимальной подаче топлива в дизелях) достигают по сравнению с другими фазами распределения наибольшего значения.

 [c.288]

Осуществить хорошее смесеобразование внутри цилиндра в течение времени, измеряемого тысячными долями секунды, затруднительно. Поэтому дизели, как правило, работают с коэффициентом избытка воздуха значительно большим единицы. Вследствие этого снижается максимальная и средняя за цикл температура газа в цилиндре (по сравнению с карбюраторными двигателями) и уменьшаются отвод теплоты в систему охлаждения и потери с выпускными газами, что является одной из причин высокой экономичности дизеля. Однако неполное использование воздуха в цилиндре дизеля снижает среднее эффективное давление и литровую мощность.   [c.205]

В результате теплового расчета определяют среднее эффективное давление и эффективную мощность, число цилиндров, частоту вращения коленчатого вала и тактность двигателя. Из формулы эффективной мощности можно определить рабочий объем цилиндра двигателя  [c. 152]

Если сравнить его с весьма распространенным во время второй мировой войны американским Пратт-Уитни К-1830 (см. табл. 11) и многими другими, можно видеть, что М-88 имел меньшие на 30—40% средние эффективное давление и литровую мощность. Поэтому завод перед самой войной создал опытные двигатели М-89 мощностью 1300 л. с. на высоте 6000 м за счет увеличения давления наддува и степени сжатия а в 1941 г. — 18-цилиндровый мотор М-90 взлетной мощностью 2000 л. с. Однако в связи с началом Великой Отечественной войны и срочной эвакуацией завода вопрос об освоении этих двигателей не поднимался. Более того, под сомнением была даже целесообразность восстановления на эвакуированном заводе производства освоенных уже М-88. Однако, бомбардировщикам надо было летать, Ил-4 шел в серии, и моторы М-88 начали делать в Сибири в неприспособленных корпусах, часто почти под открытым небом. Жизнь показала, что это было правильно — моторы М-88 продержались в производстве в течение всей войны. Может возникнуть вопрос, почему все остальные советские моторы обозначались инициалами главного  

[c. 97]

Задача 5.4. Определить индикаторную мощность и среднее индикаторное давление четырехцилиндрового четырехтактного дизельного двигателя, если эффективная мощность jV =100 кВт, угловая скорость вращения коленчатого вала ш = 157 рад/с, степень сжатия Е= 15, объем камеры сгорания F = 2,5 Ю м и механический кпд tj = 0,84.  

[c.164]

Задача 5.9. Определить среднее индикаторное давление и среднее давление механических потерь восьмицилиндрового четырехтактного карбюраторного двигателя, если эффективная мощность iVe=145 кВт, диаметр цилиндра Z) = 0,1 м, ход поршня 5=0,09 м, средняя скорость поршня с = 12,0. м/с и механический кпд >/ = 0,8.  [c.165]

Задача 5.16. Определить среднее эффективное давление и среднее давление механических потерь двухцилиндрового четырехтактного дизельного двигателя, если эффективная мощность iV =18 кВт, диаметр цилиндра Z) = 0,105 м, ход поршня 5=0,12 м, частота вращения коленчатого вала = 30 об/с и механический кпд —  [c. 166]

К числу таких характеристик относятся зависимости от числа оборотов крутящего момента М, эффективной мощности N , среднего эффективного давления и других показателей работы двигателя, т. е. М = f (п) N, = f (п) р, = f (п) и т. д.  [c.69]

Уравнение (24) и могло бы служить для определения Уь, если бы мы знали Ре. Тогда при выбранных оборотах мотора п и заданной мощности Ме легко найти Уь. Но среднее эффективное давление изменяется в авиационных двигателях, в зависимости от условий, от 5 до 9,5 кг/см , а потому удачный выбор Ре, с учетом всех обстоятельств работы, весьма сомнителен. Возможна ошибка в 100%. Необходимо выделить влияние на Ре различных факторов как теплового, так и конструктивного значения.  [c.177]

По заданным значениям эффективной мощности числу оборотов в минуту п и тактности т, числу цилиндров / и выбранному среднему эффективному давлению определяют литраж цилиндра двигателя из формулы  [c. 313]

Точка с на кривой мощности двигателя соответствует максимальному среднему эффективному давлению и максимальному крутящему моменту двигателя. Эта точка определяется координатами Лм и Ыл-  [c.38]

Наиболее эффективным и рациональным средством повышения мощности двигателя в настояш ее время является увеличение среднего эффективного давления Ре посредством наддува двигателя, т. е. за счет,повышения весового заряда воздуха, поступающего в цилиндр.  [c.89]

В настоящее время наддув является основным и наиболее действенным способом повышения среднего эффективного давления, а следовательно, и литровой мощности двигателей самого различного назначения, в частности двигателей боевых и транспортных машин. Наддув принято характеризовать абсолютным давлением воздуха за нагнетателем.  [c.434]

Перенос индикаторной диаграммы р — а° в координатную-систему давление — объем (р — V») позволяет планиметрированием определить индикаторную работу, и по ней такие важные показатели удельной работы и экономичности рабочего цикла двигателя, как среднее индикаторное давление и индикаторный расход топлива. Зная эффективную мощность, развиваемую двигателем,, можно найти величину механических потерь двигателя.  [c.222]

Задачей теплового расчета рабочего процесса двигателя внутреннего сгорания являются определение показателей, характеризующих экономичность и эффективность цикла в данных конкретных условиях и необходимых для расчета деталей на прочность, жесткость и износоустойчивость. На основании теплового расчета можно с достаточной для практики точностью построить индикаторную диаграмму, подсчитать среднее индикаторное давление и по заданной мощности определить размеры и число цилиндров для вновь проектируемых двигателей.  [c.247]

Обычно при эксплуатации двигателей в стационарных установках требуется сохранение по возможности постоянного скоростного режима. Поэтому для таких двигателей выявлять только скоростную характеристику нецелесообразно основные показатели двигателя (эффективную мощность, среднее эффективное давление, индикаторную мощность, расход топлива, эффективный, индикаторный и механический к. п.д. и т.д.) лучше оценивать при неизменном числе оборотов в зависимости от изменения одного из показателей, отражающих нагрузку двигателя. Подобными показателями могут быть эффективная мощность, среднее эффективное давление или крутящий момент двигателя. Такие зависимости называются нагрузочными характеристиками. В карбюраторных двигателях нагрузочные характеристики иногда называют еще дроссельными.  [c.299]

Немаловажным фактором, определяющим моторесурс двигателя, является диаметр цилиндра. Многолетней практикой установлено, что увеличение диаметра цилиндра обеспечивает и большой срок службы дизеля. Дизелестроительной фирмой МАК (ФРГ) были проведены контрольные сравнительные испытания двух двигателей с одним средним эффективным давлением и средней скоростью поршня, но с разными диаметрами поршня и частотой вращения. Первый дизель имел диаметр цилиндра 175 мм, ход поршня 210 мм и номинальную мощность 800 л. с. при 50  [c.50]

Из выражения (21) видно, что при увеличении диаметра цилиндра необходимо для обеспечения постоянства перечисленных показателей снижать или число оборотов или среднее эффективное давление. Поэтому эффективная мощность двигателя возрастает пропорционально не кубу, а квадрату диаметра цилиндра. Литровая мощность (мощность, отнесенная к рабочему объему цилиндров) снижается пропорционально диаметру цилиндра, а удельный вес двигателя (вес, отнесенный к эффективной мощности) возрастает пропорционально диаметру. С увеличением диаметра цилиндра уменьшается жесткость на изгиб деталей и двигателя в целом.  [c.54]

В двигателях высокого сжатия коэфициент избытка воздуха а > 1, и поэтому в этих двигателях имеются возможности за счёт дальнейшего улучшения качества распыливания и смесеобразования увеличить среднее эффективное давление и повысить литровую мощность двигателя.  [c.410]

Из этого выражения видно, что при всех прочих равных условиях среднее эффективное давление является функцией удельного веса во. здуха С увеличением увеличивается среднее эффективное давление р и, следовательно, мощность двигателя N .  [c.411]

Технико-экономические показатели двигателя всегда зависят от особенностей и состояния рабочего процесса. Наиболее полно качество рабочего процесса характеризуется двумя показателями — средним индикаторным давлением и индикаторным к. п. д., от которых в свою очередь зависят мощность и эффективный к. п. д. Средним индикаторным давлением называется давление, представляющее собой отношение работы газа в цилиндре в течение цикла к рабочему объему (см. рис. 2, б)  [c.11]

В ГЛ. 7 были представлены различные рабочие характеристики двигателя, в том числе зависимости эффективной мощности и КПД от давления рабочего тела и частоты вращения, зависимости эффективной мощности двигателя и КПД от температуры нагревателя и холодильника при постоянной частоте вращения. В работе Мейера приводится сопоставление расхода топлива при различных значениях среднего эффективного давления и частоты вращения для двигателя Стирлинга с ромбическим приводом и дизеля.  [c.235]

Эффективная мощность двигателя и среднее эффективное давление. Эффективной мощностью называют мощность, снимаемую с коленчатого вала двигателя для получения полезной работы.  [c.161]

Задача 5.2. Определить эффективную мощность и удельный эффективный расход топлива восьмицилиндрового четырехтактного дизельного двигателя, если среднее индикаторное давление j, = 7,5 10 Па, степень сжатия =16,5, объем камеры сгорания F =12 10 м , угловая скорость вращения коленчатого вала ш = 220 рад/с, механический кпд м = 0,8 и расход топлива Б= 1,02 10- кг/с.  [c.163]

Задача 5.5. Определить индикаторную мощность и удельный индикаторный расход топлива шестицилиндрового четырехтактного дизельного двигателя, если среднее эффективное давление 77е = 6,2 10 Па, диаметр цилиндра ) = 0,11 м, ход поршня 5=0,14 м, средняя скорость поршня с = 8,4 м/с, расход топлива В=5,5Ъ 10 кг/с и механический кпд = 0,82.  [c.164]

Задача 5.12. Определить эффективную мощность и мощность механических потерь шестицилиндрового четырехтактного дизельного двигателя, если среднее эффективное давление р — = 5,4 10 Па, диаметр цилиндра D = 0,108 м, ход поршня 5=0,12 м, средняя скорость поршня с = 8,4 м/с и механический кпд 7м = 0,78.  [c.165]

Недостаточно равномерное распределение частичек распы-ливаемого топлива в воздушном заряде, несмотря на применение высокого давления впрыска и согласование формы камеры сгорания с формой струй топлива, ведет к необходимости работать при больших коэффициентах избытка воздуха. Вследствие неполного использования воздушного заряда в рабочем объеме цилиндра двигатели с неразделенными камерами сгорания имеют сравнительно низкие величины среднего эффективного давления и литровой мощности.  [c.227]

В качестве примера на рис. 68 изображены габаритнь1е размеры двигателей одинаковой мощности с одинаковыми средним эффективным давлением и средней скоростью поршня, но с различными отношениями хода к диаметру цилиндра (5/В = 1,4 в схеме а и 8/0 = 1 в еме 6). Помимо уменьшения 8/0 в схеме б уменьшена высота поршня Н и длина шатуна Ь(Н = 0,80 и Ь = 1,68 вместо Н = О п Ь — 1,85, как в схеме а). В целом получается очень значительный выигрыш по размерам и массе.  [c.139]

