Engine Performance Parameter MCQ Quiz in हिन्दी - Objective Question with Answer for Engine Performance Parameter - मुफ्त [PDF] डाउनलोड करें

व्याख्या:

घर्षण शक्ति:

• एक इंजन में घर्षण शक्ति का तात्पर्य इंजन के घटकों के बीच घर्षण के कारण होने वाले शक्ति ह्रास से है। इसमें पिस्टन और सिलेंडर की दीवारों, बेयरिंग और अन्य गतिमान भागों के बीच घर्षण शामिल है। यह सूचक शक्ति (इंजन सिलेंडर के अंदर उत्पन्न शक्ति) और ब्रेक शक्ति (इंजन द्वारा दी जाने वाली उपयोगी शक्ति) के बीच का अंतर है।
• जब एक इंजन संचालित होता है, तो दहन प्रक्रिया द्वारा उत्पन्न सभी शक्ति उपयोगी कार्य में परिवर्तित नहीं होती है। इंजन के गतिमान घटकों के बीच घर्षण के कारण शक्ति का एक हिस्सा नष्ट हो जाता है। सूचक शक्ति (I.P.) इंजन सिलेंडर के अंदर उत्पन्न कुल शक्ति है, बिना नुकसान को ध्यान में रखे, जबकि ब्रेक शक्ति (B.P.) वह वास्तविक शक्ति है जो इंजन उपयोगी कार्य करने के लिए प्रदान करता है।

व्याख्या:

विशिष्ट ईंधन खपत (SFC)

• विशिष्ट ईंधन खपत (SFC) आंतरिक दहन इंजनों के प्रदर्शन का मूल्यांकन करने में एक महत्वपूर्ण पैरामीटर है। यह एक विशिष्ट समय अवधि में उत्पादित शक्ति की प्रति इकाई उपभोग किए गए ईंधन की मात्रा की गणना करके इंजन की ईंधन दक्षता को मापता है। यह पैरामीटर इंजनों के प्रदर्शन की तुलना करने और उनकी परिचालन दक्षता निर्धारित करने में विशेष रूप से उपयोगी है। SFC को आमतौर पर ग्राम प्रति किलोवाट-घंटा (g/kWh) या पाउंड प्रति अश्वशक्ति-घंटा (lb/hp-hr) जैसी इकाइयों में व्यक्त किया जाता है, जो उपयोग की जा रही इकाई प्रणाली पर निर्भर करता है।

SFC का सूत्र:

विशिष्ट ईंधन खपत की गणना इस सूत्र का उपयोग करके की जाती है:

SFC = ईंधन खपत दर / शक्ति उत्पादन

जहाँ:

• ईंधन खपत दर: प्रति इकाई समय में इंजन द्वारा उपभोग किए गए ईंधन की मात्रा (जैसे, kg/hr या lb/hr)।
• शक्ति उत्पादन: समान समय अवधि के दौरान इंजन द्वारा उत्पादित शक्ति (जैसे, kW या hp)।

SFC का महत्व:

• ईंधन दक्षता: SFC एक इंजन की ईंधन दक्षता का प्रत्यक्ष संकेतक के रूप में कार्य करता है। SFC के निचले मान बताते हैं कि इंजन समान शक्ति उत्पादन उत्पन्न करने के लिए कम ईंधन की खपत करता है, जो अधिकांश अनुप्रयोगों में वांछनीय है।
• लागत बचत: कम SFC द्वारा इंगित बेहतर ईंधन दक्षता से वाहनों, मशीनरी और उपकरणों के लिए परिचालन लागत कम हो जाती है।
• पर्यावरणीय प्रभाव: कम SFC मान वाले इंजन समान शक्ति उत्पादन के लिए कम उत्सर्जन उत्पन्न करते हैं, जिससे पर्यावरण प्रदूषण कम होता है।
• डिजाइन अनुकूलन: SFC का विश्लेषण करके, इंजीनियर इंजन डिजाइन में सुधार के क्षेत्रों की पहचान कर सकते हैं और विशिष्ट अनुप्रयोगों के लिए प्रदर्शन को अनुकूलित कर सकते हैं।

SFC को प्रभावित करने वाले कारक:

