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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。

ISO 3046 BSFC BMEP 扭矩 柴油與燃氣
快速預設

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COP1.0×恆定負載下無限制小時數
主要PRP1.1×無限制小時數,變負載,平均 ≤ PRP 的 80%
限時LTP1.2×每年最多 500 小時,100% LTP
緊急備用ESP1.3×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/kWh230–300 g/kWh
BMEP(渦輪增壓)15–25 bar12–20 bar
空燃比(理論值)14.5:117.2:1
壓縮比15–22:110–14:1
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)230–27030–36%
中型中速柴油引擎(100–1000 kW)195–23035–42%
大型中速引擎(1–10 MW)180–20040–46%
低速船用柴油引擎(10+ MW)160–17548–52%
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%。

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