Среднее эффективное давление при нормальной мощности и нормальном числе оборотов Ре = 5,0 -i- 6,0 кг(см для четырёхтактных двигателей, ре = 4,0 -г 5,5 кг1см — для двухтактных двигателей. Для повышения Ре при том же коэфициенте избытка во,эдуха при сгорании применяют наддув.  [c.500]

Среднее эффективное давление. Средние эффективные давления Рем и соответствующие максимальному крутящему моменту и максимальной мощности двигателя, так же как и литровая ЛТд и поршневая N мощности двигателя, являются параметрами, характеризующими степень совершенства рабочего процесса двигателя и в известной мере совершенство его конструкции. Величины ре м и Ре N могут быть опредблсны либо путем проведения теплового расчета, либо намечены на основании данных испытаний успешно работающих двигателей, подобных проектируемому. В основном для увеличения среднего э( )фективного давления автомобильных и трак-торйых двигателей применяют следующие способы повышение степени сжатия и применение обогащенных смесей (в карбюраторных двигателях), увеличение коэффициента наполнения, снижение механических потерь, наддув, улучшение рабочего процесса в целом. Увеличение ре за счет повышения степени сжатия, а также за счет наддува сопровождается в карбюраторных двиг.ателях значительным повышением давления р конца сгорания и, следовательно, значительным увеличением нагрузки на детали двигателя.  [c.15]

Характеристиками двигателя внутреннего сгорания называется зависимость крутящего момента М, эффективной мощности N , среднего эффективного давления и других показателей работы двигателя от переменного параметра, в качестве которого может быть принято число оборотов двигателя. При этом входная координата двигателя — положение h органа управления — остается неизменной на всем интервале изменения п, что свидетельствует о том, что кривые типа М = f (п) и = f (п) при h = onst характеризуют свойства двигателя, не связанного в работе с регулятором [34].  [c.57]

Среднее эффективное давление. Средние эффективные давления рем и Ре -, Ререт, соответствующие макси.мальному крутящему моменту Мм и максимальной мощности двигателя М х, Мерег (рис. 302, а, б), так же как и литровая Мл и поршневая  [c.88]

Стремление ввести в эксплоатацию на самолете двигатели тяжелого топлива объясняется тем, что они менее опасны в пожарном отношении, чем бензиновые, и кроме того более экономичны. По уд. в. двигатели тяжелого топлива тяжелее бензиновых моторов по причине меньшего числа оборотов, меньшего среднего эффективного давления и большего максимального давления в цилиндре двигателя. Меньший расход топлива авиадизелей до известной степени компенсирует избыток уд. веса. Так, бензиновый двигатель расходует на полной мощности не менее 0,24— 0,25 кг/Н час, двигатель тяжелого топлива расходует 0,17—0,18 кг/НР час, и на каждый час полета получается экономия в 50—80 г/Н. При десятичасовом полете эксплоатация двигателей тяжелого топлива даст выигрыш в нагрузке самолета 0,5—0,8 кг на каждую ВР двигателя или позволит поставить мотор большого уд. в. Главнейшие характеристики некоторых Д. а. тяжелого топлива даны в табл. 1. Указанные двигатели прошли испытания и ставились на самолеты. Испытания показали, что двигатель Паккарда не может длительно работать на 225 Н , т. ч. данные уд. в. в 1,05 преуменьшены, и правильнее было бы за мо1Ц-ность этого двигателя принять 180—190 Н и тогда уд. в. двигателя будет ок. 1,2. Двигатель Бристоль Феникс (Phoenix), наоборот, мог бы маркироваться мощностью несколько выше 350 ВР таким образом удельные веса современных Д. а. тяжелого топлива близки к 1,2 кг/Б .  [c.105]

Среднее индикаторное/>,- и среднее эффективное давления и вначения для Д. а. />, и зависят от весьма большого количества факторов, и их величины имеют различные значения в зависимости от типа двигателя, его состояния и рабочего режима. Наиболее характерной для сравнения различных двигателей и их оценки является величина р , т. е. значение среднего эффективного давления при работе двигателя на режиме максимальной эффективной мощности (Л з, п ]. Значения для Д. а. П )иведены ниже в табл. 13.  [c.138]

Для увеличения мощности, к. п. д. и других показателей двигателя необходимо стремиться к повышению температуры рабочего тела в горячей полости и к снижению его температуры в холодной, а также к росту к. п. д. регенератора и уменьшению размеров и массы охладителя и нагревателя в оптимальных пределах. Степень форсирования двигателей органичивается не только механическими напряжениями в его деталях, но и температурными напряжениями, зависящими от температурных градиентов. Поэтому дальнейшее форсирование двигателей по среднему эффективному давлению и частоте вращения в зна- чительной мере зависит от совершенства процессов в теплооб-менных аппаратах.  [c.45]

Задача 5.6. Определить диаметр цилиндра и ход поршня четырехцилиндрового четырехтактного дизельного двигателя, если эффективная мощность iVe = 80 кВт, среднее эффективное давление / е = 6 10 Па, частота вращения коленчатого eajia и =1800 об/мин и средняя скорость поршня с = 9,6 м/с.  [c.164]

---

Среднее эффективное давление — Большая Энциклопедия Нефти и Газа, статья, страница 1

Среднее эффективное давление

Cтраница 1

Среднее эффективное давление характеризует напряженность рабочего цикла в зависимости от ряда факторов, среди которых основными являются степень сжатия, состав горючей смеси, наполнение и механические потери двигателя.  [1]

Среднее эффективное давление как разность р — — р м с повышением оборотов вначале также повышается и достигает максимума при числе оборотов п2; затем оно снижается и при Р1рм обращается в нуль.  [2]

Среднее эффективное давление /, соответствует эффективной работе, отнесенной к единице рабочего объема двигателя, и является основным его эффективным показателем.  [3]

Среднее эффективное давление определяв.  [4]

Среднее эффективное давление зависит от вида применяемого топлива, которое определяет допустимую степень сжатия двигателя при бездетонационной работе.  [5]

Средние эффективные давления реМ и peN, соответствующие максимальному крутящему моменту и максимальной мощности двигателя, так же как и литровая Л / л и поршневая Nn мощности двигателя, являются параметрами, характеризующими степень совершенства рабочего процесса двигателя и в известной мере совершенство его конструкции. Величины ре м и ре N могут быть определены либо путем проведения теплового расчета, либо намечены на основании данных испытаний успешно работающих двигателей, подобных проектируемому. В основном для увеличения среднего эффективного давления автомобильных и тракторных двигателей применяют следующие способы: повышение степени сжатия и применение обогащенных смесей ( в карбюраторных двигателях), увеличение коэффициента наполнения, снижение механических потерь, наддув, улучшение рабочего процесса в целом. Увеличение ре за счет повышения степени сжатия, а также за счет наддува сопровождается в карбюраторных двигателях значительным повышением давления рг конца сгорания и, следовательно, значительным увеличением нагрузки на детали двигателя.  [6]

Среднее эффективное давление pepir M Pi-рм; следовательно, эффективная мощность двигателя может быть изменена путем увеличения или уменьшения среднего индикаторного давления.  [7]

Среднее эффективное давление ре представляет собой отношение эффективной работы на валу двигателя к единице рабочего объема цилиндра.  [8]

Среднее эффективное давление дпзелей с воздушным охлаждением бывает примерно на 10 % ниже, что объясняется несколько меньшим коэффициентом наполнения. Массовые показатели — удельная и литровая массы — дизелей с воздушным охлаждением практически не отличаются от этих показателей для дизелей с жидкостным охлаждением.  [9]

Среднее эффективное давление ре является достаточно динамичным параметром, численное значение которого значительно возросло за последние 10 — 15 лет.  [10]

Среднее эффективное давление двигателя соответствует давлению лучших образцов тепловозных двигателей.  [11]

Среднее эффективное давление ре представляет собой отношение эффективной работы на валу двигателя к единице рабочего объема цилиндра.  [12]

Кривые средних эффективных давлений — Pef ( n) и удельных расходов топлива gf ( n), приведенные на фиг.  [13]

Каково среднее эффективное давление при работе шестнадцатицилиндрового двухтактного дизеля 16ДН23 / 30 эффективной мощностью 2 200 кет, если частота вращения вала 850 об / мин, диаметр цилиндра 230 мм, ход поршня 300 мм.  [14]

Каково среднее эффективное давление при работе шестнадцатицилиндрового двухтактного дизеля 16ДН23 / 30 с эффективной мощностью 3000 кВт, если частота вращения вала 850 об / мин, диаметр цилиндра 230 мм, ход поршня 300 мм.  [15]

Страницы:      1    2    3    4

Влияние эффективного давления на изменение физических и коллекторских свойств горных пород Текст научной статьи по специальности «Науки о Земле и смежные экологические науки»

УДК 622.324::622.23.02

Влияние эффективного давления на изменение физических и коллекторских свойств горных пород

О.В. Иселидзе1*, А.В. Дахнов1, Е.Б. Григорьев1, Е.О. Семёнов1, И.Б. Крюкова1

1 ООО «Газпром ВНИИГАЗ», Российская Федерация, 142717, Московская обл., Ленинский р-н, с.п. Развилковское, пос. Развилка, Проектируемый пр-д № 5537, вл. 15, стр. 1 * E-mail: [email protected]

Тезисы. Одной из задач исследования керна является получение интерпретационных моделей, обеспечивающих количественную обработку данных геофизических исследований скважин (ГИС). Поскольку разработка газовых месторождений происходит в условиях изменяющегося эффективного давления, на установке высокого давления ПУМА-650 проведены исследования коллекции образцов песчаников в условиях эффективного давления, меняющегося в пределах 2…37 МПа. Получены зависимости пористости в пластовых условиях от пористости в атмосферных условиях, параметра пористости от коэффициента пористости в атмосферных и пластовых условиях, а также интервального времени от коэффициента пористости в пластовых условиях. Показана эффективность использования данных ГИС для определения емкостных свойств пород-коллекторов.

Исследование горных пород в пластовых условиях является одной из актуальных задач при поиске, разведке и разработке месторождений нефти и газа. В этом направлении проведена большая работа [1-8], но все еще недостаточно изучено влияние термобарических условий на характер изменений физических и коллекторских свойств горных пород.

В работе В.М. Добрынина [3] показано, что изменение физических свойств коллекторов нефти и газа под влиянием горного и пластового давлений объясняется их деформациями. Также отмечено, что физические свойства коллекторов в естественном залегании в значительной степени определяются объемом и структурой по-рового пространства [3]. Но в связи с низкой сжимаемостью породообразующих минералов, слагающих скелет коллекторов, объемная деформация горных пород должна обусловливаться главным образом уменьшением объема порового пространства. Следовательно, коэффициент сжимаемости пор коллекторов должен служить одной из основных характеристик при изучении зависимости физических свойств коллекторов от давления.

При разработке месторождений происходит снижение пластового давления Рш, в результате чего увеличивается эффективное давление Рэф.

Рэф = Рвс — пРпл, (1)

где Рвс — всестороннее (горное) давление; п — коэффициент разгрузки, зависящий от свойств пород (далее примем п = 1).