• इंजन डिज़ाइन: इंजन का डिज़ाइन और विन्यास, जैसे सिलेंडरों की संख्या, संपीड़न अनुपात और टर्बोचार्जिंग, SFC को महत्वपूर्ण रूप से प्रभावित करते हैं।
• संचालन की स्थिति: SFC इंजन लोड, गति और तापमान के साथ बदलता रहता है। इंजन संचालन की स्थिति की एक विशिष्ट श्रेणी के भीतर सबसे कुशल होते हैं।
• ईंधन की गुणवत्ता: उपयोग किए जाने वाले ईंधन के प्रकार और गुणवत्ता, जिसमें इसका कैलोरी मान और दहन विशेषताएँ शामिल हैं, SFC को प्रभावित करते हैं।
• रखरखाव: इंजन का नियमित रखरखाव और उचित ट्यूनिंग ईंधन दक्षता को बढ़ा सकता है और SFC को कम कर सकता है।

व्याख्या:

सिलेंडर में पिस्टन फिट का महत्व

आंतरिक दहन इंजन, पारस्परिक पंप और अन्य मशीनरी में द्रव गतिकी शामिल है, जिसमें पिस्टन एक महत्वपूर्ण घटक है। यह सिलेंडर के भीतर गति करता है ताकि इंजन के संचालन के लिए आवश्यक दबाव अंतर पैदा हो सके। इष्टतम प्रदर्शन के लिए, पिस्टन को सिलेंडर में अच्छी तरह से फिट होना चाहिए, दो महत्वपूर्ण आवश्यकताओं को संतुलित करना: आसान गति की अनुमति देना और गैस-टाइट स्पेस प्रदान करना।

सही विकल्प: सही विकल्प 3 है) दोनों, आसान गति की अनुमति देता है और गैस-टाइट स्पेस प्रदान करता है। यह दोहरी आवश्यकता पिस्टन और सिलेंडर वाली मशीनरी की दक्षता और कार्यक्षमता के लिए मौलिक है।

विस्तृत समाधान:

पिस्टन-सिलेंडर गतिशीलता: पिस्टन और सिलेंडर के बीच की बातचीत इंजन और पंप के संचालन के लिए केंद्रीय है। सिलेंडर पिस्टन को रखता है, जिससे यह आगे-पीछे गति कर सकता है, दबाव परिवर्तन पैदा करता है जो इंजन को चलाते हैं। इस प्रणाली के प्रभावी ढंग से काम करने के लिए, पिस्टन और सिलेंडर के बीच फिट सटीक होना चाहिए।

गैस-टाइट स्पेस: पिस्टन-सिलेंडर फिट के लिए प्राथमिक आवश्यकताओं में से एक गैस-टाइट स्पेस बनाना है। यह सुनिश्चित करता है कि दहन गैसें या तरल पदार्थ बाहर नहीं निकलते हैं, इंजन के संचालन के लिए आवश्यक दबाव बनाए रखते हैं। आंतरिक दहन इंजनों में गैस-टाइट फिट महत्वपूर्ण है जहाँ वायु-ईंधन मिश्रण का संपीड़न इंजन द्वारा शक्ति उत्पन्न करने के लिए आवश्यक है। यदि पिस्टन अच्छी तरह से फिट नहीं होता है, तो गैसें लीक हो सकती हैं, जिससे दबाव में कमी, दक्षता में कमी और संभावित इंजन विफलता हो सकती है।

आसान गति: जबकि गैस-टाइट स्पेस बनाए रखना महत्वपूर्ण है, पिस्टन को सिलेंडर के भीतर आसानी से चलना चाहिए। पिस्टन और सिलेंडर की दीवारों पर घिसाव को रोकने के लिए गति चिकनी और अत्यधिक घर्षण के बिना होनी चाहिए। अत्यधिक घर्षण से गर्मी उत्पन्न हो सकती है, सामग्री का क्षरण हो सकता है और अंततः इंजन में खराबी आ सकती है। इसलिए, पिस्टन को सिलेंडर के भीतर आसानी से स्लाइड करने में सक्षम होना चाहिए, जो स्नेहन और सटीक इंजीनियरिंग द्वारा सुगम है।

