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引擎參數計算器
ISO 3046 引擎功率等級、BSFC、BMEP、扭矩與熱效率。柴油與燃氣引擎比較，支援降額計算。
結果
燃料產生的引擎功率
有效功率輸出係由燃料能量輸入乘以熱效率得出：
- ṁ_f — 燃料質量流量 (kg/s)
- CV — 燃料熱值 (kJ/kg)
- η — 有效熱效率（小數）
BSFC — 有效燃油消耗率
BSFC 表示引擎將燃料轉換為功的效率。數值越低越好。典型柴油機：190–230 g/kWh。
BMEP — 有效平均壓力
- n_R — 每做功行程轉數（四行程為 2，二行程為 1）
- V_d — 總排氣量 (m³)
- n — 引擎轉速 (rev/s)
扭矩
ISO 3046 功率等級類型
| 等級 | 代碼 | 係數 | 說明 |
|---|---|---|---|
| 連續 | COP | 1.0× | 恆定負載下無限制小時數 |
| 主要 | PRP | 1.1× | 無限制小時數，變負載，平均 ≤ PRP 的 80% |
| 限時 | LTP | 1.2× | 每年最多 500 小時，100% LTP |
| 緊急備用 | ESP | 1.3× | 每年最多 200 小時，不允許超載 |
注意： 上述乘數係數為比較額定類別的指示性業界經驗法則。ISO 3046-1 / ISO 8528-1 定義了類別 (COP, PRP, LTP, ESP)，但並未定義它們之間的通用轉換係數 — 請務必使用製造商針對每個類別宣告的額定值。
實務範例
已知： 燃料消耗 = 50 kg/h，CV = 42,700 kJ/kg，η = 38%，排氣量 = 12 L，轉速 = 1500 RPM，四行程
Q_in = 50 × 42,700 / 3600 = 593.1 kW（熱功率）
P = 593.1 × 0.38 = 225.4 kW
BSFC = 50,000 / 225.4 = 221.8 g/kWh
扭矩 = 225,400 / (2π × 25) = 1435 N·m
BMEP = 225,400 × 2 × 60 / (0.012 × 1500) = 15.0 bar
柴油機與天然氣引擎比較
| 參數 | 柴油 | 天然氣 |
|---|---|---|
| 熱效率 | 35–52% | 28–42% |
| BSFC（等效） | 190–230 g/kWh | 230–300 g/kWh |
| BMEP（渦輪增壓） | 15–25 bar | 12–20 bar |
| 空燃比（理論值） | 14.5:1 | 17.2:1 |
| 壓縮比 | 15–22:1 | 10–14:1 |
| 每 kWh CO₂ 排放量 | 約 650 g | 約 490 g |
| NOx | 較高 | 較低（稀薄燃燒） |
典型引擎 BSFC 數值
| 引擎類型 | BSFC (g/kWh) | 效率 |
|---|---|---|
| 小型高速柴油引擎（<100 kW） | 230–270 | 30–36% |
| 中型中速柴油引擎（100–1000 kW） | 195–230 | 35–42% |
| 大型中速引擎（1–10 MW） | 180–200 | 40–46% |
| 低速船用柴油引擎（10+ MW） | 160–175 | 48–52% |
| 氣體引擎（稀薄燃燒） | 230–280（當量） | 35–42% |
⚠️ 注意： ISO 3046 參考條件：25 °C、100 kPa、30% 相對濕度。海拔每高於 300 公尺約降額 3.5%，溫度每高於 25 °C 約降額 2%。
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.
本頁所述的操作流程由 Vibromera 團隊使用 Balanset-1A（一款用於現場轉子平衡的便攜式雙通道動平衡儀及振動分析儀）開發並經過實地測試。
專業現場動平衡校正儀器與軟體。已在 50 多個國家使用。
Nikolai Shelkovenko
Nikolai Shelkovenko是一名振動分析工程師，也是Vibromera的創辦人兼執行長。 15年多來，他一直在現場——而非在試驗台上——為旋轉設備進行動平衡校正：粉碎機、工業風機、破碎機、離心機、軸與主軸。正是這些實際工作催生了Balanset系列儀器——它們被設計為一種專業人員可以隨身攜帶到機器旁、在現場獨立使用的工具，而非實驗室設備。 Vibromera成立於2017年，自2023年起總部設於葡萄牙波爾圖。Balanset系列產品的研發、組裝與支援均在此完成。旗艦產品是Balanset-1A，一款用於單平面及雙平面動平衡校正與振動診斷的可攜式分析儀。 Nikolai親自參與客戶支援工作，處理各種棘手的動平衡校正案例，並參與軟體開發。他以任何語言為全球客戶提供服務。