Для изучения деформационных процессов, происходящих в пласте при разработке месторождений, и оценки влияния Рэф на изменение физических и коллекторских свойств образцов горных пород авторами выполнены экспериментальные исследования в условиях, моделирующие пластовые. Исследованные образцы горных пород-коллекторов в количестве 42 шт. представлены хорошо отсортированными низко глинистыми средне-мелкозернистыми кварцевыми песчаниками. Содержание кварца в образцах колеблется в пределах 84…95 %. По классификации Ханина породы относятся к 1-му -3-му классам, открытая пористость в атмосферных условиях составляет 9,7.19,9 %. Цемент контактово-регенерационный кварцевый, порово-пленочный и поровый глинистый; неравномерно встречается сгустковый, поровый, крупнокристаллический, ангидритовый или доломитовый, содержание которого не превышает 15 %.30 мм помешались в камеру высокого давления. После этого постепенно, ступенчато, увеличивали Рвс до 15 МПа и поровое давление до 13 МПа, вследствие чего достигалось начальное Рэф = 2 МПа. Затем также ступенчато увеличивали Рвс до 50 МПа, поддерживая по-ровое давление на уровне 13 МПа и тем самым поднимая Рэф до 37 МПа.

Полученные экспериментальные результаты позволили построить график зависимости пористости исследованных образцов горных пород в пластовых условиях (Кппл) от их пористости в атмосферных условиях (Кп.атм). Названная зависимость аппроксимируется линейным уравнением

Кплл = 0,97 Кп.ш — 0,25

(2)

с достоверностью аппроксимации Я2 = 0,99 (рис. 1).

Анализ данных, полученных в результате увеличения Рэф с 2 до 37 МПа, показывает, что Кппл исследованных образцов в среднем по коллекции уменьшается с 16,3 до 15,57 %. Применительно к исследуемой коллекции уравнение (2) может быть использовано для оценки пористости в пластовых условиях.

Как уже отмечалось, во время эксперимента изменение порового объема определялось в условиях увеличения Рэф. При этом известно, что сжимаемость порового объема на один-два порядка больше сжимаемости скелета породы и практически все изменения происходят за счет уменьшения порового объема.

По результатам испытаний определены значения проницаемости К при значениях Рэф в диапазоне 1.. .37 МПа. Для оценки относительного снижения проницаемости построен график зависимости проницаемости

Кпр(Рэф)/Кпр(1 МПа) (где Кпр(1 МПа) — проницаемость

породы при давлении обжима 1 МПа) от эффективного давления для образца из исследованной коллекции с наибольшим изменением проницаемости (рис. 2). В этом случае за единицу принята Кпр(1 МПа).

Анализ полученных экспериментальных результатов показывает, что максимальное уменьшение проницаемости исследованного образца при Рэф = 37 МПа по отношению к проницаемости при начальном значении Рэф = 1 МПа составляет 1581-10-3 мкм2, т.е. Кпр уменьшилась на 50,7 %. Отметим, что сжимаемость порового пространства для данного образца составила 1,38 1/ГПа. Среднее значение сжимаемости пор исследованной коллекции составляет 1,27 1/ГПа.

Известно, что акустический метод в совокупности с другими геофизическими методами

£ 20 15

10

/ ‘гГ\ У/у ‘¿г

А ✓> ‘гР // /У я // /У = 0,97х — 0,25 = 0,99

А // г/ //

10

15

К

20

, %

Рис. 0,8 0,7 0,6 0,5 0,4

у = 1,024л; — 0,199 Я2 = 0,997

10

20

30 40

Р л,, МПа

Рис. 2. Зависимость относительного снижения проницаемости образца от роста эффективного давления

5

5

используется для литологического расчленения разреза и определения коэффициента пористости Кп по величине интервального времени распространения продольной волны dtp исходя из зависимости dtp = fK). Акустические характеристики горных пород зависят от многих факторов, в том числе от литолого-минералогического состава, объема и структуры порового пространства, степени сцементированности и типа цемента, типа флюида, насыщающего поровое пространство, термобарических условий и др.р.атм), так и в пластовых (dtpim) условиях увеличивается с ростом открытой пористости пород, и эти зависимости с достоверностью аппроксимации R2 = 0,72.0,77 можно описать линейными уравнениями:

= 7,69 (Кпатм) + 154,09;

dtp.nn = 4,71 (Кплл) + 153,86.

(3)

(4)

Во многих работах (см., например, [4]) отмечается, что для хорошо сцементированных терригенных и карбонатных пород, как правило, интервальное время в скелете в атмосферных и пластовых условиях (см. уравнения (3) и (4)) одинаково либо отличается

S 350

300

y = 7,69x + 154,1 R2 = 0,72 y = 4,71x + 153,9 R2 = 0,77

250

200

150

Условия: О атмосферные д пластовые

несущественно.рск) для исследованной коллекции. Отмечается [8], что даже для мономинеральной породы, состоящей из зерен данного минерала, при атмосферных условиях величина &рск может изменяться в зависимости от состояния поверхности зерен и акустического контакта между ними. Например, существенно различаются экспериментальные значения для кварцевого песчаника с регенерационным силикатным цементом, спаивающим зерна кварца в единый каркас, и песчаника без регенера-ционного цемента, в котором непосредственный акустический контакт между зернами отмечается только в точках их соприкосновения. Значение для чисто кварцевых песчаников равно 164 мкс/м. В нашем случае пониженные значения (154,1 и 153,9 мкс/м), по всей видимости, обусловлены наличием контактово-регенерационного и доломитового цемента.

Определение удельного электрического сопротивления образцов горных пород, 100%-но насыщенных моделью пластовой воды, выполнялись на установке ПУМА-650 в условиях, моделирующих пластовые.о6р — площадь поперечного сечения образца, м2; £обр — длина образца, м.

По полученным данным рассчитаны значения параметра пористости Рп. Параметр Рп определяется как отношение удельного электрического сопротивления 100%-но насыщенного образца к удельному электрическому сопротивлению модели пластовой воды, насыщающей образец, рв:

10

15

20

K, %

Рп = Рвп / Рв.

(6)

Рис. 3. Сопоставление интервального времени и пористости в атмосферных и пластовых условиях

Прежде всего, Рп характеризует объем то-копроводящего пространства пород и его структуру. Зависимость Рп = ](Кп) является

0

5

см

y — 0,76x — 1,84

R2 — 0,90

y — 0,36x — 2,25

R2 — 0,91

10

10-

100 к, д.ед.

Рис. 4. Зависимость параметра пористости от открытой пористости в атмосферных и пластовых условиях

основой интерпретационной модели при определении Кп по данным электрических методов геофизических исследований скважин. Полученные экспериментальные данные позволяют изучить влияние Рэф на зависимость между Рп и пористостью образцов горных пород при моделировании пластовых условий (рис. 4).

Зависимость Рп = _ДКп) для исследованных образцов горных пород в атмосферных (Рпатм) и пластовых (Рппл) условиях может быть с высокой степенью достоверности (К2 = 0,90.0,91) аппроксимирована степенными уравнениями:

P = 0 36 K -225-

р„™. = 0,76 K

(7)

(8)

Изменение сопротивления пород при увеличении эффективного давления обусловлено снижением пористости, повышением извилистости поровых каналов, степени уплотнения пород и др., в результате чего структурный пока-затель1 изменяется (см. рис. 4). Отмечается, что с усложнением структуры порового пространства, как правило, структурный показатель растет [4]. По экспериментальным данным, структурный показатель сильно сцементированных песчаников превышает 2 [5]. В нашем случае для образцов горных пород, исследованных при моделировании пластовых условий, структурный

1 Показатель степени в уравнениях (7), (8) называется разными авторами «структурным показателем» или «степенью цементации».

показатель составляет 2,25. Повышенное значение структурного показателя, по-видимому, обусловлено, кроме ранее сказанного, присутствием небольшого количества карбонатного цемента.

Таким образом, в результате испытаний, проведенных на образцах горных пород в условиях, моделирующих пластовые (Рэф = 37 МПа):

1) определена зависимость (см. уравнение (2)) пористости горной породы в пластовых условиях от ее пористости в атмосферных условиях;

2) для исследованной коллекции в диапазоне изменения эффективного давления 2.37 МПа установлена средняя величина изменения пористости;

3) получены зависимости интервального времени и параметра пористости от пористости в пластовых условиях, позволяющие оценить возможность использования данных электрометрии и акустических исследований скважин при оценке емкостной характеристики пласта.

Список литературы

1. Авчян Г.М. Петрофизика осадочных пород в глубинных условиях / Г.М. Авчян,

A.А. Матвиенко, З.Б. Стефанкевич. -М.: Недра, 1979.

2. Павлова Н.Н. Деформационные

и коллекторские свойства горных пород / Н.Н. Павлова. — М.: Недра, 1975.

3. Добрынин В .М. Деформация и изменение физических свойств коллекторов нефти и газа /

B.М. Добрынин. — М.: Недра, 1970.

4. Орлов Л.И. Петрофизические исследования коллекторов нефти и газа / Л.И. Орлов,

Е.Н. Карпов, В.Г. Топорков. — М.: Недра, 1987.

5. Дахнов В.Н. Геофизические методы определения коллекторских свойств

и нефтегазонасыщения горных пород / В.Н. Дахнов. — М.: Недра, 1975.

6. Рыжов А.Е. Динамика изменений физических свойств образцов продуктивных пород при разработке месторождений нефти и газа /

A.Е. Рыжов, В.С. Жуков, О.В. Иселидзе и др. -М.: Газпром ВНИИГАЗ, 2008.

7. Орлов Л.И. Геология нефти и газа / Л.И. Орлов,

B.Г. Топорков, Е.Ф. Жук и др. — М., 1981.

8. Вендельштейн Б.Ю. Геофизические методы определения параметров нефтегазовых коллекторов / Б.Ю. Вендельштейн,

Р. А. Резванов. — М.: Недра, 1978.

* * *

Impact of effective pressure to changing of physical properties and collectability of rocks

0.V. Iselidze1*, A.V. Dakhnov1, Ye.B. Grigoryev1, Ye.O. Semenov1, I.B. Kryukova1

1 Gazprom VNIIGAZ LLC, Bld. 1, Estate 15, Proyektiruemyy proezd no. 5537, Razvilka village, Leninsky district, Moscow Region, 142717, Russian Federation * E-mail: [email protected]

Abstract. Among the aims of core investigations is composing of interpretation models, which provide quantitative processing of the logging data. As the gas fields are being developed in conditions of changing effective pressure, a collection of sandstone samples has been studied under effective pressure changing within the range of20.. .37 MPa at the PUMA-650 high pressure plant. Therefore, some dependencies are acquired, namely: a dependence of in-city porosity from porosity in atmospheric conditions, a dependence of a void parameter from the void ratios in the in-city and atmospheric conditions, a dependence of the interval time from an in-city void ratio. The effectiveness of well logs application for determination of reservoir properties is shown.

Keywords: effective pressure, collectability, void parameter, voids ratio.

References

1. AVCHAN, G.M., A.A. MATVIYENKO, Z.B. STEFANKEVICH. Petrophysics of sedimentary rocks in subsurface conditions [Petrofizika osadochnykh porod v glubinnykh usloviyakh]. Moscow: Nedra, 1979. (Russ.).

2. PAVLOVA, N.N. Deformative and collecting properties of rocks [Deformatsionnyye i kollektorskiye svoystva gornykh porod]. Moscow: Nedra, 1975. (Russ.).

3. DOBRYNIN, V.M. Deformation and modification of physical properties of oil and gas reservoirs [Deformatsiya i izmeneniye fizicheskikh svoystv kollektorov nefti i gaza]. Moscow: Nedra, 1970. (Russ.).