दोनों आवश्यकताओं को संतुलित करना: गैस-टाइट स्पेस की आवश्यकता को आसान गति की आवश्यकता के साथ संतुलित करना सावधानीपूर्वक इंजीनियरिंग और निर्माण प्रक्रियाओं के माध्यम से प्राप्त किया जाता है। पिस्टन और सिलेंडर के लिए उपयोग की जाने वाली सामग्री, उनके सतह खत्म और स्नेहन प्रणाली सभी इस संतुलन को सुनिश्चित करने में भूमिका निभाते हैं। इंजीनियर पिस्टन को रिंग और सील के साथ डिज़ाइन करते हैं जो गैस-टाइट फिट बनाए रखते हैं जबकि चिकनी गति की अनुमति देते हैं। ये घटक अक्सर ऐसी सामग्रियों से बने होते हैं जो उच्च तापमान और दबाव का सामना कर सकते हैं, स्थायित्व और प्रदर्शन सुनिश्चित करते हैं।

खराब फिट के परिणाम: यदि पिस्टन अच्छी तरह से फिट नहीं होता है, तो कई समस्याएँ उत्पन्न हो सकती हैं। ढीला फिट गैस या द्रव रिसाव का कारण बन सकता है, जिससे इंजन या पंप की दक्षता कम हो जाती है। दूसरी ओर, अत्यधिक तंग फिट से अत्यधिक घर्षण हो सकता है, जिससे पिस्टन का घिसाव और संभावित जब्ती हो सकती है। दोनों परिदृश्य कम प्रदर्शन, बढ़ी हुई रखरखाव लागत और मशीनरी की संभावित विफलता का परिणाम हो सकते हैं।

निष्कर्ष: सिलेंडर में पिस्टन का सही फिट इंजन और पंप के कुशल और प्रभावी संचालन के लिए आवश्यक है। इसे दबाव बनाए रखने के लिए गैस-टाइट स्पेस प्रदान करना चाहिए जबकि घर्षण और घिसाव को कम करने के लिए आसान गति की अनुमति देनी चाहिए। विकल्प 3 सही ढंग से इन दोनों आवश्यकताओं की आवश्यकता की पहचान करता है, पिस्टन-सिलेंडर सिस्टम के इष्टतम प्रदर्शन को सुनिश्चित करने में सटीक इंजीनियरिंग के महत्व को उजागर करता है।

अन्य विकल्पों का विश्लेषण:

विकल्प 1: न तो आसान गति की अनुमति देता है और न ही गैस-टाइट स्पेस प्रदान करता है गलत है। इंजन और पंप के कुशल संचालन के लिए ये दोनों आवश्यकताएँ आवश्यक हैं। गैस-टाइट स्पेस के बिना, दबाव बनाए नहीं रखा जा सकता है, और आसान गति के बिना, पिस्टन और सिलेंडर अत्यधिक घिसाव और संभावित विफलता से ग्रस्त होंगे।

विकल्प 2: केवल गैस-टाइट स्पेस प्रदान करता है अपर्याप्त है। जबकि गैस-टाइट स्पेस दबाव बनाए रखने के लिए महत्वपूर्ण है, पिस्टन को अत्यधिक घर्षण और घिसाव को रोकने के लिए सिलेंडर के भीतर आसानी से चलना चाहिए। यह विकल्प सिस्टम के समग्र प्रदर्शन में चिकनी गति के महत्व को नजरअंदाज करता है।

विकल्प 4: केवल आसान गति की अनुमति देता है यह भी अपर्याप्त है। घर्षण और घिसाव को कम करने के लिए आसान गति आवश्यक है, लेकिन गैस-टाइट स्पेस के बिना, सिस्टम कुशल संचालन के लिए आवश्यक दबाव बनाए नहीं रख सकता है। यह विकल्प सिलेंडर के भीतर दबाव बनाए रखने की आवश्यकता को संबोधित करने में विफल रहता है।

निष्कर्ष: संक्षेप में, सिलेंडर के भीतर पिस्टन का सही फिट गैस-टाइट स्पेस की आवश्यकता को आसान गति की आवश्यकता के साथ संतुलित करना चाहिए। यह दोहरी आवश्यकता इंजन और पंप के कुशल और प्रभावी संचालन को सुनिश्चित करती है, इष्टतम प्रदर्शन प्राप्त करने में सटीक इंजीनियरिंग के महत्व को उजागर करती है।

व्याख्या:

चार-स्ट्रोक चक्र डीजल इंजन

परिभाषा: चार-स्ट्रोक चक्र डीजल इंजन एक आंतरिक दहन इंजन है जो डीजल चक्र पर काम करता है, पिस्टन के चार स्ट्रोक में एक पावर चक्र पूरा करता है: इनटेक, कम्प्रेशन, पावर और एग्जॉस्ट। डीजल इंजन ईंधन को जलाने के लिए कम्प्रेशन इग्निशन का उपयोग करते हैं, जिसे दहन कक्ष में इंजेक्ट किया जाता है।

