เครื่องมือวิศวกรรมฟรี
เครื่องคำนวณพารามิเตอร์เครื่องยนต์
การคำนวณพิกัดกำลังเครื่องยนต์ตาม ISO 3046, BSFC, BMEP, แรงบิด และประสิทธิภาพเชิงความร้อน พร้อมการเปรียบเทียบเครื่องยนต์ดีเซลกับเครื่องยนต์ก๊าซและรองรับการลดพิกัดกำลัง
ผลลัพธ์
กำลังเครื่องยนต์จากเชื้อเพลิง
กำลังเบรกคำนวณได้จากพลังงานเชื้อเพลิงที่ป้อนเข้าไปคูณด้วยประสิทธิภาพเชิงความร้อน:
- ṁ_f — อัตราการไหลมวลเชื้อเพลิง (kg/s)
- CV — ค่าความร้อนของเชื้อเพลิง (kJ/kg)
- η — ประสิทธิภาพเชิงความร้อนของเบรก (ทศนิยม)
BSFC — อัตราการสิ้นเปลืองเชื้อเพลิงจำเพาะต่อเบรก
ค่า BSFC บ่งบอกถึงประสิทธิภาพในการแปลงเชื้อเพลิงเป็นพลังงานของเครื่องยนต์ ยิ่งต่ำยิ่งดี โดยทั่วไปแล้วเครื่องยนต์ดีเซลจะมีค่า 190–230 กรัม/กิโลวัตต์ชั่วโมง.
BMEP — แรงดันเฉลี่ยประสิทธิผลของเบรก
- n_R — จำนวนรอบต่อหนึ่งจังหวะกำลัง (2 สำหรับ 4-stroke, 1 สำหรับ 2-stroke)
- V_d — ปริมาตรการแทนที่ทั้งหมด (m³)
- n — ความเร็วรอบเครื่องยนต์ (rev/s)
แรงบิด
ประเภทพิกัดกำลัง ISO 3046
| การให้คะแนน | โค้ด | ปัจจัย | คำอธิบาย |
|---|---|---|---|
| ต่อเนื่อง | COP | 1.0 เท่า | ใช้งานได้ไม่จำกัดชั่วโมงที่โหลดคงที่ |
| ไพรม์ | PRP | 1.1 เท่า | ไม่จำกัดชั่วโมง โหลดแปรผันได้ เฉลี่ย ≤ 80% ของ PRP |
| เวลาจำกัด | LTP | 1.2 เท่า | สูงสุด 500 ชั่วโมงต่อปี ที่ 100% LTP |
| สแตนด์บายฉุกเฉิน | ESP | 1.3 เท่า | ใช้งานสูงสุด 200 ชั่วโมงต่อปี ห้ามใช้งานเกินกำลัง |
หมายเหตุ: 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.
ตัวอย่างการปฏิบัติ
ที่ให้ไว้: อัตราสิ้นเปลืองเชื้อเพลิง = 50 kg/h, CV = 42,700 kJ/kg, η = 38%, ปริมาตรกระบอกสูบ = 12 L, ความเร็วรอบ = 1500 RPM, 4-stroke
Q_in = 50 × 42,700 / 3600 = 593.1 กิโลวัตต์ (ความร้อน)
P = 593.1 × 0.38 = 225.4 กิโลวัตต์
BSFC = 50,000 / 225.4 = 221.8 g/kWh
แรงบิด = 225,400 / (2π × 25) = 1435 N·m
BMEP = 225,400 × 2 × 60 / (0.012 × 1500) = 15.0 bar
การเปรียบเทียบเครื่องยนต์ดีเซลกับเครื่องยนต์ก๊าซ
| พารามิเตอร์ | ดีเซล | ก๊าซธรรมชาติ |
|---|---|---|
| ประสิทธิภาพเชิงความร้อน | 35–52% | 28–42% |
| BSFC (เทียบเท่า) | 190–230 g/kWh | 230–300 g/kWh |
| BMEP (turbocharged) | 15–25 bar | 12–20 bar |
| อัตราส่วนอากาศต่อเชื้อเพลิง (สโตอิค) | 14.5:1 | 17.2:1 |
| อัตราส่วนการบีบอัด | 15–22:1 | 10–14:1 |
| CO₂ per kWh | ~650 g | ~490 g |
| NOx | สูงกว่า | ต่ำกว่า (lean burn) |
ค่า BSFC ของเครื่องยนต์ทั่วไป
| ประเภทเครื่องยนต์ | BSFC (กรัม/กิโลวัตต์ชั่วโมง) | ประสิทธิภาพ |
|---|---|---|
| เครื่องยนต์ดีเซลขนาดเล็กความเร็วสูง (<100 kW) | 230–270 | 30–36% |
| เครื่องยนต์ดีเซลความเร็วปานกลาง (100–1000 kW) | 195–230 | 35–42% |
| เครื่องยนต์ขนาดใหญ่ความเร็วปานกลาง (1–10 MW) | 180–200 | 40–46% |
| เครื่องยนต์ดีเซลทางทะเลความเร็วต่ำ (10+ MW) | 160–175 | 48–52% |
| เครื่องยนต์ก๊าซ (lean burn) | 230–280 (เทียบเท่า) | 35–42% |
⚠️ หมายเหตุ: เงื่อนไขอ้างอิง ISO 3046: 25 °C, 100 kPa, ความชื้นสัมพัทธ์ 30% ลดกำลังการทำงานลงประมาณ 3.5% ต่อทุกๆ 300 เมตรที่สูงกว่าระดับความสูง 300 เมตร และประมาณ 2% ต่อทุกๆ 5.5 °C ที่สูงกว่า 25 °C.
อุปกรณ์และซอฟต์แวร์การถ่วงสมดุลภาคสนามระดับมืออาชีพ ใช้งานในกว่า 50 ประเทศ.