4. ORLOV, L.I., Ye.N. KARPOV, V.G. TOPORKOV. Petrophysical research of oil and gas reservoirs [Petrofizicheskiye issledovaniya kollektorov nefti i gaza]. Moscow: Nedra, 1987. (Russ.).

5. DAKHNOV, V.N. Geophysical methods for determination of collectability and oil-gas saturation of rocks [Geofizicheskiye metody opredeleniya kollektorskikh svoystv i neftegazonasyshcheniya gornykh porod]. Moscow: Nedra, 1975. (Russ.).

6. RYZHOV, A.Ye., V.S. ZHUKOV, O.V. ISELIDZE et al. Dynamics of physical properties of the productive rock samples at development of oil and gas fields [Dinamika izmeneniy fizicheskikh svoystv obraztsov produktivnykh porod pri razrabotke mestorozhdeniy nefti i gaza]. Moscow: Gazprom VNIIGAZ, 2008. (Russ.).

7. ORLOV, L.I., V.G. TOPORKOV, Ye.F. ZHUK et al. Oil and gas geology [Geologiya nefti i gaza]. Moscow, 1981. (Russ.).

8. VENDELSHTEYN, B.Yu. and R.A. REZVANOV. Geophysical methods for determination of oil-gas reservoirs’ parameters [Geofizicheskiye metody opredeleniya parametrov neftegazovykh kollektorov]. Moscow: Nedra, 1978. (Russ.).

эффективное давление — это… Что такое эффективное давление?

эффективное давление

effective pressure

Большой англо-русский и русско-английский словарь. 2001.

• эффективное время жизни
• эффективное действие

Смотреть что такое «эффективное давление» в других словарях:

• эффективное давление — — [А.С.Гольдберг. Англо русский энергетический словарь. 2006 г.] Тематики энергетика в целом EN effective pressure …   Справочник технического переводчика

• эффективное давление — efektyvusis slėgis statusas T sritis fizika atitikmenys: angl. effective pressure vok. effektiver Druck, m rus. эффективное давление, n pranc. pression efficace, f …   Fizikos terminų žodynas

• эффективное давление водяного пара — Условная величина, равная произведению давления влажного газа на молярную долю влаги в нем. Единица измерения Па [РМГ 75 2004] Тематики измерения влажности веществ Обобщающие термины величины влажности EN water vapours efficient pressure DE… …   Справочник технического переводчика

• эффективное давление водяного пара — 31 эффективное давление водяного пара: Условная величина, равная произведению давления влажного газа на молярную долю влаги в нем, Па. Источник: РМГ 75 2004: Государственная система обеспечения единства …   Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

• среднее эффективное давление — vidutinis slėgis statusas T sritis Standartizacija ir metrologija apibrėžtis Lygiavertis vidutinis slėgis, kurį kuria oro kompresoriaus ar kitokio įrenginio stūmoklis vienos jo eigos metu. atitikmenys: angl. mean effective pressure; mean pressure …   Penkiakalbis aiškinamasis metrologijos terminų žodynas

• эффективное акустическое давление p_rms, Па — 3.53 эффективное акустическое давление prms, Па: Среднеквадратичное значение мгновенных акустических давлений в определенной точке акустического поля. Примечание Усреднение рекомендуется проводить по всем периодам акустического повторения, если… …   Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

• максимальное рабочее давление — 3.10 максимальное рабочее давление: Максимальное расчетное избыточное давление воздуха в баллоне(ах) аппарата в диапазоне рабочих температур. Источник: ГОСТ Р 52639 2006: Водолазные дыхательные аппараты с открытой схемой дыхания. Общие… …   Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

• среднее давление — vidutinis slėgis statusas T sritis Standartizacija ir metrologija apibrėžtis Lygiavertis vidutinis slėgis, kurį kuria oro kompresoriaus ar kitokio įrenginio stūmoklis vienos jo eigos metu. atitikmenys: angl. mean effective pressure; mean pressure …   Penkiakalbis aiškinamasis metrologijos terminų žodynas

• Горное давление —         (a. rock pressure; н. Gebirgsdruck; ф. pression des terrains; и. presion del terreno) напряжения, возникающие в массиве г. п., вблизи стенок выработок, скважин, в целиках, на поверхностях контакта порода крепь в результате действия гл.… …   Геологическая энциклопедия

• бытовое давление s_1g — 3.6 бытовое давление s1g: Вертикальное эффективное напряжение в массиве грунта на данной глубине от веса вышележащих слоев грунта. Источник: ГОСТ 12248 2010: Грунты. Методы лабораторного определения характеристик прочности и деформируемости …   Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

• Кровообращение — Эту страницу предлагается переименовать. Пояснение причин и обсуждение  на странице Википедия:К переименованию/16 апреля 2012. Возможно, её текущее название не соответствует нормам современного русского языка и/или правилам именования статей …   Википедия

Книги

• Эффективное лечение гипертонии, А. П. Аверьянов. Гипертония считается одним из самых распространенных сердечно-сосудистых заболеваний. Состояние, при котором повышается давление в кровеносных сосудах, приводит к перегрузке. Как правило, у… Подробнее  Купить за 742 руб
• Эффективное лечение гипертонии, Романова Е. А., Аверьянов А. П., Чапаева О. И.. Гипертония считается одним из самых распространенных сердечно-сосудистых заболеваний. Состояние, при котором повышается давление в кровеносных сосудах, приводитк перегрузке. Как правило, у… Подробнее  Купить за 674 руб
• Эффективное лечение гипертонии, Аверьянов А.П.. Гипертония считается одним из самых распространенных сердечно-сосудистых заболеваний. Состояние, при котором повышается давление в кровеносных сосудах, приводитк перегрузке. Как правило, у… Подробнее  Купить за 400 руб

Другие книги по запросу «эффективное давление» >>

Ливан попросил СБ ООН оказать эффективное давление на Израиль

Постпредство Ливана при ООН обратилось к Совбезу и генсеку Организации Антониу Гутеррешу с просьбой оказать эффективное давление на Израиль в свете недавнего нарушения воздушного пространства Ливана, передает РИА Новости.

В ночь на понедельник ливанские СМИ сообщили, что израильские беспилотники нанесли удары по позициям Народного фронта освобождения Палестины (НФОП) в Ливане, недалеко от границы с Сирией.

В ночь на воскресенье израильские беспилотники атаковали позиции «Хезболлах» в южном пригороде Бейрута. Однако один из атакующих потерпел крушение и попал в руки бойцов сопротивления, второй беспилотник взорвался, нанеся материальный ущерб зданию пресс-службы шиитского движения. Генсекретарь «Хезболлах» Хасан Насрулла пообещал дать адекватный ответ на агрессивные действия Израиля. Премьер-министр страны Саад Харири назвал их неприкрытой агрессией против суверенитета Ливана.

«Ливан строжайшим образом осуждает это вопиющее нарушение Израилем суверенитета Ливана и резолюции 1701 Совета Безопасности ООН», — говорится в письме, копия которого имеется в распоряжении РИА Новости.

В документе сказано, что Ливан несколько раз обращался к Совету Безопасности, предупреждая об угрозе, которую создавали израильские военные самолеты, безрассудно вторгавшиеся в воздушное пространство Ливана и не стеснявшиеся нарушать суверенитет страны.

«Ливан вновь просит Совет Безопасности и через Совет Безопасности — все международное сообщество, оказать необходимое эффективное давление на Израиль, чтобы прекратить нарушения», — отмечается в письме.

В нем также содержится призыв обязать Израиль полностью выполнить положения резолюции 1701. «Продолжающееся нарушение Израилем международных законов и резолюций представляет собой явную постоянную угрозу региональной и международной безопасности и миру», — говорится в письме.

Резолюция 1701 призывает Израиль и Ливан поддерживать «постоянное прекращение огня и долговременное урегулирование», а также придерживаться «голубой линии» — признанной ООН границы двух стран.

 

Новый компенсатор давления – эффективное и экономичное решение от ОБО Беттерманн для соблюдения оптимального режима температуры и влажности в распределительных коробках.

Новости

Новый компенсатор давления – эффективное и экономичное решение от ОБО Беттерманн для соблюдения оптимального режима температуры и влажности в распределительных коробках.

Чем герметичнее распределительный щиток или коробка, тем интенсивнее в его корпусе образуется конденсат. В коробке с высокой степенью защиты, установленной на улице или во влажном помещении, вследствие меняющейся температуры образуется высокое давление. Теплый воздух концентрируется внутри коробки и превращается в конденсат. Когда воздух в коробке остывает, конденсат стекает вниз, что уже представляет опасность для электрических соединений.

Стандарт VDE 0100-520 предусматривает наличие специальных отверстий для отвода конденсата в распределительных коробках с высокой степенью защиты. Эти отверстия располагаются таким образом, чтобы по ним мог стечь конденсат, но влага снаружи не могла проникнуть внутрь коробки. Но иногда это условие невозможно выполнить без ущерба герметичности корпуса. Самым простым и эффективным решением, особенно подходящим для пластиковых распределительных коробок небольшого размера, является применение нового компенсатора давления производства ОБО Беттерманн (тип 109 М20, арт. № в каталоге ОБО — 2034 680). Он представляет собой герметичную заглушку из полиамида с мембраной из специального полимерного материала со степенью защиты IP68/IP69. Плотная мембрана, являясь воздухопроницаемой в обоих направлениях, не пропускает влагу внутрь коробки. Количество циркулирующего воздуха при перепаде давления 70 мбар составляет 110 л/ч. Это поддерживает необходимую герметичность соединений даже в сложных климатических условиях и обеспечивает оптимальную защиту электронных компонентов и установок. Благодаря исключительной стойкости к воздействию химических веществ и ультрафиолета компенсатор давления подходит для применения в промышленных условиях и вне помещений.

Арт. № 2034 680

Резьба: M20x1,5

Диаметр: 27 мм

Материал заглушки: полиэтилен (PA)

Материал мембраны: политетрафторэтилен (ePTFE)

Степень защиты: IP68

Количество циркулирующего воздуха при перепаде давления 70 мбар:110 л/ч.

Подробнее о распределительных коробках ОБО Беттерманн.

Все новости

Что такое среднее эффективное давление (MEP) двигателя? — x-engineer.org

Среднее эффективное давление (MEP) — это теоретический параметр, используемый для измерения производительности двигателя внутреннего сгорания (ДВС). Даже если он содержит слово «давление», это не фактическое измерение давления в цилиндре двигателя.

Давление в цилиндре ДВС постоянно изменяется во время цикла сгорания. Чтобы лучше понять изменение давления в цилиндре, прочитайте статью Диаграмма давление-объем (pV) и как работает ДВС.

