thumb|upright=1.5|Diagrama indicată a ciclului Otto idealizat. Presiunea medie corespunde înălțimii medii a zonei albastre. Presiunea medie () este o mărime calculată, folosită la evaluarea randamentului ciclului motoarelor cu piston la o anumită sarcină, independent de cilindreea totală, sau de dimensiunea motorului. Este raportul dintre lucrul mecanic ciclic (cel efectuat de motor în timpul unui ciclu), în newton-metri (N•m) și cilindreea sa totală, în metri cubi (m3). Prin simplificarea unităților cu un metru rezultă o valoare în newtoni pe metru pătrat (N/m2 = Pa), adică o presiune.Grünwld, 1980, pp. 27–30 Această presiune este de obicei dată în bar (1 bar = ). Presiunea medie nu poate fi măsurată, ca presiunea de comprimare, ci poate fi doar calculată. Intuitiv, pedala de accelerație dintr-un vehicul poate fi considerată un actuator pentru presiunea medie.
Termenul de „presiune” Unii experți au susținut că în acest caz simplificarea unităților nu este permisă, deoarece creează impresia greșită că presiunea medie ar fi o presiune. De fapt, presiunea medie descrie o mărime legată de volum. Prin urmare, anularea unităților ar trebui respinsă și în loc ar trebui utilizată densitatea energiei. Verhältnisgrößen und ihre Einheiten, în Kraftfahrzeugtechnik, 10/1976, p. 305–306
Generalități Se disting două forme de presiune medie: Presiunea medie „efectivă”, care poate fi calculată din cuplul livrat sau ca raportul dintre lucrul mecanic efectiv, livrat de arborele cotit în timpul unui ciclu complet de funcționare și cilindreea totală :
unde este numărul de cicluri de lucru pe rotație: 0,5 pentru motoarele în patru timpi și 1 pentru motoarele în doi timpi. Pentru motoarele Wankel, datorită ciclului de lucru în patru timpi, se ia , iar calculele se efectuează cu volumul de lucru , care se calculează din volumul camerei de ardere, cu relația: , unde este numărul de rotoare din motorul Wankel. (Dacă presiunea medie efectivă într-un motor Wankel trebuie calculată din volumele camerei în loc de volumul de lucru , atunci trebuie utilizat .)
Presiunea medie „indicată”, care corespunde lucrului mecanic indicat, efectuat de agentul de lucru asupra pistonului:
La motoarele lente, cum ar fi motoarele cu abur, la cilindrul de lucru putea fi conectat un instrument de măsurare înregistrator (indicator), iar aria suprafeței pozitive definite de curba de presiune putea fi măsurată în diagrama sa pentru a determina mărimea lucrului mecanic indicat. Actual presiunea medie indicată este determinată folosind dispozitive de măsurare electronice.
Raportul celor două presiuni medii menționate anterior se numește randament mecanic, care este o măsură adimensională a tuturor pierderilor mecanice din motor plus a consumului de lucru mecanic al anexelor antrenate mecanic de motor (alternatorul, pompa de benzină, de ulei, de apă, ventilatorul sistemului de răcire, suflanta de supraalimentare etc.):Grünwld, 1980, pp. 30–31
Raportul de aer și presiunea medie thumb|upright=1.5|Presiunea medie și consumul specific de combustibil pe „curba cârligului de pescuit”. Diagramă pentru un motor pe benzină. Amestecul din stânga jos este „sărac”, iar cel din dreapta sus este „bogat”
Motor cu aprindere prin scânteie Motoarele cu aprindere prin scânteie (m.a.s.) funcționează la un raport aer-combustibil stoechiometric, adică cu un coeficient de excedent de aer de aproximativ Acest lucru permite purificarea gazelor de eșapament cu ajutorul convertorului catalitic cu trei căi. O sondă lambda în amonte de convertorul catalitic măsoară conținutul de oxigen din gazele de eșapament și transmite semnale către unitatea de control al amestecului. Funcția unității de control al amestecului este de a menține raportul aer-combustibil aproape de prin ajustarea cantității de combustibil injectată. Cea mai eficientă funcționare are loc cu un amestec ușor sărac, de Cuplul motorului este direct proporțional cu presiunea medie. Cel mai mare cuplu se obține cu un amestec bogat de aproximativ Cele mai mari rate de aprindere și de reacție ale amestecului aer-combustibil apar tot în acest punct. Dincolo de limitele de aprindere ( pentru motoarele cu aprindere prin scânteie), arderea regulată nu mai este garantată (apar rateuri).
Dacă consumul specific de combustibil este reprezentat grafic în funcție de presiunea medie efectivă, cu raportul aer-combustibil al motorului ca parametru, pentru motoarele pe benzină se obține „curba cârligului de pescuit”. Technikhomepage.de – Die Thermodynamik der Verbrennungskraftmaschine
Motor diesel Pe de altă parte, motoarele diesel funcționează cu o valoare a lui lambda de Cel mai mare cuplu (presiune medie) nu se obține în mod normal cu un amestec bogat de aproximativ din cauza apariției funinginii. O valoare de este considerată limita inferioară acceptabilă. La sarcină parțială, raportul aer-combustibil este mai mare de și atinge valori de până la aproximativ 5 la ralanti.
Valori tipice pentru presiunea medie + Valori tipice pentru presiunea medie Tipul motorului Comentarii de serie diesel supraalimentat motor diesel naval în 2 timpi 20 ex. B. MAN 5G45ME motor de automobilde înaltă performanță 31,5 ex. BMW B57 turbodiesel de 2 litri 20,5 ex. VW EA189 aspirat de 1,9 litri 8,5 ex. VW EA188 m.a.s. turbosupraalimentat motor de automobilde înaltă performanță 29 ex. Mercedes-Benz M 133 aspirat motor de performanțăcu 4 supape per cilindru 11,5 ex. Mazda 2-litri MZR motor de performanțăcu 2 supape per cilindru 10,5 ex. BMW M20B20 de motocicletăcu 4 supape per cilindru 13,5 ex. Kawasaki Ninja ZX 600 G unicate m.a.s. supraalimentat de Formula 1, anii 1980 57 Honda F1 (1987),cu presiune medie maximă aspirat de Formula 1, de 3 litri,cu 10 cilindri 15
Note
Bibliografie Berthold Grünwald, Teoria, calculul și construcția motoarelor pentru autovehicule rutiere, București: Editura Didactică și Pedagogică, 1980
Lectură suplimentară Richard van Basshuysen, Fred Schäfer: Handbuch Verbrennungsmotor Grundlagen, Komponenten, Systeme, Perspektiven. 3. Auflage, Friedrich Vieweg & Sohn Verlag/GWV Fachverlage GmbH, Wiesbaden, 2005, ISBN 3-528-23933-6 Wolfgang Beitz, K.-H. Küttner (Hrsg.): Taschenbuch für den Maschinenbau/Dubbel 15. Auflage, Springer Verlag, Berlin, Heidelberg, New York, 1983, ISBN 3-540-12418-7
Vezi și Raport de comprimare
Legături externe Brake Mean Effective Pressure (bmep), Power and Torque , Factory Pipe All About Mean Effective Pressure, Harleyc.com Tiddler steam engine
Categorie:Motoare cu ardere internă Categorie:Motoare cu piston