ブレーキ比燃料消費量

ブレーキ比燃料消費量（BSFC ）は、燃料を燃焼させて回転動力（軸動力）を発生させるあらゆる原動機の燃費効率を示す指標です。これは通常、軸出力を持つ内燃機関の効率を比較する際に用いられます。

これは、燃料消費率を発電量で割った値です。従来の単位では、燃料消費量をポンド/時で測定し、それをブレーキ馬力で割った値、lb/(hp⋅h)で表します。SI単位系では、これは比エネルギーの単位の逆数、kg/J = s ² /m ²に相当します。

このため、BSFCは出力あたりの燃料消費量と考えることもできます。BSFCを用いることで、異なるエンジンの燃費を直接比較することが可能になります。

ここでいう「ブレーキ」という用語は、「ブレーキ馬力」のように、トルクを測定する歴史的な方法を指します（プロニーブレーキを参照）。

ブレーキ比燃料消費量は次式で与えられる。

${\displaystyle {\text{BSFC}}={\frac {r}{P}}}$

どこ：

${\displaystyle r}$燃料消費率（グラム/秒）（g/s）

${\displaystyle P}$はワット単位で生成される電力であり、${\displaystyle P=\タウ \オメガ }$（W）

${\displaystyle \omega }$エンジンの回転速度をラジアン/秒（rad/s）で表したものです。

$\displaystyle \tau }$エンジントルクはニュートンメートル（N⋅m）で表されます。

上記のrの値、${\displaystyle \omega }$、 そして$\displaystyle \tau }$BSFCは、試験台に設置したエンジンに負荷をかけ、作動中のエンジンに計測機器を装着することで容易に測定できる。BSFCの単位はグラム/ジュール（g/J）である。

一般的にBSFCはグラム/キロワット時（g/(kW⋅h)）の単位で表されます。換算係数は以下のとおりです。

BSFC [g/(kW⋅h)] = BSFC [g/J] × (3.6 × 10 ⁶ )

メートル法とヤード・ポンド法の単位変換は次のとおりです。

BSFC [g/(kW⋅h)] = BSFC [lb/(hp⋅h)] × 608.277

BSFC [lb/(hp⋅h)] = BSFC [g/(kW⋅h)] × 0.001644

エンジンの実際の効率を計算するには、使用する燃料のエネルギー密度が必要となる。

燃料の種類によってエネルギー密度は異なり、そのエネルギー密度は燃料の発熱量によって定義されます。内燃機関の効率計算には低位発熱量（LHV）が使用されます。これは、 150 ℃（300 °F）以下の温度では熱を利用できないためです。  

自動車燃料の低位発熱量の例としては、以下のようなものがあります。

認証ガソリン= 18,640 BTU /lb (0.01204 kW⋅h/g)

レギュラーガソリン = 18,917 BTU/lb (0.0122222 kW⋅h/g)

ディーゼル燃料 = 18,500 BTU/lb (0.0119531 kW⋅h/g)

したがって、ディーゼルエンジンの効率は 1/(BSFC × 0.0119531)、ガソリンエンジンの効率は 1/(BSFC × 0.0122225) となります。

どのエンジンも、回転数や負荷によってBSFC値は異なります。たとえば、往復動エンジンは、吸気量が絞られておらず、エンジンが最大トルク付近で運転されているときに最大の効率を達成します。ただし、特定のエンジンについて報告される効率は、その最大効率ではなく、燃費サイクルの統計的平均値であることがよくあります。たとえば、ガソリンエンジンのBSFCのサイクル平均値は322  g/(kW⋅h)で、これは25%の効率に相当します(1/(322 × 0.0122225) = 0.2540)。実際の効率は、運転条件が変化するため、エンジンの平均値よりも低くなる場合も高くなる場合もあります。市販のガソリンエンジンの場合、最も効率的なBSFCは約225  g/(kW⋅h)で、これは熱力学的効率36%に相当します。

ディーゼルエンジンの等BSFCマップ（燃料アイランドプロット）を示します。206BSFCの最適点における効率は40.6%です。x軸は回転数（rpm）、y軸はBMEP（bar） （BMEPはトルクに比例します）です。

BSFC値は、エンジンの設計、圧縮比、出力定格によって大きく変化します。ディーゼルエンジンやガソリンエンジンなど、異なるクラスのエンジンではBSFC値が大きく異なり、200  g/(kW⋅h)未満（低速・高トルク時のディーゼルエンジン）から1,000 g/(kW⋅h)以上 （低出力時のターボプロップエンジン）まで幅広く分布します。

以下の表は、いくつかの種類のエンジンの燃料消費量の例として値を示しています。実際のエンジンでは、以下の表の値と異なる場合があり、実際に異なることがよくあります。エネルギー効率は、ディーゼル燃料とジェット燃料の場合は42.7 MJ/kg ( 84.3 g/(kW⋅h)) 、ガソリンの場合は43.9 MJ/kg ( 82 g/(kW⋅h))の低位発熱量に基づいています。

ターボプロップ機の効率は高出力時のみ良好であり、低出力（_最大出力の30% ）でのアプローチ時、特にアイドル時（_最大出力の7% ）には燃料消費率が劇的に増加する 。

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