Среднее эффективное давление можно рассматривать как среднее давление в цилиндре для полного цикла двигателя. По определению, среднее эффективное давление — это соотношение между работой и рабочим объемом двигателя:

\ [p_ {me} = \ frac {W} {V_d} \ tag {1} \]

, где:

p _me [ Па] — среднее эффективное давление
Вт [Дж] — работа, выполненная за полный цикл двигателя
В _d [м ³ ] — рабочий объем двигателя (цилиндра)

Из уравнения (1) мы можем запишите выражение работы двигателя как:

\ [W = p_ {me} V_d \ tag {2} \]

Существует также прямая зависимость между мощностью двигателя и производимой работой:

\ [W = \ frac {n_r P} {n_e} \ tag {3} \]

где:

n _r [-] — количество оборотов коленчатого вала за полный цикл двигателя (для 4-тактного двигателя n _r = 2 )
P [Вт] — мощность двигателя
n _e [об / с] — частота вращения двигателя

Приравнивая уравнение (2) к (3), мы получаем выражение для среднее эффективное давление функция мощности и частоты вращения двигателя:

\ [\ bbox [# FFFF9D] {p_ {me} = \ frac {n_r P} {n_e V_d}} \ tag {4} \]

Мощность — это произведение между крутящий момент и скорость:

\ [P = \ omega T = 2 \ pi n_e T \ tag {5} \]

Заменяя (5) в (4), мы получаем выражение функции среднего эффективного давления крутящего момента двигателя:

\ [\ bbox [# FFFF9D] {p_ {me} = \ frac {2 \ pi n_r T} {V_d}} \ tag {6} \]

Как видно из выражения (6), среднее эффективное давление не зависит от частоты вращения двигателя.Кроме того, поскольку крутящий момент делится на мощность двигателя, параметр среднего эффективного давления может использоваться для сравнения двигателей внутреннего сгорания с различным рабочим объемом.

Для двигателя с несколькими цилиндрами необходимо учитывать общую объемную мощность. Для n _c , являющегося количеством цилиндров, выражение среднего эффективного давления принимает следующий вид:

\ [p_ {me} = \ frac {2 \ pi n_r T} {n_c V_d} \ tag {7} \]

Среднее эффективное давление используется для начальных расчетов конструкции двигателя, с крутящим моментом двигателя и MEP в качестве входных данных, конструктор двигателя может рассчитать, какова требуемая объемная мощность двигателя.Помните, что среднее эффективное давление — это только параметр для измерения производительности двигателя и не отражает фактическое давление внутри отдельной камеры сгорания.

Существуют различные «разновидности» среднего эффективного давления:

• указанное среднее эффективное давление (IMEP)
• среднее эффективное давление тормоза (BMEP)
• среднее эффективное давление трения (FMEP)

указанное среднее эффективное давление ( IMEP) — среднее эффективное давление, рассчитанное с указанной мощностью (работой).Этот параметр не учитывает КПД двигателя.

Среднее эффективное давление тормоза (BMEP) — это среднее эффективное давление, рассчитанное на основе мощности (крутящего момента) динамометра. Это фактическая мощность двигателя внутреннего сгорания на коленчатом валу. Среднее эффективное давление в тормозной системе учитывает КПД двигателя.

Среднее эффективное давление трения (FMEP) — это показатель среднего эффективного давления двигателя, потерянного из-за трения, и это разница между указанным средним эффективным давлением и средним эффективным давлением тормоза.

\ [\ text {FMEP} = \ text {IMEP} — \ text {BMEP} \ tag {8} \]

Если мы знаем среднее эффективное давление трения, из уравнения (7) мы можем вычислить момент трения T _f [Нм] как:

\ [T_f = \ frac {n_c V_d \ text {FMEP}} {2 \ pi n_r} \ tag {9} \]

Если принять во внимание механический КПД двигатель η _m [-] , мы можем записать функцию среднего эффективного давления в тормозной системе для указанного среднего эффективного давления:

\ [\ text {BMEP} = \ eta_m \ cdot \ text {IMEP} \ tag {10} \]

, из которого мы можем переписать выражение механической эффективности как:

\ [\ eta_m = 1 — \ frac {\ text {FMEP}} {\ text {IMEP}} \ tag {11} \]

Как вычислить IMEP, BMEP и FMEP

Давайте рассмотрим пример .Для 4-тактного двигателя внутреннего сгорания со следующими параметрами:

S = 97 мм (ход поршня)
B = 85 мм (диаметр цилиндра)
n _r = 2 (количество коленчатого вала) оборотов для полного цикла двигателя)
n _c = 4 (количество цилиндров)
T _i = 250 Нм (указанный крутящий момент)
T _e = 230 Нм (эффективный крутящий момент)

рассчитывает указанное среднее эффективное давление (IMEP), среднее эффективное давление тормоза (BMEP), среднее эффективное давление трения (FMEP), момент трения (T _f ) и механический КПД ( η _m ).3 \]

Шаг 3 . Рассчитайте указанное среднее эффективное давление

\ [\ text {IMEP} = \ frac {2 \ pi n_r T_i} {n_c V_d} = 1426889,7 \ text {Pa} = 14,27 \ text {bar} \]

Шаг 4 . Рассчитайте среднее эффективное давление тормозов

\ [\ text {BMEP} = \ frac {2 \ pi n_r T_e} {n_c V_d} = 1312738,6 \ text {Pa} = 13,13 \ text {bar} \]

Шаг 5 . Вычислить среднее эффективное давление трения

\ [\ text {FMEP} = \ text {IMEP} — \ text {BMEP} = 114151.18 \ text {Pa} = 1.14 \ text {bar} \]

Шаг 6 .Рассчитайте момент трения

\ [T_f = \ frac {n_c V_d \ text {FMEP}} {2 \ pi n_r} = 20 \ text {Nm} \]

, это также можно легко вычислить, вычтя эффективный крутящий момент из указанного крутящий момент:

\ [T_f = T_i — T_e = 20 \ text {Нм} \]

Шаг 7 . Рассчитайте механический КПД

\ [\ eta_m = 1 — \ frac {\ text {FMEP}} {\ text {IMEP}} = 0,92 = 92 \ text {%} \]

Некоторые факты о среднем эффективном крутящем моменте тормоза (BMEP ) :

• для любого двигателя внутреннего сгорания максимальное значение BMEP достигается при полной нагрузке (для конкретной частоты вращения двигателя)
• дросселирование двигателя снижает BMEP из-за более высоких насосных потерь
• для двигателя с фиксированным рабочим объемом, если мы увеличивая BMEP, мы производим более эффективный крутящий момент на коленчатом валу
• при том же значении BMEP, 2-тактный двигатель внутреннего сгорания имеет почти двойной крутящий момент по сравнению с 4-тактным двигателем
• , чем выше BMEP, тем выше механические и тепловые нагрузки на компоненты двигателя

Вы также можете проверить свои результаты, используя калькулятор ниже.

Калькулятор среднего эффективного давления в тормозной системе (BMEP)

По любым вопросам, наблюдениям и запросам по этой статье используйте форму комментариев ниже.

Не забывайте ставить лайки, делиться и подписываться!

Среднее эффективное давление — обзор

16.5 Выводы

Водород — перспективное топливо для ДВС. Однако его физические и химические свойства создают серьезные проблемы при разработке водородных двигателей и транспортных средств. В частности, низкая плотность (низкое накопление и удельная мощность), низкая энергия воспламенения (аномалии сгорания), малое расстояние гашения и высокая температура пламени (высокие потери эффективности для передачи тепла на стенки цилиндра) существенно влияют на водородные транспортные средства с точки зрения производительности, дальность и безопасность.Тем не менее, химическая структура водорода и его широкий диапазон воспламеняемости обеспечивают эффективное и чистое сгорание, поскольку можно использовать высокую степень сжатия и сверхчистые смеси, последние также снижают количество единственного значительного загрязняющего вещества, образующегося (NO _X ) во время сгорания водород.

Благодаря своим свойствам водород в основном используется в двигателях с искровым зажиганием. По сравнению с обычными бензиновыми двигателями с искровым зажиганием, водородные двигатели страдают от потери объемного КПД.Несмотря на то, что водород имеет более высокую теплотворную способность, чем бензин, водородные двигатели PFI теоретически обречены на 17% более низкую удельную мощность, чем бензиновые двигатели. Тем не менее, комбинируя стратегии сжигания обедненной смеси (низкая нагрузка) и стехиометрического (высокая нагрузка), можно достичь максимальной указанной эффективности 42% вместе с пиковым значением IMEP 10,3 бар. Современная технология (PFI) уже реализована в нескольких демонстрационных прототипах автомобилей, которые можно классифицировать как преобразованные (например, Quantum Hydrogen Prius, максимальная дальность 130 км и выбросы NO _X , соответствующие ограничениям SULEV II) и специализированные ( е.грамм. Запас хода BMW Hydrogen 720 км и выбросы NO _X значительно ниже пределов SULEV II).

Криогенный PFI можно рассматривать как одну из передовых технологий водородных двигателей. Он может увеличить удельную мощность (даже выше, чем в обычных бензиновых двигателях) за счет впрыска водорода при криогенных температурах, тем самым снижая температуру всасываемого воздуха и увеличивая объемный КПД. Криогенный PFI продемонстрировал способность обеспечивать более высокий пиковый крутящий момент (12.8 бар IMEP) и расширить указанный КПД 42% до более широкого диапазона рабочих условий по сравнению со стандартным PFI.

DI — еще одна передовая технология водородных двигателей, которая направлена ​​на впрыскивание водорода непосредственно в цилиндр при повышенном давлении (обычно около 100 бар) после закрытия впускных клапанов. DI увеличивает удельную мощность водородных двигателей до уровней, потенциально более высоких, чем у обычных бензиновых двигателей. Кроме того, он обеспечивает высокую гибкость для оптимизации процесса смесеобразования, что значительно влияет на горение.Сегодня новое поколение пьезоэлектрических форсунок позволяет обеспечить высокое давление впрыска (до 250 бар), большой расход топлива, быструю реакцию, замечательную повторяемость и точное управление подъемом иглы. Последний также позволяет уменьшить удар и отскок иглы при посадке иглы, тем самым повышая долговечность по сравнению с предыдущими поколениями форсунок с электромагнитным приводом. Большой расход, подаваемый через пьезоинжектор, может помочь выполнить поздний впрыск, что дает преимущество с точки зрения ITE.Кроме того, передовые исследования геометрии форсунок и концепций образования смеси могут помочь реализовать идеальное расслоение смеси, состоящее из расслоения водорода вокруг свечи зажигания и вдали от стенок цилиндра.

Со специальной форсункой и оптимизированной стратегией DI, регулирующей время впрыска в зависимости от частоты вращения и нагрузки двигателя, одноцилиндровый исследовательский водородный двигатель DI обеспечил 45,5% пикового BTE (почти 48% ITE) и BTE выше, чем пиковое значение для бензиновых двигателей более 80% испытанного рабочего диапазона, от 1000 до 3000 об / мин и от 1.BMEP от 7 до 14,3 бар. По сравнению с криогенным PFI диапазон проверенных оборотов двигателя уже, но двигатель DI показывает более высокую пиковую нагрузку (14,9 бар IMEP). Кроме того, в большинстве рабочих условий использовался турбонаддув с относительным AFR λ , равным 3,3, что обеспечивало чрезвычайно низкие выбросы NO _X .

Текущие характеристики и выбросы водородных двигателей уже находятся на очень хорошем уровне, особенно по сравнению с характеристиками обычных бензиновых двигателей с искровым зажиганием.Тем не менее, в этой главе также рассматриваются остающиеся проблемы и дается оценка будущего потенциала водородных двигателей с точки зрения производительности и выбросов. Всесторонний анализ теплопередачи в водородном двигателе является обязательным, поскольку это самая большая потеря эффективности для современных двигателей и двигателей с передовыми технологиями в большинстве испытанных условий эксплуатации. В конкретном случае водорода было продемонстрировано, что относительное значение AFR λ играет ключевую роль в измерении большого теплового потока на стенках цилиндра, вызванного высокой температурой во время сгорания.Как правило, бедные водородно-воздушные смеси обеспечивают низкую теплопередачу к стенам и, следовательно, меньшую потерю эффективности.

