홍라이프 계산기연료 펌프 계산기 쉽게 이해하기 — 개념과 원리
이 계산기는 목표 엔진 출력을 내려면 연료 펌프가 얼마나 많은 유량을 공급해야 하는지 추정합니다. 제동 연료 소비율(BSFC), 연료 밀도, 안전 여유를 바탕으로 시간당 리터와 미국 갤런으로 결과를 보여 주며, 출력을 높일 때 탱크 내장형이나 인라인 펌프를 고르는 데 쓰입니다.
계산 방법
소비 연료(lb/h) = 출력(hp) × BSFC(lb/hp·h)
소비 연료(L/h) = lb/h × 0.45359237 ÷ 밀도(kg/L)
필요 펌프 유량 = 소비 연료 × (1 + 여유율)
- kW로 넣은 출력은 마력으로 바꿉니다(1hp = 0.7457kW). 1US gal = 3.785411784L입니다.
원리
BSFC는 엔진이 출력 1단위를 한 시간 내는 데 태우는 연료량입니다. 여기에 목표 출력을 곱하면 전부하에서 엔진이 소비하는 연료 질량이 나옵니다. 펌프는 부피를 보내므로 질량을 밀도로 나눕니다. 여유율은 단순 계산이 놓치는 부분을 메웁니다. 펌프 마모, 낮은 공급 전압, 필터 막힘, 그리고 1:1 레귤레이터를 쓰는 과급 엔진에서 부스트 때 높아지는 연료 압력이 펌프가 실제로 낼 수 있는 유량을 줄이기 때문입니다.
예제 풀이
기본값인 400hp, BSFC 0.55, 밀도 0.745kg/L, 여유율 20%로 계산합니다.
- 소비 연료 = 400 × 0.55 = 220lb/h = 220 × 0.45359 = 99.8kg/h입니다.
- 리터로는 99.79 ÷ 0.745 = 133.9L/h입니다.
- 여유 20%를 더하면 133.94 × 1.2 = 161L/h입니다.
- 미국 갤런으로는 160.7 ÷ 3.785 = 42.5gal/h입니다.
| 연료 밀도 (kg/L) | 필요 펌프 유량 (L/h) |
|---|---|
| 0.186 | 643 |
| 0.372 | 321 |
| 0.559 | 214 |
| 0.745 | 161 |
| 0.931 | 129 |
| 1.12 | 107 |
| 1.49 | 80 |
결과 해석
필요 유량을 포장에 적힌 무부하 유량이 아니라, 실제 연료 압력과 전압에서의 정격 유량과 비교하십시오. 펌프 유량은 압력이 오를수록 줄어들므로, 3bar에서 255L/h를 내는 펌프도 과급 엔진이 요구하는 압력에서는 훨씬 적게 낼 수 있습니다. 가렛(Garrett)은 터보 가솔린 엔진의 BSFC를 대략 0.50~0.60lb/hp·h로 제시합니다.
흔한 실수
- 작동 압력에서의 유량 대신 무부하 유량을 읽는 경우
- 배선 전압 강하를 무시하는 경우(펌프 회전과 유량이 줄어듭니다)
- 크랭크 출력 대신 휠 출력을 넣는 경우
- 훨씬 많은 연료가 필요한 에탄올 혼합 연료에 가솔린 값을 쓰는 경우
자주 묻는 질문
왜 안전 여유를 둡니까?
펌프는 마모되고 전압은 떨어지며 필터는 막히므로, 한계까지 쓰면 최고 출력에서 혼합비가 희박해질 위험이 있습니다.
부스트 압력이 펌프 유량에 영향을 줍니까?
그렇습니다. 압력 상승형 레귤레이터를 쓰면 부스트 때 펌프가 더 높은 압력을 이겨야 하므로 유량이 줄어듭니다.
연료 밀도는 얼마를 넣어야 합니까?
가솔린은 보통 약 0.72~0.76kg/L로 잡지만, 사용하는 연료의 값을 확인하십시오.
출처: Garrett Motion, "How to Select a Turbo, Part 2" (BSFC values) · C. Shih, "Internal Combustion Engines" lecture notes, FAMU–FSU College of Engineering