-ブレーキ平均有効圧力-

私達はある特定のエンジン構成の潜在的な出力を推定するための方法として熱効率および容積効率のトピックを示した。

ブレーキ平均有効圧力(BMEP)は、特定のタイプのエンジンの性能を同じタイプのエンジンと比較し、性能要求または要件の合理性を評価するための非常に

BMEPの定義は、各パワーストロークの上から下まで均一にピストンに課された場合、測定された（ブレーキ）パワー出力を生成する平均（平均）圧力である。

BMEPは純粋に理論的なものであり、実際のシリンダー圧力とは関係がないことに注意してください。 それは与えられた変位からトルクを作り出すことである特定のエンジンの効率を評価する用具単にである。

以下の式8-aと8-bを見ると、BMEPは単に変位の立方インチ当たりのトルクに定数を掛けたものであることが容易にわかります。 実際、エンジン設計開発事業の多くの有能な人々は、現在、BMEPの代わりにトルクあたり立方インチ（”トルク比”）を使用しているため、退屈な乗算プロセスを避け

エンジンのトルクと変位を知っていれば、BMEPを計算する非常に実用的な方法は次のとおりです:BMEP(psi)=150.8Xトルク(lb-ft)/変位(ci)=150.8x(lb-ft)/変位(ci)=150.8x(lb-ft)/変位(ci)=150.8x(lb-ft)/変位(ci))

(式8-a、4ストロークエンジン)

(式8-b、2ストロークエンジン）

（PSIではなくBarでの圧力測定値を好む場合は、PSIを14.5で割るだけです）

（これらの関係の導出に興味がある場合は、このペー)

4ストロークエンジンの排気量1立方インチあたり1.0lb-ftのトルク出力は、150.8psiのBMEPに相当します。 2ストロークエンジンでは、立方インチあたりのトルクの同じ1.0lb-ftは75.4psiのBMEPです。 （その関係の導出は、このページのborttomで与えられています。)

このページの残りの部分についての議論は四ストロークエンジンに関するものですが、単に75.4を150.8に置き換えると、二ストロークエンジンにも同様に適用されます。

このツールは、任意の特定のエンジンのために主張されている性能を評価するために非常に便利です。 例えば、「角度弁」ライカミングIO-360（200馬力、360CID）およびIO-540（300馬力、540CID）エンジンは2700RPMで定格出力を作ります。 そのRPM（2700）では、定格出力にはそれぞれ389lb-ft（200HP）と584lb-ft（300HP）のトルクが必要です。 （その計算を理解していない場合は、ここをクリックしてください）

これらのトルク値から、両方のエンジンがピーク電力で約163PSI（11.25bar、または1.08lb-ft/立方インチ）のBMEPで動作することがわかりやすい（上記の式8-aから）。 ピークトルクでのBMEPはわずかに大きいです。

長寿命（航空機の基準フレーム内）、自然吸気、SI（スパーク点火）ガソリン燃料、二バルブあたりの気筒、プッシュロッドエンジンのために、204PSI（14bar、トルク比1.35）を超えるBMEPは達成することは非常に困難であり、深刻な開発プログラムと非常に特殊な部品を必要とする。

現代的な、普通吸い出されたCI（圧縮点火）エンジンがBMEPの15棒を容易に作ることができ、複数のターボチャージャー付きCIの通りエンジンが定期的に20.5棒を超過することに注意することは価値がある。 BMEPは、同様のタイプのエンジンを比較して評価するための便利なツールであることを覚えておくと便利です。

比較のために、一般的にエンジン性能の頂点であると考えられているエンジンを見てみましょう：フォーミュラ1（グランプリ）。

F1エンジンは専用のものであり、本質的に制限されていません。 2006年シーズンには、排気量2.4リットル（146.4CID）の90°V8エンジンを必要とし、最大ボアは98mm（3.858）、必要なボア間隔は106.5mm（4.193）であった。 2.4リットルを達成するために得られたストロークは39.75ミリメートル（1。565）は180°クランク軸によって実行され。 典型的な棒の長さは約2.57の棒/打撃の比率のためのおよそ102のmm（4.016inに）、である。

これらのエンジンは、典型的には、バンクごとに二つのオーバーヘッドカム、および空気圧バルブを備えた4バルブあたりの気筒レイアウトである。 上記のいくつかの制限に加えて、(a)ベリリウム化合物がないこと、(b)MMCピストンがないこと、(c)可変長吸気パイプがないこと、(d)シリンダーあたり一つのインジェクタ、および(e)一つのエンジンが二つのレースの週末に持続することを要件とすることがある。

2006年シーズンの終わりには、これらのF1エンジンのほとんどはレーストリムで20,000RPMまで走り、750HP近くで作られました。 私が数字を持っている一つのエンジンは、驚異的な19,250RPMで755BHPのピークパワー値を作りました。 755HPのピークパワーでは、トルクは206lb-ftであり、ピークパワー BMEPは212psiになります。 (14.63バー) 214lb-ftのピークトルクは17,000RPMで220psi（15.18bar）のBMEPで発生した。 19,250RPMで212psiが本当に素晴らしいという議論はありません。