Анализ потерь эффективности может быть расширен в случае стратегии DI, поскольку с помощью стратегии впрыска также возможно одновременно уменьшить более одного вклада в общую потерю эффективности. Дальнейшие исследования водородных двигателей с прямым впрыском должны быть направлены на выполнение позднего впрыска и реализацию концепции идеальной стратификации. В результате потери эффективности из-за работы сжатия, реального горения и передачи тепла к стене могут быть уменьшены.

Инструмент моделирования транспортных средств Autonomie использовался для оценки производительности и выбросов, обеспечиваемых усовершенствованным двигателем DI при применении на реальном легковом автомобиле. Результаты показывают, что с 3,0-литровым двигателем можно достичь комбинированной экономии топлива 38,9 миль на галлон и выбросов NO _X 0,017 г / мил (ниже предела SULEV II). Если уменьшить объем двигателя до 2,0 л, экономия топлива увеличится до 45,4 миль на галлон. NO _X также увеличиваются выбросы, 0.028 г / милю, что чуть выше предела SULEV II, но значительно ниже целевого показателя, установленного Министерством энергетики США (Tier II Bin 5, 0,07 г / милю).

Несмотря на то, что результаты для транспортного средства являются только прогнозами, основанными на моделировании транспортного средства, оценка экономии топлива и выбросов NO _X демонстрирует огромный потенциал водорода в качестве топлива для ДВС, особенно с учетом того, что, по оценкам, пределы SULEV II могут быть соблюдены без необходимости установки дополнительной обработки.

Значение среднего эффективного давления тормоза

Некоторое время назад мы опубликовали статью, объясняющую некоторые из различных чисел, помимо мощности и крутящего момента, которые вы найдете в динамометрическом отчете двигателя.Джефф Смит проделал большую работу, объяснив несколько различных расчетных значений на этом листе (включая BMEP), что они означают и как использовать их в повседневной жизни.

Несколькими месяцами позже был проведен очень публичный динамометрический тест очень популярного нового автомобиля, в результате которого были получены очень впечатляющие цифры, вплоть до невероятных. Хотя мы сразу же призвали не касаться этой ситуации 10-футовой шестой, у некоторых из наших друзей не было таких возражений и они бросились в бой обеими ногами.

Между их мнениями и несколькими другими, появившимися в Интернете, была использована одна цифра — почти исключительно — для доказательства того, что числа на динамометрических станциях были крайне маловероятными и, весьма вероятно, неверными. Конечно, интернет-массы кричали, что люди, полагающиеся на цифры и науку, просто «ненавидят», но вскоре оказалось, что они неправы. Рассматриваемые номера динамометрических стендов действительно были неправильными.

Так откуда же люди узнали, что числа не имеют смысла? Проще говоря, через среднее эффективное давление в тормозной системе (BMEP).Проще говоря, среднее эффективное давление — это расчет среднего давления в цилиндре двигателя на протяжении цикла сгорания. Добавление «тормоза» перед ним просто означает, что число было рассчитано на основе значения крутящего момента, измеренного на динамометрическом стенде двигателя.

Здесь вы можете видеть, что BMEP рассчитывается программным обеспечением dyno (в PSI) в каждой точке данных, которую оно создает на листе dyno. Однако для расчета BMEP не требуется никаких сложных программ. На самом деле, все, что вам нужно, это объем двигателя и значение крутящего момента.

Разрушение BMEP

В то время как Джефф дал нам уравнение (в фунт-футах, кубических дюймах и фунтах на квадратный дюйм), программное обеспечение динамометрического стенда использует для расчета BMEP в другой статье и некоторых альтернативных расчетах.Однако вы знаете, что нам не нравится, когда нам просто говорят что-то делать, мы хотим знать «почему» и «как» за этим. К счастью для нас, у нас есть объясненный Джейсон Фенске из инженерного отдела, который не только любит погружаться в детали того, как и почему, но и очень хорошо объясняет это.

Предупреждаем, если вам не нужна расширенная разбивка того, как рассчитывается BMEP, полностью пропустите часть видео с 1:19 до 6:25. Однако это невероятно интересный урок, если все числа не растопят ваш мозг.Фенске разбирает каждый из факторов, входящих в уравнение, и объясняет, почему они присутствуют.

«Неужели все это просто восхитительный способ говорить о крутящем моменте на литр?» смеется Фенске. «Ну да. Вот к чему сводится уравнение. Но подумайте, насколько больше интересных людей найдут вас на вечеринках, если вы скажете такие слова, как «тормозное давление означает эффективное давление», а не крутящий момент ».

Чтобы показать, как число BMEP полезно при сравнении различных двигателей, Fenske использует опубликованные значения максимального крутящего момента для ряда популярных автомобилей, от маломощных спортивных автомобилей до мощных экзотических автомобилей, и может сравнить их эффективность на равных. поле.Конечно, Fenske использует метрические значения, которые, я знаю, не являются тем, к чему привыкло большинство из вас, читающих это, но это очень простая шкала, по которой можно судить о большом количестве двигателей.

Слева приведено уравнение, данное нам Джеффом Смитом, и именно так большинство программных дино рассчитывает BMEP в имперских единицах, где «150,8» является константой. Справа показано, как рассчитать BMEP в метрических единицах и преобразовать в бар давления, что позволяет использовать легкую для восприятия шкалу сравнения от 10 до 15 бар от Fenske.

По шкале Fenske от 10 до 15 бар BMEP, он говорит, что большинство серийных двигателей, которые он рассчитал, имеют давление от 12 до 13 бар. «Я посмотрел и рассчитал около 100 различных BMEP для множества разных автомобилей. Большинство из них находятся между 12 и 13, но неплохое число также упало между 11 и 14 », — объясняет Фенске о своем выбранном диапазоне.

Например, двигатель Ferrari 812 Superfast имеет BMEP 13,9 бар. LS2 в C8 Corvette имеет рейтинг 13.0, в то время как Mazda Miata и Lexus LF-A 2016 года (которые находятся на противоположных сторонах спектра доступности и якобы производительности) имеют 12 баллов.6 БМЭП. Удивительно, но двигатель Coyote Gen-3 5.0L в Mustang 2018+ имеет BMEP 14,2, что делает его более доступным для своей ценовой категории.

Однако Фенске также подчеркивает, что если вы собираетесь использовать BMEP в качестве критерия, вам необходимо убедиться, что вы сравниваете похожие двигатели. Сравнение бензинового двигателя без наддува с двигателем с турбонаддувом, работающим на метаноле, даст искаженные результаты. Он иллюстрирует этот момент, вычисляя BMEP нового Chevy Malibu при 22,2 бара — без учета принудительной индукции, включенной на заводе.

Тем не менее, он указывает, что вы можете учесть принудительную индукцию, разделив BMEP на коэффициент давлений форсированного двигателя. Используя новый двигатель Koenigsegg 2.0L с крутящим моментом 600 Нм, вы видите безумный BMEP 37,9 бар, но как только усиление учтено, BMEP падает до 12,7, что ставит этот безумный двигатель на территорию Mazda Miata.

Затем, демонстрируя не только то, как наддув может искажать данные, но и расход топлива, Fenske разбирает динамометрический тест динамометрического стенда Top Fuel 2015 года.Это BMEP, все включено, достигает 166 бар. Если учесть наддув от нагнетателя, двигатель Top Fuel по-прежнему имеет BMEP около 17,0 бар, что Фенске приписывает преимуществам нитрометана в качестве топлива.

Но вы можете сравнить абсолютные числа, чтобы получить общее представление о различных двигателях. Чтобы подчеркнуть это, он рассчитал, что BMEP 6,6-литрового двигателя Rolls-Royce Ghost V12 с двойным турбонаддувом составляет 14,9 — с наддувом, показывая, насколько впечатляющими выглядят некоторые двигатели более высокого класса N / A для сравнения.

После просмотра этой хорошо выполненной разбивки BMEP должно быть ясно, почему именно BMEP был выбран столь многими, когда они выразили недоверие к упомянутому ранее динотесту. Также приятно знать, как рассчитать BMEP с нуля и гораздо более точно сравнивать двигатели, как в британских, так и в метрических единицах.

Здесь вы можете увидеть, как разные силовые установки сочетаются друг с другом по сравнению с BMEP. Внизу вы можете увидеть различия, которые влияет (или не влияет) принудительная индукция на общую эффективность двигателя.

Приложение E: Определения двигателя SI и основы эффективности | Стоимость, эффективность и внедрение технологий экономии топлива для легких транспортных средств

Приложение E

Определения двигателей SI и основы эффективности

Следующие определения полезны при обсуждении основ эффективности двигателя SI (Heywood 1988):

Среднее эффективное давление (MEP) = работа за цикл / вытесненный объем

Расчетное среднее эффективное давление (IMEP) = работа, передаваемая поршню в ходе тактов сжатия и расширения, за цикл на единицу перемещенного объема

Среднее эффективное давление трения (FMEP) = Общая работа трения за цикл на единицу вытесненного объема

BMEP можно рассчитать следующим образом:

Среднее эффективное давление тормоза (BMEP) = IMEP — FMEP

(1)

FMEP состоит из следующих трех компонентов:

Среднее эффективное давление нагнетания (PMEP) = работа за цикл, выполняемая поршнем над газами в цилиндре во время тактов впуска и выпуска.PMEP является положительным для двигателей без наддува и отрицательным для двигателей с наддувом и с турбонаддувом при высоких нагрузках.

Среднее эффективное давление трения при трении (RFMEP) = работа за цикл, рассеиваемая за цикл при преодолении трения из-за относительного движения соседних компонентов в двигателе.

Среднее эффективное давление вспомогательного оборудования (AMEP) = работа за цикл, необходимая для приведения в действие вспомогательного оборудования двигателя (насосы, вентиляторы, генератор и т. Д.), Необходимого для работы двигателя.

Следовательно, FMEP можно выразить следующим образом:

FMEP = PMEP + RFMEP + AMEP

(2)

Термический КПД тормоза (BTE) впоследствии определяется как отношение проделанной работы к теплоте сгорания топлива (обычно более низкая теплотворная способность, поскольку вода в выхлопе находится в виде пара):

BTE = BMEP × смещенный объем / (mf × Q LHV )

(3)

Где: mf = массовый расход топлива

Q _LHV = Низкая теплотворная способность топлива

Аналогичное выражение используется для расчета номинального теплового КПД (ITE).

Обсуждаемые выше отношения показаны у Wade et al. (1984) для рабочих условий двигателя, характерных для ездового цикла FTP.

ССЫЛКИ

Хейвуд, Дж. Б. 1988. Основы двигателя внутреннего сгорания. Нью-Йорк: Макгроу-Хилл.

Уэйд, У. Р., Дж. Э. Уайт, К. М. Джонс, К. Э. Хантер и С. П. Хансен. 1984. Улучшения горения, трения и толерантности к топливу для дизельного двигателя IDI. Технический документ SAE 840515.

Среднее эффективное давление в тормозной системе (BMEP): критерий эффективности

BMEP: важный критерий производительности

ПРИМЕЧАНИЕ: Все наши продукты, конструкции и услуги ЯВЛЯЮТСЯ ОРГАНИЧЕСКИМИ, БЕЗ ГЛЮТЕНА, НЕ СОДЕРЖАТ ГМО и не нарушат чьи-либо драгоценные ЧУВСТВА.

