¿Cuál es la presión efectiva media? | IMEP, BMEP, FMEP|

La presión efectiva media es un concepto clave en la combustión interna de los motores. Conocer su valor es fundamental para medir la eficiencia y rendimiento de un motor. En este artículo, aprenderemos qué es la presión efectiva media y cómo se calcula mediante los indicadores IMEP, BMEP y FMEP. ¡Sigue leyendo para descubrir cómo estos valores pueden determinar el desempeño de un motor y su impacto en el consumo de combustible!

En los motores de combustión interna de pistón, es la medida de la capacidad para realizar el trabajo. La presión efectiva media simplemente se refiere a la presión promedio que actúa sobre el pistón durante todo el ciclo termodinámico en un motor de combustión interna alternativo.


¿Cuál es la presión efectiva media? | IMEP, BMEP, FMEP|

Presión efectiva media

Como dije, es un Presión promedio que actúa sobre el pistón durante todo el ciclo termodinámico en un motor de combustión interna alternativo.



Hay varias presiones medias efectivas que debemos comprender completamente. Estos se enumeran a continuación.

  • IMEP – Presión efectiva media indicada
  • BMEP – Presión media efectiva de frenado
  • FMEP – Presión de fricción efectiva media

Presión media efectiva indicada (IMEP)

La presión efectiva media indicada es la presión promedio inducida en la cámara de combustión a lo largo del ciclo termodinámico en los motores de combustión interna. Aquí tendremos dos presiones medias efectivas más diferentes mostradas. Esos son Presión bruta efectiva media indexada Y Presión efectiva neta promedio mostrada.

Presión bruta efectiva media indexada (IMEPGRAMO)

Esta es solo la presión promedio en los cilindros durante las carreras de compresión y expansión. No es el ciclo termodinámico completo.

Presión efectiva neta media mostrada (IMEPnorte )

Donde la presión efectiva media neta indicada es la presión promedio en los cilindros durante todo el ciclo termodinámico.

Esta presión efectiva media mostrada se puede determinar mediante una medición directa, p. B. a través de una medición de la presión del cilindro. Se requiere equipo para la medición.

Presión efectiva media de bombeo (PMEP)

La diferencia entre la presión efectiva neta media mostrada y la presión efectiva bruta media mostrada da la presión de bombeo efectiva media (PMEP).

Presión media efectiva de bombeo (PMEP) = IMEPGRAMO – IMEPnorte

Presión media efectiva de frenado (BMEP)

A diferencia de la presión media efectiva indicada (IMEP), podemos calcular la presión media efectiva a partir del par generado en el cigüeñal.

El par producido sobre el cigüeñal se llama par. Par de frenado. Por lo tanto, la presión efectiva promedio calculada a partir del par de frenado se denomina presión de frenado efectiva promedio.

Presión de fricción efectiva media (FMEP)¿Cuál es la presión efectiva media? | IMEP, BMEP, FMEP|

Cilindrada del pistón, tapa del compresor…

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Podemos entender que la presión media efectiva entre los cilindros (IMEPnorte) y la presión media efectiva (BMEP) calculada a partir del par de frenado son diferentes. De hecho, la presión media efectiva (BMEP) calculada a partir del par de frenado es inferior a la presión media efectiva en los cilindros (IMEP).norte). Por las pérdidas por fricción.

Por tanto, la presión de fricción efectiva media se puede definir como la presión efectiva media perdida debido a la fricción. Esto se puede calcular a partir de la presión media neta efectiva y la presión media efectiva de frenado. (Ver la siguiente fórmula)

FMEP = IMEPnorte – BMEP

Ahora tenemos una comprensión integral de la terminología de presión media efectiva.

Veamos cómo podemos calcularlos con los diferentes parámetros.

¿Cómo se calcula la presión media efectiva?

En general, la presión media efectiva se puede calcular a partir del trabajo realizado por el motor y la cilindrada del motor.