しかし、いくつかの驚異的な国内技術を見てみましょう。

NASCARカップレースエンジンは厳しく制限されたパワープラントであり、”生産”コンポーネントから派生していると言われているが、2010年現在、そのレベルで競合する4つのエンジン（シボレー、ダッジ、フォード、トヨタ）はすべてNASCARのルールブックに特化して設計された専用のレースエンジンである。

規制により、カップエンジンの最大排気量は358CI(5.87L)となっている。 それらは4.500インチの穴の間隔および90°鋼鉄クランク軸が付いている鋳鉄の90°V8ブロックを使用しなければならない。 シリンダーヘッドは目的設計され、シリンダーごとの2つの弁、特定の弁の角度、特定の港の床の高さ、等に高度、限られています。. バルブは、単一のブロックマウントされたフラットタペットカムシャフト（そうです、2014年の時点でまだローラーはありませんが、2015年シーズンのためにローラーカムフォロワーに切り替えました）とプッシュロッド/ロッカーアーム/コイルスプリングバルブトレインによって操作されます。 2011年までは4バレルキャブレター仕様、2012年以降は4バレルキャブレター仕様のスロットルボディと専用のランナー efiが採用されている。 電子制御点火は許可されています（2012年現在）、コンロッドとピストンの最小重量要件があります。 これらのエンジンの詳細はここで見つけることができます。)

これらのカップエンジンはどのように機能しますか？ 2014年シーズンの終わりに、ある主要なNASCARエンジンメーカーのエンジンは880馬力の近くで約9000RPMで生産されており、9400rpm付近の最大レースrpmで動作していた。

880HPを9000RPMで生成するには、513lb-ftのトルクが必要であり、ピークパワー BMEPはほぼ216PSI（14。92棒、1.43のトルクの比率）。 同じエンジンのピークトルクは、典型的には7800RPMで約535lb-ftであり、ピークBMEPは226psi（15.6bar、トルク比1.50）以上であった。

それは本当に驚くべきことです。

（今、私は短い暴言のために脱線します。

2015年シーズン、NASCAR braintrustがこれらの素晴らしいエンジンを存在から立法化することを決定したことは非常に残念です。 2015年シーズンには、これらの同じエンジンには、スロットルボディとインテークプレナムの間に”テーパースペーサー”が装着されます。 このスペーサーは、さらにエンジンが摂取することができる空気の量を制限する派手なリストリクタープレートよりも少しになります。 この規則の変更により、エンジン出力は約725馬力に低下した。

そして、NASCARの役人は”レースのコストを削減する”ことについてblather一方で、このルールの変更は、新しいエンジンパッケージ（燃焼室、ポート、マニホールドランナー、プレナム構成、カムプロファイル、バルブスプリングなど）を開発するためにR&Dのお金のさらに別の広大な支出を必要としている。 など。 など）この新しい（異なる）エンジンパッケージのパフォーマンスを最適化します。)

さて、BMEPに戻ります。…….

F1エンジンの数字とカップエンジンの数字を比較して、これらのカップエンジンの人がどれだけ賢いかをより鮮明に把握してください。 さらに、(a)少なくとも二つの練習セッション、予選セッション、および600マイルまでのレースを含む各レースミーティングに単一のエンジンを使用する必要があり、(b)2012年のチャンピオンシップで優勝したペンスケ-ダッジエンジンは、38レース、2012年のシーズンを通して単一のエンジン故障を受けなかったという事実を考慮してください。

そうは言っても、毎年恒例のエンジンマスターズコンペティションの最近の受賞者は、16.9bar BMEP（245psi、トルク比1.63！ ）普通吸い出された、ガソリン燃料を供給された、SIの2弁のpushrodエンジンを使って。 しかし、メーカーは、非常に積極的なカムプロファイル、ロッカー比、総バルブリフト数、およびBMEPを最大化することを目的とした他の妥協のために、これらのエ

注: 上12Jan2015,我々は、次の段落を修正しました,抜け目のない読者ダンNicosonのおかげで,誰がブラントンのエンジン提供があったことを私に指摘しました3.8リッ

エンジンクレーム評価ツールとしてのBMEP（または立方インチあたりのトルク）の価値を評価するために、誰かがあなたに3を販売することを提案したとします。8リットル（232立方インチ）フォードV6は、伝えられるところでは290馬力を5000RPMで作り、既製のアフターマーケットアルミヘッド、既製のインテークマニホールドと”パフォーマンスカムシャフトが装備されています。

このパワー主張の妥当性を評価するには、（a）5000RPMで290HPに約305lb-ftのトルク（290×5252÷5000）が必要であること、および（b）305lb-ftを計算することができます。 232立方インチからのトルクの198のPSI（150.8×305÷198）のBMEP、または1.31のトルクの比率を要求する。

OEMヘッドデザイン、OEMバルブトレインデザイン、単一の中央に位置するキャブレターで1.31トルク比を作るために必要な魔法を行うことができれば、彼は世界で著名なエンジンの達人の一人として有名になることを知っているので、あなたはその主張を非常識として却下するでしょう。 また、宣伝された電力の新しい単位（”blantonpower”）が開発されたと推測するかもしれません。