Мы представили темы «Тепловой КПД» и «Объемный КПД» как методы оценки потенциальной мощности данной конфигурации двигателя.

Среднее эффективное давление в тормозной системе (BMEP) — еще один очень эффективный критерий для сравнения характеристик двигателя данного типа с другими двигателями того же типа, а также для оценки обоснованности заявленных характеристик или требований.

Определение BMEP: среднее (среднее) давление, которое, ЕСЛИ наложенное на поршни равномерно сверху вниз на каждом рабочем ходе, обеспечило бы измеренную (тормозную) выходную мощность.

Обратите внимание, что BMEP чисто теоретический , а НЕ имеет НИЧЕГО общего с ФАКТИЧЕСКИМ ДАВЛЕНИЕМ В ЦИЛИНДРЕ .Это просто инструмент для оценки эффективности данного двигателя при создании крутящего момента с заданным рабочим объемом.

Посмотрев на уравнения 8-a и 8-b ниже, вы легко увидите, что BMEP — это просто крутящий момент на кубический дюйм рабочего объема, умноженный на константу. Фактически, многие талантливые люди в области проектирования и разработки двигателей в настоящее время используют крутящий момент на кубический дюйм («коэффициент крутящего момента») вместо BMEP, тем самым избегая этого утомительного процесса умножения.

Если вы знаете крутящий момент и рабочий объем двигателя, очень практичный способ расчета BMEP:

BMEP (psi) = 150,8 x МОМЕНТ (фунт-фут) / СМЕЩЕНИЕ (ci)

(уравнение 8-a, 4-тактный двигатель)

BMEP (psi) = 75,4 x МОМЕНТ (фунт-фут) / СМЕЩЕНИЕ (ci)

(уравнение 8-b, 2-тактный двигатель)

(если вы предпочитаете показания давления в барах, а не в фунтах на квадратный дюйм, просто разделите фунты на квадратный дюйм на 14,5)

(ЕСЛИ вы заинтересованы в выводе этих отношений, это объясняется внизу этой страницы.)

Выходной крутящий момент 1,0 фунт-фут на кубический дюйм рабочего объема в 4-тактном двигателе равен BMEP 150,8 фунт / кв. В 2-тактном двигателе тот же крутящий момент в 1,0 фунт-фут на кубический дюйм составляет BMEP 75,4 фунтов на квадратный дюйм. (Вывод этой связи приведен внизу этой страницы.)

Обсуждение на оставшейся части этой страницы относится к четырехтактным двигателям , но это в равной степени применимо к двухтактным двигателям, если вы просто замените 75.4 везде, где вы видите 150,8.

Этот инструмент чрезвычайно удобен для оценки характеристик, заявленных для любого конкретного двигателя. Например, двигатели Lycoming IO-360 (200 л.с., 360 CID) и IO-540 (300 л.с., 540 CID) развивают свою номинальную мощность при 2700 об / мин. При этих оборотах (2700) номинальная мощность требует 389 фунт-футов (200 л.с.) и 584 фунт-фут (300 л.с.) крутящего момента соответственно. (Если вы не понимаете этот расчет, НАЖМИТЕ ЗДЕСЬ)

Из этих значений крутящего момента легко увидеть (из уравнения 8-a выше), что оба двигателя работают с BMEP около 163 PSI (11.25 бар, или «коэффициент крутящего момента» 1,08 фунт-фут на кубический дюйм) при пиковой мощности. BMEP при пиковом крутящем моменте немного больше.

Для долговечного (в системе отсчета самолета) безнаддувного бензинового двигателя SI (искровое зажигание) с двумя клапанами на цилиндр и толкателем, BMEP более 204 фунтов на квадратный дюйм (14 бар, передаточное число 1.35) довольно сложно достичь и требует серьезной программы разработки и очень специализированных компонентов.

Стоит отметить, что современный атмосферный двигатель CI (воспламенение от сжатия) может легко сделать 15 бар BMEP, а некоторые уличные двигатели CI с турбонаддувом обычно превышают 20.5 бар. Полезно помнить, что BMEP — полезный инструмент для сравнения и оценки аналогичных типов двигателей.

Для сравнения давайте посмотрим на двигатели, которые обычно считаются вершиной производительности двигателей: Формула-1 (Гран-при).

Двигатель F1 специально разработан и практически не имеет ограничений. В сезоне 2006 года правила требовали 90 ° двигателя V8 рабочим объемом 2,4 литра (146,4 CID) с максимальным диаметром цилиндра 98 мм (3,858) и требуемым расстоянием между отверстиями 106.5 мм (4,193). Результирующий ход поршня 2,4 литра составляет 39,75 мм (1,565) и реализуется с коленчатым валом 180 °. Типичная длина стержня составляет приблизительно 102 мм (4,016 дюйма) при соотношении стержень / ход около 2,57.

Эти двигатели обычно имеют 4 клапана на цилиндр с двумя верхними распредвалами на ряд и пневматические клапанные пружины. В дополнение к нескольким ограничениям, указанным выше, существуют следующие дополнительные ограничения: (a) отсутствие соединений бериллия, (b) отсутствие поршней MMC, (c) отсутствие впускных труб переменной длины, (d) один инжектор на цилиндр, и ( д) требование, чтобы одного двигателя хватило на два гоночных уик-энда.

В конце сезона 2006 года большинство этих двигателей F1 работали со скоростью до 20 000 об / мин в гоночной комплектации и имели мощность около 750 л.с. Один двигатель, для которого у меня есть цифры, показал пиковую мощность 755 л.с. при поразительных 19250 об / мин. При пиковой мощности 755 л.с. крутящий момент составляет 206 фунт-фут, а пиковая мощность BMEP будет 212 фунтов на квадратный дюйм. (14,63 бар). Пик крутящего момента 214 фунт-футов произошел при 17000 об / мин для BMEP 220 фунтов на квадратный дюйм (15,18 бар). Нет никаких сомнений в том, что 212 фунтов на квадратный дюйм при 19250 об / мин — это действительно потрясающе.

Однако давайте посмотрим на поразительную отечественную технологию .

Гоночный двигатель NASCAR CUP — это силовая установка с жесткими ограничениями, якобы полученная из «производственных» компонентов, хотя по состоянию на 2010 год все 4 двигателя, конкурирующие на этом уровне (Chevy, Dodge, Ford, Toyota), являются специально созданными гоночными двигателями. специально к книге правил NASCAR.

Согласно нормативам, двигатели CUP имеют максимальный рабочий объем 358 куб. См (5,87 л). Они должны использовать чугунный блок V8 90 ° с 4.Расстояние между отверстиями 500 дюймов и стальной коленчатый вал под углом 90 °. Головки цилиндров специально разработаны и тщательно разработаны, ограничены двумя клапанами на цилиндр, определенными углами клапана, определенной высотой днища портов и т. Д. Клапаны приводятся в действие одним распредвалом с плоскими толкателями, установленным на блоке (это верно, по-прежнему нет роликов по состоянию на 2014 год; но они перешли на роликовые толкатели в сезоне 2015 года) и клапанный механизм толкатель / коромысло / цилиндрическая пружина. Кроме того, это затруднено из-за потребности в одном карбюраторе с четырьмя цилиндрами (до 2011 года), а теперь (с 2012 года) — дроссельной заслонке с 4 цилиндрами, подобной карбюратору, и индивидуальным рабочим колесом EFI.Разрешено зажигание с электронным управлением (по состоянию на 2012 год), и существуют требования к минимальному весу шатунов и поршней. Более подробную информацию об этих двигателях можно найти ЗДЕСЬ.)

Как работают эти двигатели CUP? В конце сезона 2014 года двигатели одного крупного производителя двигателей NASCAR производили около 880 л.с. при примерно 9000 об / мин, а максимальная гоночная скорость была около 9400 об / мин.

Учтите тот факт, что для производства 880 л.с. при 9000 об / мин требуется 513 фунт-фут крутящего момента для максимальной мощности BMEP почти 216 фунтов на квадратный дюйм (14.92 бар, коэффициент крутящего момента 1,43). Пиковый крутящий момент для того же двигателя обычно составлял около 535 фунт-футов при 7800 об / мин, для пикового BMEP более 226 фунтов на квадратный дюйм (15,6 бар, коэффициент крутящего момента 1,50).

THAT поистине потрясающий.

(Теперь я отвлекся на короткую тираду.

Очень жаль, что в сезоне 2015 года мозговой трест NASCAR решил запретить существование этих удивительных двигателей. В сезоне 2015 года эти же двигатели будут оснащены «конической проставкой» между корпусом дроссельной заслонки и впускной камерой.Эта прокладка представляет собой не более чем причудливую ограничительную пластину, которая дополнительно ограничивает количество воздуха, которое может проглотить двигатель. Это изменение правила сразу же снизило мощность двигателя примерно до 725 л.с.

И хотя функционеры NASCAR болтают о «снижении стоимости гонок», это изменение правил потребовало еще одного огромного расхода средств на НИОКР для разработки нового двигателя (камера сгорания, порты, направляющие коллектора, конфигурация нагнетательной камеры, кулачок). профили, пружины клапанов и т. д.и т. д.), чтобы оптимизировать производительность этого нового (другого) двигателя.)

Хорошо, теперь вернемся к BMEP ……..

Сравните показатели двигателя F1 с показателями двигателя CUP, чтобы получить более яркое представление о том, насколько умны эти парни, работающие с двигателями CUP. Кроме того, примите во внимание тот факт, что (а) один двигатель должен использоваться для каждой гонки, которая включает не менее двух тренировочных сессий, квалификационную сессию и гонку, которая может длиться до 600 миль, и (б) Двигатели Penske-Dodge, выигравшие чемпионат 2012 года, не испытали ни одного отказа двигателя на протяжении 38 гонок сезона 2012 года.

Тем не менее, недавние победители ежегодного конкурса Engine Masters достигли BMEP более 16,9 бар (245 фунтов на кв. Дюйм, коэффициент крутящего момента 1,63!) С бензиновым бензиновым безнаддувным 2-клапанным двигателем SI. ОДНАКО конструкторы свободно признают, что из-за очень агрессивных профилей кулачков, соотношений коромысел, общего числа подъемов клапанов и других компромиссов, направленных на максимальное увеличение BMEP, эти двигатели имеют относительно короткий ожидаемый срок службы.

ПРИМЕЧАНИЕ. 12 января 2015 года мы исправили следующий абзац благодаря проницательному читателю Дэну Никосону, который указал мне, что двигатель Blanton предлагает двигатель 3.8-литровый Ford V6, а не 2,8-литровый двигатель, как ранее говорилось в следующей короткой тираде по поводу абсурдных заявлений о мощности.

Чтобы оценить значение BMEP (или крутящего момента на кубический дюйм) в качестве инструмента оценки заявлений о двигателе, предположим, что кто-то предлагает вам продать вам 3,8-литровый (232 кубический дюйм) Ford V6, который якобы развивает мощность 290 л.с. при 5000 об / мин и оборудован с стандартными послепродажными алюминиевыми головками, серийным впускным коллектором и распределительным валом «с высокими характеристиками».

