免費工程工具
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。
ISO 3046
BSFC
BMEP
扭矩
柴油與燃氣
結果
引擎功率 (COP)
—
額定功率 (含等級係數)
—
扭矩
—
BSFC (有效燃油消耗率)
—
BMEP (有效平均壓力)
—
熱效率
—
熱輸入 (總燃料能量)
—
熱損失 (冷卻 + 廢氣)
—
空氣質量流量
—
單缸功率
—
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
範例 — 6 缸渦輪增壓柴油機,12 L
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%。
Vibromera — 便攜式動平衡校正與振動分析
專業現場動平衡校正儀器與軟體。已在 50 多個國家使用。
了解更多
專業現場動平衡校正儀器與軟體。已在 50 多個國家使用。
Categories: