ความดันประสิทธิผลเฉลี่ย
สัญลักษณ์ทั่วไป	พี
หน่วย SI	ปาสคาล (Pa)
ในหน่วยฐานSI	1 กก. ⋅ ม. −1 ⋅ วินาที−2
อนุพันธ์จากปริมาณอื่นๆ	p = W · V −1
มิติ	${\displaystyle {\mathsf {L}}^{-1}{\mathsf {M}}{\mathsf {T}}^{-2}}$

แรงดันประสิทธิผลเฉลี่ย ( MEP )เป็นปริมาณที่เกี่ยวข้องกับการทำงานของเครื่องยนต์ลูกสูบและเป็นตัววัดความสามารถของเครื่องยนต์ในการทำงานโดยไม่ขึ้นอยู่กับปริมาตรกระบอกสูบของเครื่องยนต์^{[ 1 ]}แม้ว่าจะมีมิติของแรงดัน แต่ MEP ไม่สามารถวัดได้^{[ 2 ]}เมื่ออ้างถึงเป็นแรงดันประสิทธิผลเฉลี่ยที่ระบุ ( IMEP ) อาจคิดได้ว่าเป็นแรงดัน เฉลี่ย ที่กระทำต่อลูกสูบในช่วงต่างๆ ของรอบการทำงานเมื่อหักการสูญเสียจากแรงเสียดทานออกจาก IMEP ผลลัพธ์ที่ได้คือแรงดันประสิทธิผลเฉลี่ยของเบรก ( BMEP )

อนุญาต:

${\displaystyle P}$= กำลังไฟฟ้าขาออกในหน่วยวัตต์;

${\displaystyle p_{\text{me}}}$= ความดันประสิทธิผลเฉลี่ยในหน่วยเมกะปาสคาล;

${\displaystyle V_{\text{d}}}$= ปริมาตรการแทนที่ในหน่วยลูกบาศก์เซนติเมตร;

${\displaystyle i}$= จำนวนรอบต่อการหมุนหนึ่งรอบ (สำหรับเครื่องยนต์ 4 จังหวะ)${\displaystyle i=0.5}$สำหรับเครื่องยนต์ 2 จังหวะ${\displaystyle i=1}$); ^{[หมายเหตุ 1 ]}

${\displaystyle n}$= จำนวนรอบต่อวินาที;

${\displaystyle \omega =}$ความเร็วเชิงมุม เช่น${\displaystyle \omega =2\pi n}$;

${\displaystyle M}$= แรงบิดในหน่วยนิวตันเมตร

จากนั้น สามารถใช้ BMEP ในการกำหนดกำลังขับของเครื่องยนต์ได้ดังนี้:

${\displaystyle P=i\cdot n\cdot V_{\text{d}}\cdot p_{\text{me}}}$

เนื่องจากเรารู้ว่าพลังงานคืออะไร:

${\displaystyle P=\omega \cdot M=2\pi \cdot n\cdot M}$

ตอนนี้เราเห็นแล้วว่า BMEP เป็นหน่วยวัดแรงบิดต่อระยะการเคลื่อนที่:

${\displaystyle P=i\cdot n\cdot V_{\text{d}}\cdot p_{\text{me}}=2\pi \cdot n\cdot M}$

ดังนั้น สมการสำหรับ BMEP ในรูปของแรงบิดจึงเป็นดังนี้:

${\displaystyle p_{\text{me}}={{M\cdot 2\pi } \over {V_{\text{d}}\cdot i}}.}$

ความเร็วไม่เกี่ยวข้องกับสมการอีกต่อไป ตัวแปรเดียวที่เหลืออยู่คือแรงบิดและปริมาตรการแทนที่ เนื่องจากช่วงของแรงดันเฉลี่ยประสิทธิผลเบรกสูงสุดสำหรับการออกแบบเครื่องยนต์ที่ดีนั้นได้รับการกำหนดไว้อย่างดีแล้ว เราจึงมีมาตรวัดความสามารถในการสร้างแรงบิดของการออกแบบเครื่องยนต์ที่ไม่ขึ้นกับปริมาตรการแทนที่ ซึ่งก็คือแรงบิดจำเพาะชนิดหนึ่ง สิ่งนี้มีประโยชน์สำหรับการเปรียบเทียบเครื่องยนต์ที่มีปริมาตรการแทนที่ต่างกัน แรงดันเฉลี่ยประสิทธิผลยังมีประโยชน์สำหรับการคำนวณการออกแบบเบื้องต้น กล่าวคือ เมื่อกำหนดแรงบิดแล้ว สามารถใช้ค่า MEP มาตรฐานเพื่อประมาณปริมาตรการแทนที่เครื่องยนต์ที่ต้องการได้ อย่างไรก็ตาม แรงดันเฉลี่ยประสิทธิผลไม่ได้สะท้อนถึงแรงดันจริงภายในห้องเผาไหม้แต่ละห้องแม้ว่าทั้งสองจะมีความสัมพันธ์กันอย่างแน่นอนและทำหน้าที่เป็นเพียงมาตรวัดประสิทธิภาพที่สะดวกเท่านั้น^{[ 2 ]}   

แรงดันเฉลี่ยประสิทธิผลของเบรก (BMEP) คำนวณจาก แรงบิด ไดนาโมมิเตอร์ ที่วัดได้ แรงดันเฉลี่ยประสิทธิผลที่แสดงสุทธิ (IMEP) คำนวณโดยใช้กำลังที่แสดง กล่าวคือ ปริมาณแรงดันในสมการงานต่อรอบ บางครั้งคำว่า FMEP (แรงดันเฉลี่ยประสิทธิผลของแรงเสียดทาน) ถูกใช้เป็นตัวบ่งชี้ของแรงดันเฉลี่ยประสิทธิผลที่สูญเสียไปเนื่องจากแรงเสียดทาน (หรือแรงบิดแรงเสียดทาน) และเป็นเพียงผลต่างระหว่าง IMEP และ BMEP ^{[ 3 ]}

MEP จากแรงบิดและการเคลื่อนที่

เครื่องยนต์สี่จังหวะให้ แรงบิด 159 นิวตันเมตร และมีปริมาตรกระบอกสูบ 2000  ซี^ซี

• ${\displaystyle i=0.5}$
• ${\displaystyle M=159\;{\text{N}}{\cdot }{\text{m}}}$
• ${\displaystyle V_{\text{d}}=2000\;{\text{cm}}^{3}}$

${\displaystyle p_{\text{me}}={2\pi }\cdot {0.5^{-1}}{{159\;{\text{N}}{\cdot }{\text{m}}} \over {2000\;{\text{cm}}^{3}}}={2\pi }\cdot {0.5^{-1}}{{15900\;{\text{N}}{\cancel {\cdot {\text{cm}}}}} \over {2000\;{\text{cm}}^{{\cancel {3}}2}}}\approx 100\;{\text{N}}{\cdot }{\text{cm}}^{-2}=1\;{\text{MPa}}}$

กำลังจาก MEP และความเร็วรอบเพลาข้อเหวี่ยง

ถ้าเรารู้ความเร็วรอบของเพลาข้อเหวี่ยง เราก็สามารถคำนวณกำลังขับของเครื่องยนต์ได้จากค่า MEP เช่นกัน:${\displaystyle P=i\cdot n\cdot V_{\text{d}}\cdot p_{\text{me}}}$ ในตัวอย่างของเรา เครื่องยนต์สร้าง แรงบิด 159 N·m ที่ 3600  นาที^⁻¹ (= ⁶⁰ วินาที^{⁻¹ )} :

• ${\displaystyle i=0.5}$
• ${\displaystyle n=60\;{\text{s}}^{-1}}$
• ${\displaystyle V_{\text{d}}=2000\;{\text{cm}}^{3}}$
• ${\displaystyle p_{\text{me}}=1\;{\text{MPa}}}$

ดังนั้น:

$P = 2000 cm³ ⋅ 1 N ⋅ cm⁻² ⋅ 60 s⁻¹ ⋅ 0.5 = 60,000 N ⋅ m ⋅ s⁻¹ = 60,000 W = 60 kW$