Вы можете оценить обоснованность этого заявления о мощности, посчитав (a) , что для 290 л.с. при 5000 об / мин требуется около 305 фунт-фут крутящего момента (290 x 5252 ÷ 5000), и (b) , что 305 фунтов- футовкрутящего момента от 232 кубических дюймов требуется BMEP 198 фунтов на квадратный дюйм (150,8 x 305 ÷ 198) или коэффициент крутящего момента 1,31.

Тогда вы бы отклонили это утверждение как нелепое, потому что вы знаете, что если бы парень мог творить чудеса, необходимые для создания отношения крутящего момента 1,31 с конструкцией головки OEM, конструкцией клапанного механизма OEM и одним центрально расположенным карбюратором, он был бы известен как один из выдающихся мировых гуру двигателей. Вы также можете предположить, что была разработана новая единица рекламируемой власти («blantonpower»).

В качестве дальнейшего сравнения, для достижения значения BMEP 214 фунтов на квадратный дюйм ( измеренный крутящий момент , равный 583 фунт-фут для коэффициента крутящего момента 1,42,) от нашего самолета V8 GEN-1, нам пришлось использовать чрезвычайно хорошо разработанный , высокопроточные и высокоскоростные напоры, специально разработанная система впуска / нагнетания рабочих колес равной длины, специально разработанная система впрыска топлива, очень хорошо проработанные профили роликовых кулачков и компоненты клапанного механизма, а также множество очень специализированные компоненты, которые мы разработали и изготовили.

ВЫВОД УРАВНЕНИЙ BMEP

Определение BMEP (среднее эффективное давление торможения), как было указано выше в верхней части этой страницы, составляет: «среднее (среднее) давление, которое при равномерном воздействии на поршни сверху вниз каждого рабочий ход, будет производить измеренную (тормозную) выходную мощность ». СНОВА, ОБРАТИТЕ ВНИМАНИЕ, что BMEP является чисто теоретическим , а не имеет ничего общего с фактическим давлением в цилиндре .

Если мы представим определение в математической форме, то получим:,

л.с. = BMEP x площадь поршня x (ход / 12) x об / мин x импульсы мощности на оборот / 33000

Рассматривая это уравнение для одноцилиндрового двигателя, BMEP (в фунтах на квадратный дюйм) умноженное на площадь поршня (квадратных дюймов) дает среднее усилие , приложенное к поршню во время рабочего хода.Умножение этой силы на ход (дюймы, разделенные на 12, что превращает единицы в футы) дает чистую РАБОТУ (в фут-фунтах), создаваемую поршнем, перемещающимся из ВМТ в НМТ с воздействием на него BMEP во время этого движения. (Ясно, что это не попытка представить реальность в камере сгорания. Как уже говорилось ранее, BMEP — это просто удобный инструмент для сравнения и оценки характеристик двигателя.)

Далее мощность определяется как работа за единицу времени. Следовательно, умножение РАБОТЫ (фут-фунт) на об / мин , а затем умножение на количество импульсов мощности на оборот ( PPR ) дает чистую (тормозную) мощность (фут-фунты в минуту в этом примере), произведенную один цилиндр.(В одноцилиндровом двигателе PPR равно 1 для 2-тактного двигателя или 1/2 для 4-тактного двигателя.

Поскольку одна ЛОШАДЬ определяется как 33 000 фут-фунтов работы в минуту, деление РАБОТЫ (фут-фунт) на 33 000 изменяет единицы измерения с фут-фунтов в минуту на HP.

Поскольку ясно, что площадь поршня x ход — это рабочий объем одного цилиндра (в кубических дюймах), то уравнение можно упростить до:

л.с. = BMEP x (рабочий объем / 12) x об / мин x импульсы мощности на оборот / 33000

Лошадиная сила также определяется как:

л.с. = крутящий момент x об / мин / 5252

Подстановка этого уравнения в предыдущее дает:

Крутящий момент x об / мин / 5252 = BMEP x (рабочий объем / 12) x об / мин x PPR / 33000

Сокращение этого уравнения дает:

BMEP = (Крутящий момент x 12 x 33000/5252) / (Рабочий объем x PPR)

Вычисление констант, 12 x 33 000/5252 = 75.39985, что можно смело округлить до 75,4. Повторное упрощение уравнения дает:

BMEP = (Крутящий момент x 75,4) / (Рабочий объем x PPR)

Также ясно, что, поскольку уравнение включает PPR (импульсы мощности на оборот), оно применяется к двигателям с любым количеством цилиндров с использованием общего рабочего объема, общего тормозного момента и правильного PPR.

Предположим, например, что вы измерили 14,45 фунт-фут крутящего момента одноцилиндрового двигателя 2-тактный объемом 125 куб.см (7,625 CID) при 12 950 об / мин, у вас будет 35.63 л.с. (285 л.с. на литр, действительно впечатляет). BMEP будет:

BMEP = (14,45 x 75,4) / (7,625 x 1) = 142,9 фунтов на кв. Дюйм (9,85 бар)

BMEP (9,85 бар) — впечатляющая цифра для двухтактного двигателя с поршневыми портами.

Однако предположим, что кто-то утверждал, что создает такой же крутящий момент из одноцилиндрового 4-тактного 125-кубового двигателя при 12950 об / мин. Мощность будет такой же (35,63 л.с., или 285 л.с. на литр). Плотность мощности не обязательно , обязательно вызовет тревогу (2008 2.4-литровые двигатели F1 V8 приблизились к 315 л.с. на литр), но требуемый BMEP сделал бы это утверждение весьма сомнительным:

BMEP = (14,45 x 75,4) / (7,625 x 1/2) = 285,8 фунтов на кв. Дюйм (19,7 бар)

То, что BMEP (19,7 бар) явно абсурдно для безнаддувного 4-тактного бензинового двигателя с искровым зажиганием (SI). Профессор Гордон Блэр заявил, что превышение BMEP 15 бар в двигателе N / A практически невозможно, но это было несколько лет назад.«Открытые» двигатели NASCAR Cup до «удешевляющей» Tapered Spacer idioc y приближались к 15,6 бар.

РАЗЛИЧИЯ ДВУХ И ЧЕТЫРЕХТАКТНЫХ ДВИГАТЕЛЕЙ

Очевидно, что разница в расчете BMEP для 2- и 4-тактных двигателей составляет всего 2 раза из-за того, что 2-тактный цилиндр срабатывает один раз за один оборот, тогда как 4-тактный двигатель запускается только один раз за два оборота. Уравнения можно упростить дополнительно, включив этот коэффициент PPR в константу 75.4 и исключив PPR из уравнения, сделав константу для 4-тактного двигателя 2 x 75,4 = 150,8. Это дает уравнения, показанные в верхней части этой статьи, которые используют полный рабочий объем двигателя и измеренный крутящий момент.

BMEP = 150,8 x МОМЕНТ (фунт-фут) / СМЕЩЕНИЕ (ci)

(уравнение 8-a, 4-тактный двигатель)

BMEP = 75,4 x МОМЕНТ (фунт-фут) / СМЕЩЕНИЕ (ci)

(уравнение 8-b, 2-тактный двигатель)

Q В чем разница между b.m.e.p. и i.m.e.p.? И какая связь между b.m.e.p. а максимальное давление в баллоне? | 20 сентября 1968 года

Увеличить страницу

20 сентября 1968 г.

Страница 259

Стр. 259, 20 сентября 1968 г. — Q В чем разница между b.m.e.p. и i.m.e.p.? И какая связь между b.m.e.p. а максимальное давление в баллоне?

Закрывать

A Среднее эффективное давление

(т.м, э.п.) — это равномерное давление, которое потребуется на протяжении рабочего такта двигателя для выполнения того же объема работы, что и при изменении давления, которое фактически создается во время рабочего хода. Среднее эффективное давление тормоза — это пропорция указанного среднего эффективного давления, которая доступна для выполнения внешней работы на маховике. Разница между i.m.e.p. и b.m.e.p. равно среднему давлению, необходимому для преодоления трения в двигателе и для выполнения функций наполнения и опорожнения цилиндра, а также для приведения в действие вспомогательного оборудования, такого как масляный и водяной насосы, генератор и т. д.Они обычно называются потерями на трение и накачку.

Указанная мощность двигателя (л.с.) равна тормозной мощности (л.с. / плюс потери на трение и насосные потери.

, Механический КПД равен% … В случае бензинового двигателя давление увеличивается при постоянном объеме и максимальной мощности и b.m.e.p. примерно пропорционально максимальному давлению в цилиндре. Однако в случае детонации часть смеси (конечный газ). детонирует или взрывается, и создаваемую силу можно сравнить с ударом молотка, который не делает полезной работы.Но это приведет к очень кратковременному увеличению давления в баллоне.

В цикле дизельного двигателя топливо сгорает, когда оно впрыскивается в цилиндр, и давление сгорания может быть очень немного выше, чем давление сжатия. Действительно, дизельный цикл иногда называют циклом постоянного давления, в котором давление сгорания не выше давления сжатия. Типичный автомобильный дизель работает в «смешанном» цикле постоянного объема / постоянного давления, и хотя давление в цилиндре действительно увеличивается при сгорании топлива, это увеличение относительно невелико.

Между прочим, источник детонации дизеля не совпадает с причиной детонации в бензиновом двигателе. Поскольку впрыскиваемое топливо необходимо нагреть перед тем, как его можно будет сжечь (воздух уже находится в цилиндре), сгорание первоначально задерживается. Когда это происходит, небольшое количество впрыснутого топлива мгновенно воспламеняется, и это вызывает небольшой удар молотком, который не дает полезной работы.

Теги

% PDF-1.3 % 72 0 объект > эндобдж xref 72 73 0000000016 00000 н. 0000001808 00000 н. 0000002451 00000 н. 0000002665 00000 н. 0000002973 00000 н. 0000003113 00000 п. 0000005901 00000 н. 0000006352 00000 п. 0000007119 00000 н. 0000007401 00000 п. 0000007702 00000 н. 0000015023 00000 п. 0000015514 00000 п. 0000015930 00000 н. 0000015970 00000 п. 0000016493 00000 п. 0000016589 00000 п. 0000016611 00000 п. 0000018433 00000 п. 0000025944 00000 п. 0000026290 00000 н. 0000027002 00000 н. 0000027471 00000 п. 0000027827 00000 н. 0000028131 00000 п. 0000028543 00000 п. 0000028989 00000 п. 0000029260 00000 п. 0000030800 00000 п. 0000031009 00000 п. 0000033882 00000 п. 0000034479 00000 п. 0000034603 00000 п. 0000034985 00000 п. 0000035008 00000 п. 0000036762 00000 н. 0000037041 00000 п. 0000037190 00000 п. 0000039168 00000 п. 0000039578 00000 п. 0000039889 00000 н. 0000039912 00000 н. 0000041898 00000 п. 0000041921 00000 п. 0000043682 00000 п. 0000043832 00000 п. 0000044203 00000 п. 0000044471 00000 п. 0000046872 00000 н. 0000047198 00000 п. 0000047221 00000 п. 0000049031 00000 н. 0000049054 00000 п. 0000050741 00000 п. 0000050764 00000 п. 0000052522 00000 п. 0000052545 00000 п. 0000054185 00000 п. 0000054323 00000 п. 0000054462 00000 п. 0000335506 00000 н. 0000335646 00000 н. 0000382753 00000 п. 0000382865 00000 н. 0000383003 00000 п. 0000383367 00000 н. 0000383725 00000 н. 0000448053 00000 н.