Bezplatný inženýrský nástroj
Kalkulačka parametrů motoru
Výkon motoru dle ISO 3046, BSFC, BMEP, točivý moment a tepelná účinnost. Porovnání vznětového a plynového motoru s podporou odlehčení.
Výsledky
Výkon motoru z paliva
Brzdný výkon se odvozuje z vynásobení energie paliva tepelnou účinností:
- ṁ_f — hmotnostní průtok paliva (kg/s)
- CV — výhřevnost paliva (kJ/kg)
- η — tepelná účinnost motoru (desetinná soustava)
BSFC — Specifická spotřeba paliva
BSFC udává, jak efektivně motor přeměňuje palivo na práci. Nižší hodnota znamená lepší. Typický diesel: 190–230 g/kWh.
BMEP — Střední efektivní tlak
- n_R — otáčky na zdvih (2 pro čtyřtakt, 1 pro dvoutakt)
- V_d — celkový objem (m³)
- n — otáčky motoru (ot./s)
Točivý moment
Typy jmenovitého výkonu dle ISO 3046
| Hodnocení | Kód | Faktor | Popis |
|---|---|---|---|
| Nepřetržitý | COP | 1,0× | Neomezený počet hodin při konstantním zatížení |
| Prime | PRP | 1,1× | Neomezený počet hodin, proměnné zatížení, průměr ≤ 80% PRP |
| Omezený čas | LTP | 1,2× | Max. 500 h/rok při 100% LTP |
| Nouzový pohotovostní režim | ESP | 1,3× | Max. 200 h/rok, přetížení není povoleno |
Poznámka: Výše uvedené násobicí faktory jsou orientační odhady zavedené v praxi pro porovnání kategorií jmenovitého výkonu. ISO 3046-1 / ISO 8528-1 definují kategorie (COP, PRP, LTP, ESP), ale nedefinují univerzální přepočtové faktory mezi nimi — vždy použijte hodnotu deklarovanou výrobcem pro danou kategorii.
Praktický příklad
Vzhledem k: Spotřeba paliva = 50 kg/h, Výhřevnost = 42 700 kJ/kg, η = 38%, Zdvihový objem = 12 l, Otáčky = 1500 ot/min, čtyřtakt
Q_in = 50 × 42 700 / 3600 = 593,1 kW (tepelný)
P = 593,1 × 0,38 = 225,4 kW
BSFC = 50 000 / 225,4 = 221,8 g/kWh
Točivý moment = 225 400 / (2π × 25) = 1435 N·m
BMEP = 225 400 × 2 × 60 / (0,012 × 1500) = 15,0 barů
Porovnání dieselových a plynových motorů
| Parametr | Nafta | Zemní plyn |
|---|---|---|
| Tepelná účinnost | 35–52 % | 28–42 % |
| BSFC (ekvivalent) | 190–230 g/kWh | 230–300 g/kWh |
| BMEP (přeplňovaný) | 15–25 barů | 12–20 barů |
| Poměr A/F (stechiometrický) | 14.5:1 | 17.2:1 |
| Kompresní poměr | 15–22:1 | 10–14:1 |
| CO₂ na kWh | ~650 g | ~490 g |
| NOx | Vyšší | Nižší (spalování chudé směsi) |
Typické hodnoty BSFC motoru
| Typ motoru | BSFC (g/kWh) | Účinnost |
|---|---|---|
| Malý vysokorychlostní diesel (<100 kW) | 230–270 | 30–36 % |
| Středněrychlostní dieselový motor (100–1000 kW) | 195–230 | 35–42 % |
| Velký středněrychlostní (1–10 MW) | 180–200 | 40–46 % |
| Pomalorychlostní lodní dieselový motor (10+ MW) | 160–175 | 48–52 % |
| Plynový motor (spalování chudé směsi) | 230–280 (ekv.) | 35–42 % |
⚠️ Poznámka: Referenční podmínky dle ISO 3046: 25 °C, 100 kPa, relativní vlhkost 30%. Snížení výkonu přibližně o 3,5% na každých 300 m nad nadmořskou výškou 300 m a ~2% na každých 5,5 °C nad 25 °C.
Brake Specific Fuel Consumption is the fuel consumed per unit power per hour, in g/kWh. It directly indicates engine efficiency:
- Small high-speed diesel: 230–270 g/kWh
- Medium-speed diesel: 195–230 g/kWh
- Large slow-speed marine: 160–175 g/kWh
- Gas engine (lean burn): 230–280 g/kWh equivalent
Lower BSFC = higher efficiency = less fuel per kW.
BMEP (Brake Mean Effective Pressure) is the hypothetical constant pressure acting on the piston that would produce the same net work per cycle. It normalizes performance independent of engine size.
- Naturally aspirated diesel: 7–10 bar
- Turbocharged diesel: 15–25 bar
- High-performance racing: 25–30+ bar
Higher BMEP means more power from a given displacement — a measure of specific output.
ISO 3046-1 defines four standard power ratings for reciprocating IC engines:
- COP: Continuous Power — unlimited running at constant load
- PRP: Prime Power — unlimited hours at variable load (avg ≤ 80%)
- LTP: Limited Time Power — max 500 h/year at 100%
- ESP: Emergency Standby — max 200 h/year
Reference conditions: 25°C, 100 kPa, 30% relative humidity.
Per ISO 3046-1, engine power must be derated when operating above reference conditions:
- Altitude: ~3.5% per 300 m above 300 m elevation
- Temperature: ~2% per 5.5°C above 25°C ambient
- Humidity: minor effect, usually neglected
Example: at 1500 m altitude and 40°C, derating ≈ 3.5%×4 + 2%×2.7 ≈ 19.4%.
Diesel engines are inherently more efficient (35–52%) due to higher compression ratios (15–22:1) and lean combustion. Gas engines (28–42%) use lower compression (10–14:1) but produce less NOx.
For the same power output, gas engines consume more fuel (by energy) but produce ~25% less CO₂ per kWh due to the hydrogen content of methane.
Postupy popsané na této stránce vyvinul a v terénu otestoval tým Vibromera pomocí přístroje Balanset-1A, přenosného dvoukanálového vyvažovacího přístroje a analyzátoru vibrací pro vyvažování rotorů na místě.
Profesionální přístroje a software pro vyvažování v terénu. Používají se ve více než 50 zemích.
Nikolai Shelkovenko
Nikolai Shelkovenko je inženýr vibrační analýzy a zakladatel a generální ředitel společnosti Vibromera. Více než 15 let vyvažuje rotační stroje přímo v provozu, a ne na zkušebním stavu: mulčovače, průmyslové ventilátory, drtiče, odstředivky, hřídele a vřetena. Právě z této práce vzešly přístroje Balanset — byly navrženy jako nástroj, který si odborník může vzít ke stroji a použít sám, přímo na místě, nikoli jako laboratorní vybavení. Vibromera byla založena v roce 2017 a od roku 2023 sídlí v portugalském Portu. Zde probíhá vývoj, montáž i podpora řady Balanset. Vlajkovým přístrojem je Balanset-1A, přenosný analyzátor pro vyvažování v jedné a ve dvou rovinách a pro diagnostiku vibrací. Nikolai se osobně podílí na zákaznické podpoře, na řešení obtížných případů vyvažování i na vývoji softwaru. Pracuje se zákazníky po celém světě, v jakémkoli jazyce.
