पावर बैंड

This article is about इंजन के ऊर्जा उत्पादन का माप. For फैशन सहायक, see शक्ति संतुलन. For संचार की विधि, see विद्युत रेखाओ पर ब्रॉडबैंड.

एक टोक़ी इंजन बनाम एक चरमी इंजन की शक्ति एवं टोक़ की तुलना करने वाला आरेख

चार स्ट्रोक आंतरिक दहन इंजन 4T एवं 2T के लिए टर्निंग मोमेंट डायग्राम:
ए) सेवन (4T); TDC (2T) पर पिस्टन वापसी
बी) संपीड़न (4T); PMI (2T) पर पिस्टन डिसेंट
सी) विस्तार
डी) निकास
α) समय औसत इंजन

आंतरिक दहन इंजन या विद्युत मोटर का पावर बैंड परिचालन गति की सीमा है, जिसके अनुसार इंजन या मोटर सबसे अधिक शक्ति (भौतिकी) का उत्पादन करने में सक्षम होता है, अर्थात समय की प्रति यूनिट अधिकतम ऊर्जा, इसका सामान्यतः अर्थ है कि इस बैंड के अंदर अधिकतम त्वरण प्राप्त किया जा सकता है (प्रायः अर्घ्य दक्षता की कीमत पर)। जबकि इंजन एवं मोटर्स में परिचालन गति की बड़ी सीमा होती है, पावर बैंड सामान्यतः इंजन की गति की अत्यधिक अल्प सीमा होती है, कुल इंजन गति सीमा का केवल अर्द्ध या उससे अर्घ्य (इलेक्ट्रिक मोटर्स अपवाद हैं - नीचे इलेक्ट्रिक मोटर्स पर अनुभाग देखें) होती है।

विशेष रूप से, पावर बैंड चरम घोड़े की शक्ति आउटपुट के निकट प्रति मिनट क्रांतियों की सीमा है। आंतरिक दहन गैसोलीन ऑटोमोबाइल इंजन का पावर बैंड सामान्यतः सीमा इंजन की गति (लगभग 4,000 आरपीएम) से प्रारम्भ होता है, जहां अधिकतम टोक़ का उत्पादन होता है, एवं अधिकतम शक्ति (5,000 आरपीएम से ऊपर किन्तु 7,000 आरपीएम से अर्घ्य) तक पहुंचने के पश्चात लाल रेखा के नीचे समाप्त होता है। कारों एवं अल्प ट्रकों में डीजल इंजन 5,000 आरपीएम से अर्घ्य शक्ति शिखर के साथ 2,000 आरपीएम से नीचे अधिकतम टोक़ः विकसित कर सकते हैं।

अनुप्रयोग

विभिन्न गियर अनुपातों के चयन के साथ यांत्रिक संचरण को वाहन गति की पूर्ण श्रृंखला में संतोषजनक शक्ति उपलब्ध कराने के लिए चित्रित किया गया है। गियर अनुपात के चयन का लक्ष्य इंजन को उसके पावर बैंड में निरंतर रखना है। बैंड जितना संकरा होता है, उतने ही अधिक गियर की आवश्यकता होती है, अनुपात में सावधानीपूर्वक गियर चयन करके, इंजन को उसके पावर बैंड में, सभी वाहन गतियों में संचालित किया जा सकता है। ऐसा उपयोग इंजन को अर्घ्य गति पर श्रम करने से बाधित करता है, या अनुशंसित परिचालन गति से अधिक करता है।

गति की विस्तृत श्रृंखला को कुशलता से प्राप्त करने के लिए संकीर्ण पावर बैंड को प्रायः क्लच या टोर्क परिवर्त्तक जैसे पावर-स्प्लिटिंग डिवाइस द्वारा पारिश्रमिक दिया जाता है। इंजन को इष्टतम गति से निरंतर रखते हुए निरंतर परिवर्तनशील संचरण संकीर्ण पावर बैंड के विषयो से भी बच सकता है।

आंतरिक दहन इंजन

वाहनों में पाए जाने वाले विशिष्ट दहन इंजनों में, निष्क्रिय गति पर टोक़ अर्घ्य होता है, 1,500 एवं 6,500 आरपीएम के मध्य अधिकतम मूल्य तक पहुंचता है, एवं रेडलाइन की ओर अर्घ्य या अत्यधिक तीव्रता से गिरता है। अधिकतम टोक़ के आरपीएम के नीचे, संपीड़न आदर्श नहीं है। इस गति से ऊपर कई कारक टोक़ को सीमित करना प्रारम्भ करते हैं, जैसे बढ़ते घर्षण, वाल्व संवृत करने एवं दहन के लिए आवश्यक समय, एवं अपर्याप्त सेवन प्रवाह बढ़ते कंपन एवं गर्मी के कारण, बाहरी आरपीएम सीमा भी स्थापित की जा सकती है। शक्ति टोक़ का उत्पाद है जो घुमाव की गति से गुणा होता है, (रैखिक प्रणाली में गति से गुणा बल के अनुरूप), इसलिए ऊपरी गति सीमा में चरम शक्ति का उत्पादन होता है जहां उच्च टोक़ एवं उच्च आरपीएम दोनों होते हैं।