さらに比較すると、214PSIのBMEP値（トルク比1で583lb-ftの測定トルク）を達成するためには、

を使用する必要があります。42,)私たちのGEN-1航空機V8から、私たちは非常によく開発された、高流れる、高速ヘッド、特別に開発された調整された等しい長さのランナーの取入口/プレナム

BMEP方程式の導出

BMEP（ブレーキ平均有効圧力）の定義は、このページの上部に記載されているように、次のとおりです: “各パワーストロークの上から下まで均一にピストンに課された場合、測定された（ブレーキ）パワー出力を生成する平均（平均）圧力”。 ここでも、BMEPは純粋に理論的であり、実際のシリンダー圧力とは関係がないことに注意してください。

定義を数学的な形にすると、次のようになります:,

HP=BMEP xピストン面積x(ストローク/12)x RPM xパワーパルス/33000

単気筒エンジンに関しては、BMEP(PSI)にピストン面積(平方インチ)を掛けた平均力は、パワーストローク中にピストンに加えられる力を与えます。 その力をストローク（インチを12で割ったもので、単位をフィートに変更する）で乗算すると、BMEPがその動きを通してそれに作用してtdcからBDCに移動するピス （明らかに、これは燃焼室の現実を表現しようとする試みではありません。 前述したように、BMEPは単にエンジンの性能を比較し、評価するための便利なツールです。)

次に、電力は単位時間あたりの作業として定義されます。 したがって、作業量（ft-lbs）にRPMを乗算し、次に回転あたりのパワーパルス（PPR）を乗算すると、1つのシリンダーによって生成される正味（ブレーキ）パワー（この例では1分あたりのフィートポンド）が得られます。 （単気筒エンジンでは、PPRは2ストロークエンジンの場合は1、4ストロークエンジンの場合は1/2のいずれかである。

1馬力は毎分33,000フィートの作業ポンドと定義されているため、作業（ft-lbs）を33,000で割ると、単位が毎分フィートポンドからHPに変わります。

ピストン面積xストロークは1気筒の変位（立方インチ）であることが明らかであるため、式は単純化することができます。

HP=BMEP x（変位/12）X RPM x回転あたりのパワーパルス/33000

馬力は次のように定義されます。

HP=トルクx RPM/5252

その式を前の式に代入すると、次の式が得られます:

トルクx RPM/5252=BMEP x(変位/12)X RPM x PPR/33000

その式を減らすと、

BMEP=(トルクx12x33,000/5252)/(変位x PPR)

定数を評価すると、12×33,000/5252/(変位x PPR)

5252=75.39985、これは安全に75.4で近似することができます。 式を再び単純化すると、

BMEP=(トルクx75.4)/(変位x PPR)

この式にはPPR(Power Pulses per Revolution)が含まれているため、総変位、総ブレーキトルク、および正しいPPRを使用して、任意の気筒数のエンジンに適用されることも明

たとえば、125cc（7.625CID）単気筒2ストロークエンジンから14.45lb-ftのトルクを12,950RPMで測定したとすると、35.63HP（リットルあたり285HP、かなり印象的）になります。 BMEP=（14.45×75.4）/（7.625×1）=142.9psi（9.85bar）

そのBMEP（9.85bar）は、ピストン移植された2ストロークエンジンの印象的な数字です。

しかし、誰かが単気筒4ストローク125ccエンジンから12,950RPMで同じトルクを作っていると主張したとします。 出力は同じです（35.63HP、または1リットルあたり285HP）。 出力密度は必ずしも警報を発するとは限らないが（2008年の2.4リットルF1V8エンジンはリットル当たり315馬力に近づいた）、必要なBMEPはその主張を非常に疑わしいとみなすことになる。

BMEP=(14.45×75.4)/(7.625×1/2)=285.8psi(19.7bar)

そのBMEP(19.7bar）は、自然吸気4ストローク、ガソリン燃料火花点火（SI）エンジンのために明らかに不合理です。 ゴードン-ブレア教授は、N/aエンジンでBMEPの15バーを超えることは事実上不可能であると述べましたが、それは数年前でした。 NASCARカップの”オープン”エンジンは、”コスト削減”テーパースペーサーの白痴の前に、15.6バーに近づいていました。

2ストロークと4ストロークの違い

明らかに、2ストロークと4ストロークのエンジンのBMEPの計算の違いは、2ストロークのシリンダーが回転ごとに一度発射するのに対し、4ストロークのエンジンは二回転ごとに一度しか発射しないという事実のために、単純に2倍である。 式は、そのPPR係数を定数75.4に組み込み、式からPPRを排除することによってさらに単純化することができ、したがって4ストロークエンジンの定数を2×75.4=150.8にすることができます。 それは完全なエンジンの変位および測定されたトルクを使用するこの記事の上で示されている同等化を作り出す。

(式8-a、4ストロークエンジン)

(式8-b、2ストロークエンジン)