Ilmainen suunnittelutyökalu
Moottorin parametrien laskin
ISO 3046 -moottorin teholuokitus, BSFC, BMEP, vääntömomentti ja terminen hyötysuhde. Diesel- ja kaasumoottorien vertailu tehonalennustuella.
Tulokset
Moottorin teho polttoaineesta
Jarruteho saadaan polttoaineen energiapanoksesta kerrottuna termisellä hyötysuhteella:
- ṁ_f — polttoaineen massavirta (kg/s)
- Lämpöarvo — polttoaineen lämpöarvo (kJ/kg)
- η — jarrutehon terminen hyötysuhde (desimaali)
BSFC — jarrutehon ominaispolttoaineenkulutus
BSFC-arvo osoittaa, kuinka tehokkaasti moottori muuntaa polttoaineen työksi. Alhaisempi arvo on parempi. Tyypillinen diesel: 190–230 g/kWh.
BMEP — jarrutehon keskilämpöpaine
- n_R — kierrosta työtahtia kohden (2 4-tahtimoottorissa, 1 2-tahtimoottorissa)
- V_d — kokonaissiirtymä (m³)
- n — moottorin kierrosluku (kierr./s)
Vääntömomentti
ISO 3046 -teholuokitustyypit
| Luokitus | Koodi | Tekijä | Kuvaus |
|---|---|---|---|
| Jatkuva | COP | 1,0× | Rajoittamaton määrä tunteja jatkuvalla kuormalla |
| Prime | PRP | 1,1× | Rajoittamattomat tunnit, vaihteleva kuormitus, PRP:n keskiarvo ≤ 80% |
| Rajoitettu aika | LTP | 1,2× | Enintään 500 h/vuosi 100% LTP:llä |
| Hätävalmiustila | ESP | 1,3× | Enintään 200 tuntia vuodessa, ylikuormitus ei sallittu |
Huom: The multiplication factors above are indicative industry rules of thumb for comparing rating categories. ISO 3046-1 / ISO 8528-1 define the categories (COP, PRP, LTP, ESP) but do not define universal conversion factors between them — always use the manufacturer’s declared rating for each category.
Käytännön esimerkki
Annettu: Polttoaineenkulutus = 50 kg/h, CV = 42 700 kJ/kg, η = 38%, Iskutilavuus = 12 l, Nopeus = 1500 RPM, 4-tahti
Q_in = 50 × 42 700 / 3600 = 593,1 kW (lämpöteho)
P = 593,1 × 0,38 = 225,4 kW
BSFC = 50 000 / 225,4 = 221,8 g/kWh
Vääntömomentti = 225 400 / (2π × 25) = 1435 Nm
BMEP = 225 400 × 2 × 60 / (0,012 × 1500) = 15,0 baaria
Diesel- ja kaasumoottoreiden vertailu
| Parametri | diesel- | Maakaasu |
|---|---|---|
| Lämpötehokkuus | 35–52 % | 28–42 % |
| BSFC (vastaava) | 190–230 g/kWh | 230–300 g/kWh |
| BMEP (turboahdettu) | 15–25 baaria | 12–20 baaria |
| Ilma/polttoaine-suhde (stoik.) | 14.5:1 | 17.2:1 |
| Puristussuhde | 15–22:1 | 10–14:1 |
| CO₂-päästöt kWh:ta kohden | noin 650 g | noin 490 g |
| NOx | Korkeampi | Alempi (laihaseos) |
Tyypilliset moottorin BSFC-arvot
| Moottorin tyyppi | BSFC (g/kWh) | Hyötysuhde |
|---|---|---|
| Pieni nopea diesel (<100 kW) | 230–270 | 30–36 % |
| Keskinopeuksinen diesel (100–1000 kW) | 195–230 | 35–42 % |
| Suuri keskinopeus (1–10 MW) | 180–200 | 40–46 % |
| Hidaskäyntinen meridiesel (yli 10 MW) | 160–175 | 48–52 % |
| Kaasumoottori (laihaseos) | 230–280 (ekv.) | 35–42 % |
⚠️ Huomautus: ISO 3046 -referenssiolosuhteet: 25 °C, 100 kPa, suhteellinen kosteus 30%. Kuormitettavuus laskee noin 3,5% / 300 m yli 300 metrin korkeudessa ja ~2% / 5,5 °C yli 25 °C:ssa.
Ammattimaiset kenttätasapainotuslaitteet ja -ohjelmistot. Käytössä yli 50 maassa.