प्रचुर मात्रा में टोक़ की क्षमता वाले टर्बोचार्ज्ड एवं सुपरचार्ज्ड इंजनों में, सेवन दबाव विनियमन प्रणाली प्रायः इंजन पर तनाव को अर्घ्य करने एवं चरम पावर को अर्घ्य किए बिना निरंतर सेवा प्रदान करने के लिए इंजन की गति सीमा में टोक़ को लगभग स्थिर आंकड़े तक सीमित कर देता है।

गैसोलीन इंजन

पावरबैंड मोटरसाइकिलों एवं कुछ रेसिंग ऑटोमोबाइल्स में 14,000 आरपीएम को पार कर सकते हैं, जैसे कि फ़ॉर्मूला वन इंजन 2006–2013 जड़ता को अर्घ्य करने के लिए हल्के पिस्टन एवं अल्प स्ट्रोक के साथ कनेक्टिंग छड़ का उपयोग करके ऐसी उच्च गति प्राप्त की जाती है, एवं इस प्रकार भागों पर बल दिया जाता है। वाल्व प्रौद्योगिकी में प्रगति इसी प्रकार वाल्व फ्लोट को ऐसी गति से अर्घ्य करती है। जैसे-जैसे इंजन बड़ा होता है (विशेष रूप से इसका स्ट्रोक), इसका पावर बैंड अर्घ्य गति पर चला जाता है।

अधिक सामान्य अनुप्रयोगों में, आधुनिक, उपयुक्त प्रकार से चित्रित किया गया एवं इंजीनियर ईंधन इंजेक्शन, इलेक्ट्रॉनिक नियंत्रण इकाई | कंप्यूटर नियंत्रित, बहु-वाल्व एवं वैकल्पिक रूप से परिवर्तनीय वाल्व समय सुसज्जित गैसोलीन इंजन उपयुक्त ईंधन का उपयोग करके उल्लेखनीय प्राप्त कर सकता है। ऑटोमोबाइल अनुप्रयोगों में लचीलापन, अर्घ्य इंजन गति पर भी पर्याप्त टोक़ एवं 1,500 से 6,500 आरपीएम तक अपेक्षाकृत समान विद्युत उत्पादन, साधारण परिभ्रमण एवं अर्घ्य गति वाले व्यवहार को क्षमा करने की अनुमति देता है। चूंकि, ठोस त्वरण या उच्च सड़क गति के लिए अधिकतम शक्ति प्राप्त करने के लिए अभी भी उच्च आरपीएम की आवश्यकता होती है। चूंकि शाब्दिक पावर बैंड अधिकांश परिचालन आरपीएम सीमा को कवर करता है, विशेष रूप से प्रथम गियर में (चूंकि नीचे करने के लिए कोई निचला गियर नहीं है, एवं कोई समतल स्थान नहीं है जिसमें इंजन कोई शक्ति उत्पन्न नहीं करता है), प्रभावी बैंड प्रत्येक में परिवर्तित करता है। गियर, या तो लिमिटर द्वारा ऊपरी किनारे पर सीमित सीमा बन जाता है, या लगभग चरम शक्ति एवं रेडलाइन के मध्य स्थित बिंदु जहां विद्युत संवृत हो जाती है, एवं निचले किनारे पर इंजन की निष्क्रिय गति होती है।

डीजल इंजन

विशिष्ट सड़क पर चलने वाले (उच्च-गति) डीजल में संकरा बैंड होता है, जो अर्घ्य आरपीएम (प्रायः 1,500-2,000 आरपीएम) पर चरम टोक़ उत्पन्न करता है, किन्तु इसके नीचे तीव्र गिरावट के साथ, एवं लगभग 3500-4500 आरपीएम तक चरम शक्ति तक पहुंचता है। तत्पश्चात तीव्रता से इस गति से अधिक शक्ति लुप्त कर रहा है। टर्बो अंतराल के साथ टर्बोचार्ज्ड डीजल इंजन (अधिकतम टर्बोचार्ज्ड इंजनों के लिए संकीर्ण, अतिरंजित पावर बैंड आंतरिक) इस विशेषता को भी अधिक स्पष्ट रूप से प्रदर्शित कर सकते हैं। इसलिए, निर्माता (या संशोधक) की गियरिंग की रूचि, एवं उपलब्ध अनुपात का उचित उपयोग, उपलब्ध शक्ति का सर्वोत्तम उपयोग करने एवं समतल धब्बे में फंसने से बचने के लिए भी महत्वपूर्ण है।