कार्य सिद्धांत: डीजल इंजन के चार स्ट्रोक हैं:

• इनटेक स्ट्रोक: इनटेक वाल्व खुलता है, और पिस्टन ऊपर मृत केंद्र (TDC) से नीचे मृत केंद्र (BDC) तक नीचे जाता है, जिससे हवा सिलेंडर में प्रवेश करती है।
• कम्प्रेशन स्ट्रोक: इनटेक वाल्व बंद हो जाता है, और पिस्टन BDC से TDC तक ऊपर जाता है, सिलेंडर के अंदर हवा को संपीड़ित करता है। हवा का तापमान और दबाव काफी बढ़ जाता है।
• पावर स्ट्रोक: कम्प्रेशन स्ट्रोक के अंत के पास, डीजल ईंधन को सिलेंडर में इंजेक्ट किया जाता है, और उच्च तापमान और दबाव ईंधन को प्रज्वलित करते हैं। परिणामी दहन पिस्टन को TDC से BDC तक नीचे की ओर ले जाता है, जिससे शक्ति उत्पन्न होती है।
• एग्जॉस्ट स्ट्रोक: एग्जॉस्ट वाल्व खुलता है, और पिस्टन BDC से TDC तक ऊपर जाता है, सिलेंडर से दहन गैसों को बाहर निकालता है।

व्याख्या:

आंतरिक दहन इंजनों में तापीय दक्षता

परिभाषा: आंतरिक दहन इंजनों के संदर्भ में तापीय दक्षता को ईंधन से कुल रासायनिक ऊर्जा इनपुट के लिए उपयोगी कार्य उत्पादन के अनुपात के रूप में परिभाषित किया गया है। यह मीट्रिक महत्वपूर्ण है क्योंकि यह मापता है कि इंजन ईंधन में संग्रहीत ऊर्जा को यांत्रिक कार्य में कितनी प्रभावी ढंग से परिवर्तित करता है।

महत्व: तापीय दक्षता एक इंजन के प्रदर्शन का एक प्रमुख संकेतक है। उच्च तापीय दक्षता का मतलब है कि ईंधन की अधिक ऊर्जा उपयोगी कार्य में परिवर्तित हो रही है, जिससे बेहतर ईंधन अर्थव्यवस्था और कम उत्सर्जन हो सकता है। यह परिचालन लागत और पर्यावरणीय प्रभाव को कम करने के लिए विशेष रूप से महत्वपूर्ण है।

गणना: तापीय दक्षता (\( \eta_{th} \)) की गणना सूत्र का उपयोग करके की जाती है:

\( \eta_{th} = \frac{\text{उपयोगी कार्य उत्पादन}}{\text{ईंधन से कुल रासायनिक ऊर्जा इनपुट}} \)

जहाँ:

• उपयोगी कार्य उत्पादन: यांत्रिक कार्य जो इंजन उत्पन्न करता है, जिसे पहियों या अन्य मशीनरी को दी गई शक्ति द्वारा मापा जा सकता है।
• ईंधन से कुल रासायनिक ऊर्जा इनपुट: उपभोग किए गए ईंधन की कुल ऊर्जा सामग्री, जिसे ईंधन के कैलोरी मान और उपयोग किए गए ईंधन की मात्रा से निर्धारित किया जा सकता है।

तापीय दक्षता को प्रभावित करने वाले कारक:

• इंजन डिज़ाइन: दहन कक्ष, पिस्टन और वाल्व जैसे इंजन घटकों का डिज़ाइन तापीय दक्षता को महत्वपूर्ण रूप से प्रभावित कर सकता है। इन घटकों का अनुकूलन बेहतर दहन और ऊष्मा हस्तांतरण का कारण बन सकता है, इस प्रकार दक्षता में सुधार हो सकता है।
• ईंधन का प्रकार: विभिन्न ईंधन में विभिन्न ऊर्जा सामग्री और दहन विशेषताएँ होती हैं। उच्च कैलोरी मान वाले ईंधन का उपयोग तापीय दक्षता में सुधार कर सकता है।
• संचालन की स्थिति: इंजन लोड, गति और तापमान सहित संचालन की स्थिति तापीय दक्षता को प्रभावित कर सकती है। इंजनों में आमतौर पर एक इष्टतम ऑपरेटिंग रेंज होता है जहाँ दक्षता अधिकतम होती है।
• तकनीकी प्रगति: टर्बोचार्जिंग, प्रत्यक्ष ईंधन इंजेक्शन और परिवर्तनीय वाल्व समय जैसे प्रौद्योगिकियां दहन प्रक्रिया में सुधार और ऊर्जा हानि को कम करके तापीय दक्षता को बढ़ा सकती हैं।