PAGA mí =con/vD

Dónde:

PAGA mí– Presión efectiva media

W – Trabajo realizado en un ciclo completo del motor (unidades en julios)

vD – Cilindrada del motor (cilindro) (unidades en m³)

También podemos escribir la ecuación anterior en términos de potencia o par.

Como sabemos, potencia (P) = trabajo × (régimen del motor en rpm / revoluciones por ciclo de trabajo)

P = An × (N/nR)

W = (P × norteR)/NORTE

donde norteR = Número de revoluciones por ciclo de trabajo (motor de 4 tiempos = 2; para motor de 2 tiempos = 1)

Y también conocemos la potencia en forma de par (P) = 2π NT

Sustituyendo P en la ecuación anterior podemos escribir

W = 2π T × norteR

Podemos reescribir el MEP a partir de las ecuaciones anteriores.

PAGA mí =(2πT×nR )/vD

Para un motor con varios cilindros, debemos considerar la cilindrada total.

Aquí norteC es el número de cilindros, es decir, la presión efectiva promedio para los motores multicilíndricos


PAGA mí =(2πT×nR )/norteCvD

¿Cómo calcular IMEP, BMEP y FMEP?

Usando la fórmula anterior podemos calcular ambos Presión media efectiva indicada (IMEP) y presión media efectiva de freno (BMEP)

Para calcular la presión de frenado efectiva media, necesitamos el par de frenado o el par efectivo Tb

entonces la fórmula para BMEP = (2πTb × norteR )/norteCvD

Y para la presión media efectiva indicada necesitamos el par indicado TI

entonces la fórmula para IMEP = (2πTI × norteR )/norteCvD

de la presión de fricción efectiva media tenemos FMEP = IMEP – BMEP

Esto nos permite calcular las diferentes presiones medias efectivas.

**Nota: La presión efectiva media es un parámetro de rendimiento del motor que se utiliza para determinar el rendimiento del motor y no refleja las presiones reales en una cámara de combustión individual.

Para calcular la eficiencia del motor, utilizamos la fórmula ηMETRO= 1 – (FMEP/IMEP)

Problema de ejemplo: Un motor diésel de 4 cilindros y 4 tiempos con un diámetro de pistón de 84 mm y una longitud de carrera de 90 mm y un par efectivo de 175 Nm y un par declarado de 193 Nm. Calcule el IMEP, BMEP, FMEP y la eficiencia mecánica.

Calcule las respuestas y publíquelas en la sección de comentarios a continuación. Te enviaremos las respuestas.

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Hemos discutido la presión media efectiva y diferentes tipos como IMEP, BMEP y FMEP. y explicamos la derivación de la fórmula MEP. Háganos saber su opinión en la sección de comentarios a continuación.

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Presión Media Efectiva

En los motores de combustión interna de tipo alternativo, la presión media efectiva es la medida de la capacidad para realizar trabajo. La presión media efectiva representa la presión promedio que actúa sobre el pistón durante el ciclo termodinámico completo en un motor de combustión interna.

Diferentes tipos de presiones medias efectivas

  1. PIME – Presión Media Efectiva Indicada: Es la presión promedio inducida en la cámara de combustión durante todo el ciclo termodinámico en motores de combustión interna. Dentro de este tipo de presión, encontramos dos variantes distintas: Presión Media Efectiva Indicada Bruta (PIMEb) y Presión Media Efectiva Indicada Neta (PIMEn).
  2. PIMEb – Presión Media Efectiva Indicada Bruta: Es la presión promedio en los cilindros solo durante los tiempos de compresión y expansión. No se considera el ciclo termodinámico completo en este caso.
  3. PIMEn – Presión Media Efectiva Indicada Neta: Se refiere a la presión promedio en los cilindros durante el ciclo termodinámico completo. Se requiere de un equipo de medición de presión en los cilindros para obtener esta medida directa.

Además, también tenemos otras dos presiones medias efectivas:

  1. PMEP – Presión Media Efectiva de Bombeo: Se calcula como la diferencia entre la PIMEn y la PIMEb.
  2. PMEB – Presión Media Efectiva de Frenado: A diferencia de la PIME, se puede calcular la presión media efectiva a partir del torque generado en el cigüeñal.