लोकोमोटिव में बड़े डीजल इंजन एवं कुछ जलयान डीजल-इलेक्ट्रिक ड्राइव का उपयोग करते हैं। यह अत्यधिक अर्घ्य गियरिंग की जटिलताओं को समाप्त करता है, जैसा कि नीचे वर्णित है।

सबसे बड़ा (अर्घ्य गति वाला) डीजल-जमीन पर बड़े जनरेटर एवं समुद्र में समुद्री डीजल-20-30 आरपीएम की निष्क्रिय गति के साथ केवल सैकड़ों आरपीएम या उससे भी अर्घ्य पर घूम सकते हैं। ये इंजन सामान्यतः दो स्ट्रोक डीजल इंजन होते हैं।

इलेक्ट्रिक मोटर्स

इलेक्ट्रिक मोटर्स कई मायनों में अद्वितीय हैं, खासकर जब पावर बैंड की बात आती है। इलेक्ट्रिक मोटर के प्रकार के साथ सटीक विशेषताएं बहुत भिन्न होती हैं। यूनिवर्सल मोटर (वैक्यूम क्लीनर, छोटी मशीनें, ड्रिल, स्टार्टर मोटर्स) का अधिकतम टोक़ शून्य रोटेशन रेट (जब ठप हो जाता है) पर होता है एवं उच्च आरपीएम के लिए गिरता है। एक निश्चित आवृत्ति एसी स्रोत (बड़े अनुप्रयोगों में सबसे आम) से जुड़े प्रेरण मोटर्स के लिए, अधिकतम टोक़ सामान्यतः सिंक्रोनस आरपीएम के ठीक नीचे होता है, इस आरपीएम के लिए शून्य हो जाता है एवं इसके ऊपर नकारात्मक हो जाता है (प्रेरण जनरेटर); अर्घ्य आरपीएम पर टोक़ सामान्यतः थोड़ा अर्घ्य होता है। तुल्यकालिक मोटर्स का उपयोग केवल एसी स्रोत तुल्यकालिक वेग पर किया जा सकता है। आधुनिक अनुप्रयोगों में, आवृत्ति के इलेक्ट्रॉनिक नियंत्रण के साथ सिंक्रोनस एवं इंडक्शन मोटर्स का उपयोग किया जाता है, उदाहरण के लिए, ब्रशलेस डीसी इलेक्ट्रिक मोटर्स। इस मामले में, जब तक बाहरी सीमाएं लागू नहीं होती हैं, अर्घ्य आरपीएम पर अधिकतम टोक़ हासिल किया जाता है।

उदाहरण के लिए, टेस्ला रोडस्टर (2008) में पाई जाने वाली एसी मोटर 0 से लगभग 6000 आरपीएम तक लगातार अधिकतम टोक़ का उत्पादन करती है, जबकि अधिकतम शक्ति लगभग 10000 आरपीएम पर होती है, जब टोक़ गिरना प्रारम्भ हो जाता है। रोडस्टर की रेडलाइन 14000 आरपीएम है। अन्य इलेक्ट्रिक मोटर्स वास्तव में अपने पूरे परिचालन सीमा में अधिकतम टोक़ का उत्पादन कर सकते हैं, चूंकि उनकी अधिकतम परिचालन गति बेहतर विश्वसनीयता के लिए सीमित हो सकती है।

गैस टर्बाइन

गैस टर्बाइन तुलनात्मक रूप से अत्यधिक उच्च आरपीएम पर काम करते हैं, एवं संकीर्ण पावरबैंड, एवं खराब थ्रॉटलेबिलिटी एवं थ्रॉटल प्रतिक्रिया प्रदर्शित करते हैं।

यह भी देखें

• संयुक्त डीजल-इलेक्ट्रिक एवं गैस
• संयुक्त डीजल या गैस
• संयुक्त गैस या गैस
• लगातार परिवर्तनशील संचरण
• इंजन ट्यूनिंग
• ओवरड्राइव (यांत्रिकी)
• शिफ्ट किट
• पाली का समय

श्रेणी:इंजन तकनीक श्रेणी:दो-स्ट्रोक इंजन प्रौद्योगिकी