Tasuta inseneri tööriist
Mootori parameetrite kalkulaator
ISO 3046 mootori võimsusreiting, BSFC, BMEP, pöördemoment ja termiline kasutegur. Diisel- ja gaasimootorite võrdlus koos võimsuse vähendamise arvestusega.
Tulemused
Mootori võimsus kütuseenergiast
Piduri väljundvõimsus saadakse kütuse energia sisendi ja termilise kasuteguri korrutisena:
- ṁ_f — kütuse massivoolukiirus (kg/s)
- CV — kütuse kütteväärtus (kJ/kg)
- η — piduri termiline kasutegur (kümnendmurruna)
BSFC – Pidurispetsiifiline kütusekulu
BSFC näitab, kui tõhusalt mootor kütuse tööks muundab. Madalam on parem. Tüüpiline diisel: 190–230 g/kWh.
BMEP — piduri keskmine efektiivrõhk
- n_R — pöörete arv töötakti kohta (2 neljataktilise, 1 kahetaktilise puhul)
- V_d — kogutöömaht (m³)
- n — mootori pöörlemiskiirus (p/s)
Pöördemoment
ISO 3046 võimsusreitingu tüübid
| Reiting | Kood | Tegur | Kirjeldus |
|---|---|---|---|
| Pidev | COP | 1,0× | Piiramatud tunnid konstantsel koormusel |
| Põhivõimsus | PRP | 1,1× | Piiramatu arv tunde, muutuv koormus, keskmine ≤ 80% PRP-st |
| Piiratud aeg | LTP | 1,2× | Max 500 tundi aastas 100% LTP juures |
| Hädaolukorra ooterežiim | ESP | 1,3× | Max 200 tundi aastas, ülekoormus pole lubatud |
Märkus: Ülaltoodud korrutustegurid on soovituslikud tööstusharu rusikareeglid võimsuskategooriate võrdlemiseks. ISO 3046-1 / ISO 8528-1 määratlevad kategooriad (COP, PRP, LTP, ESP), kuid ei määratle nendevahelisi universaalseid teisenduskoefitsiente — kasutage alati tootja poolt kinnitatud võimsust iga kategooria kohta.
Praktiline näide
Antud: Kütusekulu = 50 kg/h, CV = 42 700 kJ/kg, η = 38%, töömaht = 12 l, kiirus = 1500 p/min, 4-taktiline
Q_sisse = 50 × 42 700 / 3600 = 593,1 kW (soojuslik)
P = 593,1 × 0,38 = 225,4 kW
BSFC = 50 000 / 225,4 = 221,8 g/kWh
Pöördemoment = 225 400 / (2π × 25) = 1435 N·m
BMEP = 225 400 × 2 × 60 / (0,012 × 1500) = 15,0 bar
Diisel- ja gaasimootorite võrdlus
| Parameeter | Diisel | Maagaas |
|---|---|---|
| Termiline kasutegur | 35–52% | 28–42% |
| BSFC (ekvivalent) | 190–230 g/kWh | 230–300 g/kWh |
| BMEP (turboülelaadimisega) | 15–25 baari | 12–20 baari |
| Õhu/kütuse suhe (stöhh.) | 14.5:1 | 17.2:1 |
| Tihendussuhe | 15–22:1 | 10–14:1 |
| CO₂ kWh kohta | ~650 g | ~490 g |
| NOx | Kõrgem | Madalam (lahja segu) |
Tüüpilised mootori BSFC väärtused
| Mootori tüüp | BSFC (g/kWh) | Tõhusus |
|---|---|---|
| Väike kiire diiselmootor (<100 kW) | 230–270 | 30–36% |
| Keskmise kiirusega diiselmootor (100–1000 kW) | 195–230 | 35–42% |
| Suur keskmise kiirusega (1–10 MW) | 180–200 | 40–46% |
| Aeglasel kiirusel töötav merediisel (10+ MW) | 160–175 | 48–52% |
| Gaasimootor (lahja seguga) | 230–280 (ekv.) | 35–42% |
⚠️ Märkus: ISO 3046 võrdlustingimused: 25 °C, 100 kPa, suhteline õhuniiskus 30%. Võimsus väheneb ligikaudu 3,5% iga 300 m kohta üle 300 m kõrgusel ja ~2% iga 5,5 °C kohta üle 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.
Sellel lehel kirjeldatud protseduurid töötas välja ja testis välitingimustes Vibromera meeskond, kasutades Balanset-1A-d, kaasaskantavat kahekanalilist tasakaalustusseadet ja vibratsioonianalüsaatorit rootorite tasakaalustamiseks kohapeal.
Professionaalsed välitasakaalustusseadmed ja tarkvara. Kasutusel enam kui 50 riigis.
Nikolai Shelkovenko
Nikolai Shelkovenko on vibratsioonianalüüsi insener ning Vibromera asutaja ja tegevjuht. Rohkem kui 15 aastat on ta tasakaalustanud pöörlevaid seadmeid kohapeal, mitte katsestendil: multšereid, tööstuslikke ventilaatoreid, purustajaid, tsentrifuuge, võlle ja spindleid. Just sellest tööst kasvasid välja Balanset seadmed — need kavandati tööriistana, mille spetsialist saab masina juurde kaasa võtta ja üksi kohapeal kasutada, mitte laboriseadmena. Vibromera asutati 2017. aastal ja alates 2023. aastast asub see Portos Portugalis. Siin toimub kogu Balanset seeria arendus, koostamine ja tugi. Lipulaevaks on Balanset-1A, kaasaskantav analüsaator ühe- ja kahetasapinnaliseks tasakaalustamiseks ning vibratsioonidiagnostikaks. Nikolai osaleb isiklikult klienditoes, keeruliste tasakaalustusjuhtumite lahendamises ja tarkvara arendamises. Ta töötab klientidega üle kogu maailma, mis tahes keeles.