Una presión media efectiva adicional importante es:

  • PFME – Presión Media Efectiva por Fricción: Esta presión media efectiva representa la pérdida de presión promedio debido a la fricción en el motor. Se calcula restando la PIMEn de la PMEB.

Cálculo de la Presión Media Efectiva

En general, la presión media efectiva se puede calcular a partir del trabajo realizado por el motor y la cilindrada del motor.

pme = W/Vd

Donde:

  • pme – Presión Media Efectiva
  • W – Trabajo realizado en el ciclo completo del motor (en Julio)
  • Vd – Desplazamiento del motor (en m³)

También podemos expresar la presión media efectiva en términos de potencia o torque:

Como sabemos que la Potencia (P) = Trabajo × (Velocidad del motor en RPM / Revoluciones por carrera de potencia)

P = W × (N/nr)

Donde:

  • N – Número de revoluciones por minuto
  • nr – Número de revoluciones por carrera de potencia (motor de 4 tiempos = 2, motor de 2 tiempos = 1)

Además, podemos expresar la potencia en términos de torque:

P = 2πNT

Sustituyendo P en la ecuación anterior, tenemos:

W = 2πT × nr

Por lo tanto, podemos reescribir la fórmula de la presión media efectiva de la siguiente manera:

pme = (2πT × nr) / Vd

En motores con múltiples cilindros, debemos tener en cuenta la capacidad volumétrica total:

En este caso, nc será el número de cilindros. Por lo tanto, la presión media efectiva para motores de múltiples cilindros sería:

pme = (2πT × nr) / ncVd

Cálculo de PIME, PMEB y PFME

Con la fórmula anterior, podemos calcular tanto la PIME como la PMEB:

Para calcular la Presión Media Efectiva Indicada Neta, necesitamos el torque indicado (Ti). La fórmula sería:

PIMEn = (2πTi × nr) / ncVd

Para calcular la Presión Media Efectiva de Frenado, necesitamos el torque de frenado (Tb). La fórmula sería:

PMEB = (2πTb × nr) / ncVd

Finalmente, podemos calcular la Presión Media Efectiva por Fricción restando la PMEB de la PIMEn:

PFME = PIMEn – PMEB

Estas son las diferentes presiones medias efectivas y cómo se pueden calcular. Recuerda que la presión media efectiva es un parámetro de rendimiento del motor que no refleja las presiones reales dentro de una cámara de combustión individual.

Preguntas frecuentes

  1. ¿Cuál es la fórmula para calcular la presión media efectiva?
    La fórmula para calcular la presión media efectiva es pme = W/Vd, donde pme es la presión media efectiva, W es el trabajo realizado en un ciclo del motor y Vd es la cilindrada del motor.
  2. ¿Cómo se calcula la presión media efectiva indicada?
    La presión media efectiva indicada se calcula utilizando la fórmula PIMEn = (2πTi × nr) / ncVd, donde PIMEn es la presión media efectiva indicada neta, Ti es el torque indicado, nr es el número de revoluciones por carrera de potencia, nc es el número de cilindros y Vd es la cilindrada del motor.
  3. ¿Qué es la presión media efectiva de frenado?
    La presión media efectiva de frenado se calcula utilizando la fórmula PMEB = (2πTb × nr) / ncVd, donde PMEB es la presión media efectiva de frenado, Tb es el torque de frenado, nr es el número de revoluciones por carrera de potencia, nc es el número de cilindros y Vd es la cilindrada del motor.
  4. ¿Cómo se calcula la presión media efectiva por fricción?
    La presión media efectiva por fricción se calcula restando la presión media efectiva de frenado de la presión media efectiva indicada neta. La fórmula es PFME = PIMEn – PMEB.

Conclusion

Hemos discutido sobre las presiones medias efectivas y los diferentes tipos de presiones, como la PIME, PMEB y PFME. También explicamos la derivación de las fórmulas de las presiones medias efectivas. Cuéntanos tus pensamientos en la sección de comentarios a continuación.

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