เนื่องจากเครื่องยนต์ลูกสูบมักจะมีแรงบิดสูงสุดที่ความเร็วรอบต่ำกว่ากำลังสูงสุด ดังนั้นค่า BMEP จึงต่ำกว่าที่กำลังสูงสุด (ที่ความเร็วรอบสูงกว่า) ถ้าเครื่องยนต์เดียวกันนี้มีกำลัง 72  kW ที่ 5400  min ^{− 1} = 90  s ^{− 1}และค่า BMEP เท่ากับ 0.80  MPa เราจะได้สมการต่อไปนี้:

• ${\displaystyle i=0.5}$
• ${\displaystyle n=90\;{\text{s}}^{-1}}$
• ${\displaystyle V_{\text{d}}=2000\;{\text{cm}}^{3}}$
• ${\displaystyle p_{\text{me}}=0.80\;{\text{MPa}}}$

แล้ว:

$P = 2000 cm³ ⋅ 0.80 N ⋅ cm⁻² ⋅ 90 s⁻¹ ⋅ 0.5 = 72,000 N ⋅ m ⋅ s⁻¹ = 72 kW$

ความดันประสิทธิผลเฉลี่ย (MEP) ถูกกำหนดโดยตำแหน่งการวัดและวิธีการคำนวณ โดยค่า MEP ที่ใช้กันทั่วไปบางส่วนมีดังต่อไปนี้:

• แรงดันเฉลี่ยประสิทธิผลของเบรก (BMEP,${\displaystyle p_{me}}$) - แรงดันประสิทธิผลเฉลี่ยที่คำนวณจากแรงบิดเบรกที่วัดได้
• แรงดันประสิทธิผลเฉลี่ยที่ระบุ (IMEP,${\displaystyle p_{mi}}$) - ความดันประสิทธิผลเฉลี่ย (Mean Effective Pressure: IMEP) คำนวณจากความดันภายในกระบอกสูบตลอดวัฏจักรการทำงานของเครื่องยนต์ (720° ในเครื่องยนต์สี่จังหวะ, 360° ในเครื่องยนต์สองจังหวะ) สามารถกำหนด IMEP ได้โดยการวัดพื้นที่ในแผนภาพ pV ของเครื่องยนต์ด้วยเครื่องวัด พื้นที่ เนื่องจากเครื่องยนต์สี่จังหวะแบบดูดอากาศเองต้องทำงานสูบฉีดเพื่อดูดอากาศเข้าไปในกระบอกสูบและเพื่อระบายไอเสียออกจากกระบอกสูบ ดังนั้น IMEP จึงสามารถแบ่งออกเป็นความดันประสิทธิผลเฉลี่ยรวม (Gross Mean Effective Pressure: GMEP) ซึ่งเป็นความดันที่มีความดันสูง${\displaystyle p_{mg}}$) และแรงดันเฉลี่ยประสิทธิผลในการสูบน้ำ (PMEP,${\displaystyle p_{miGW}}$ในเครื่องยนต์แบบดูดอากาศเองตามธรรมชาติ ค่า PMEP จะเป็นลบ และในเครื่องยนต์แบบอัดอากาศหรือเทอร์โบชาร์จ ค่า PMEP มักจะเป็นบวก ค่า IMEP อาจได้มาจากค่า PMEP และ GMEP:${\displaystyle p_{mi}=p_{mg}-p_{miGW}}$[ ^{3 ]​}
• แรงดันประสิทธิผลเฉลี่ยของแรงเสียดทาน (FMEP,${\displaystyle p_{mr}}$) - แรงดันประสิทธิผลเฉลี่ยทางทฤษฎีที่จำเป็นในการเอาชนะแรงเสียดทานของเครื่องยนต์ สามารถมองได้ว่าเป็นแรงดันประสิทธิผลเฉลี่ยที่สูญเสียไปเนื่องจากแรงเสียดทาน:${\displaystyle p_{mr}=p_{mi}-p_{me}}$FMEP จะเพิ่มขึ้นเมื่อความเร็วรอบเครื่องยนต์เพิ่มขึ้น^{[ 4 ]}

• อัตราส่วนการบีบอัด

• แรงดันเฉลี่ยประสิทธิผลของเบรก (bmep), กำลังและแรงบิด , ท่อไอเสียจากโรงงาน
• ข้อมูลทั้งหมดเกี่ยวกับแรงดันเฉลี่ยประสิทธิผล (Mean Effective Pressure ) จาก Harleyc.com

• เครื่องจักรไอน้ำขนาดเล็ก