ऑटोमोटिव उद्योग में महत्व: ऑटोमोटिव उद्योग में, आंतरिक दहन इंजनों की तापीय दक्षता में सुधार एक प्राथमिक फोकस है। उच्च तापीय दक्षता बेहतर ईंधन अर्थव्यवस्था में तब्दील होती है, जो उपभोक्ताओं के लिए एक महत्वपूर्ण विक्रय बिंदु है। इसके अतिरिक्त, यह जले हुए ईंधन की मात्रा और संबंधित प्रदूषकों को कम करके कठोर उत्सर्जन नियमों को पूरा करने में मदद करता है।

निष्कर्ष: तापीय दक्षता आंतरिक दहन इंजन के प्रदर्शन का एक महत्वपूर्ण माप है। तापीय दक्षता को अधिकतम करके, निर्माता ऐसे इंजन का उत्पादन कर सकते हैं जो अधिक किफायती, पर्यावरण के अनुकूल और बाजार में प्रतिस्पर्धी हों।

महत्वपूर्ण जानकारी:

अन्य विकल्पों का विश्लेषण:

विकल्प 1: सूचक शक्ति का घर्षण शक्ति हानियों के अनुपात

यह विकल्प एक इंजन की यांत्रिक दक्षता का वर्णन करता है, न कि तापीय दक्षता। यांत्रिक दक्षता इंजन के भीतर घर्षण और अन्य यांत्रिक कारकों के कारण होने वाले नुकसान पर केंद्रित है, लेकिन ईंधन से रासायनिक ऊर्जा इनपुट को ध्यान में नहीं रखती है।

विकल्प 2: इंजन विस्थापन का उपयोग किए गए ईंधन द्रव्यमान के अनुपात

यह विकल्प तापीय दक्षता से संबंधित नहीं है। इंजन विस्थापन सिलेंडरों की मात्रा को संदर्भित करता है, जबकि उपयोग किए गए ईंधन द्रव्यमान उपभोग किए गए ईंधन की मात्रा से संबंधित है। यह अनुपात इस बारे में जानकारी नहीं देता है कि ईंधन की ऊर्जा को कितनी कुशलता से उपयोगी कार्य में परिवर्तित किया जाता है।

विकल्प 3: निकास गैस तापमान का सेवन वायु तापमान के अनुपात

यह विकल्प भी गलत है। निकास गैस तापमान का सेवन वायु तापमान के अनुपात से इंजन की तापीय प्रक्रियाओं में कुछ अंतर्दृष्टि मिल सकती है, लेकिन यह सीधे तापीय दक्षता को नहीं मापता है। तापीय दक्षता विशेष रूप से ईंधन में रासायनिक ऊर्जा के यांत्रिक कार्य में रूपांतरण के बारे में है।

संक्षेप में, आंतरिक दहन इंजनों के प्रदर्शन का मूल्यांकन करने में तापीय दक्षता एक महत्वपूर्ण पैरामीटर है। इसे ईंधन से कुल रासायनिक ऊर्जा इनपुट के लिए उपयोगी कार्य उत्पादन के अनुपात के रूप में परिभाषित किया गया है, जिसे विकल्प 4 में सही ढंग से वर्णित किया गया है। अधिक कुशल, लागत प्रभावी और पर्यावरण के अनुकूल इंजन विकसित करने के लिए तापीय दक्षता को समझना और सुधारना आवश्यक है।

संकल्पना:

ब्रेक-विशिष्ट ईंधन की खपत (BSFC) =m_f/BP

जहाँ m_f = ईंधन की द्रव्यमान प्रवाह दर, BP = ब्रेक शक्ति

\(Brake\;thermal\;efficiency\left( {{\eta _b}} \right) = \frac{{BP}}{{{m_f} \times CV}} = \frac{1}{{BSFC \times CV}}\)

CV = ऊष्मीय मान

गणना:

दिया गया है: CV = 40 MJ/kg = 40 × 106 J/kg

\(BSFC = 200\;gm/kWh = \frac{{200 \times {{10}^{ - 3}}}}{{\left( {3600 \times {{10}^3}} \right)}}\;kg/J = \frac{1}{{18}} \times {10^{ - 6}}\;kg/J\)

\(\eta = \frac{1}{{\left( {\frac{1}{{18}}} \right) \times {{10}^{ - 6}} \times 40 \times {{10}^6}}} = \frac{{18}}{{40}} = 0.45 = 45\% \)

संकल्पना:

अर्ध भार पर यांत्रिक दक्षता \( = \frac{{BP}}{{BP+ FP}}\)

गणना:

दिया गया है:

ब्रेक शक्ति (BP) = 200 kW, अर्ध भार = 100 kW घर्षण शक्ति (FP) = 25 kW

अर्ध भार पर यांत्रिक दक्षता \( = \frac{{BP}}{{BP+ FP}}\)

अर्ध भार पर यांत्रिक दक्षता \( = \frac{{100}}{{125 }}\)

अर्ध भार पर यांत्रिक दक्षता = 0.8 ⇒ 80 %

अवधारणा:

ब्रेक विशिष्ट ईंधन की खपत \( = \frac{{Mass\;of\;fuel/Hour}}{{Brake\;power\;\left( {kW} \right)}}\)

गणना:

दिया गया है:

ब्रेक शक्ति = 105 kW, ṁ = 4.4 kg per 10 min = 0.44 kg/min ⇒ 0.44 × 60 = 26.4 kg/hr.

\(BSFC = \frac{{Mass\;of\;fuel/Hour}}{{Brake\;power\;\left( {kW} \right)}}\)

\(BFSC = \frac{{0.44 × 60}}{{105}}\)

BSFC = 0.251 kg/kW-hr.

संपीडन अनुपात संपीडन के पहले और संपीडन के बाद आयतन का अनुपात है।

माना कि VS = स्ट्रोक आयतन

VC = निकासी आयतन

संपीडन अनुपात (r_c) = प्रभावी स्वेप्ट आयतन / निकासी आयतन

\({r_c} = \frac{{{V_S} + {V_C}}}{{{V_C}}}\)

\({r_c} = \frac{{{V_S} + {V_C}}}{{{V_C}}}=1+\frac{{{V_S} }}{{{V_C}}}\)

\(8 =1+\frac{{{450} }}{{{V_C}}}\Rightarrow \frac{{{450} }}{{{V_C}}}=7 \Rightarrow V_c=64.3\; cc\)

अवधारणा:

एक डायनेमोमीटर एक उपकरण होता है जो एक चालित मशीन संचालित करने के लिए आवश्यक बलाघूर्ण और ब्रेक शक्ति को मापने के लिए उपयोग किया जाता है। इसमें घर्षण प्रतिरोध को मापने के लिए एक उपकरण होता है।

निम्नलिखित दो प्रकार के डायनेमोटोमीटर होते हैं, जो इंजन की ब्रेक शक्ति को मापने के लिए उपयोग किए जाते हैं।

• अवशोषण डायनेमोटोमीटर: डायनेमोटोमीटर द्वारा उत्पादित पूर्ण ऊर्जा या शक्ति ब्रेक के घर्षण प्रतिरोध से अवशोषित होती है और मापन की प्रक्रिया के दौरान ताप में परिवर्तित हो जाती है।
  • उदाहरण: प्रोनी ब्रेक डायनेमोमीटर, रोप ब्रेक डायनेमोमीटर, हाइड्रोलिक डायनेमोमीटर
• संचरण डायनेमोटोमीटर: घर्षण के कारण उर्जा का अपव्यय नहीं होता है लेकिन कार्य करने के लिए इसका उपयोग किया जाता है। इंजन द्वारा उत्पादित ऊर्जा या शक्ति डायनेमोमीटर के माध्यम से कुछ अन्य मशीनों तक प्रेषित की जाती है जहां उत्पन्न की गई शक्ति को उपयुक्त रूप से मापा जाता है।
  • उदाहरण: एपिसाइक्लिक-ट्रेन डायनेमोमीटर, बेल्ट संचरण डायनेमोमीटर, टोरसियन डायनेमोमीटर।

अवधारणा:

चार स्ट्रोक इंजन: इंजन के इस प्रकार में एक शक्ति स्ट्रोक क्रैन्कशाफ्ट के दो घूर्णन में प्राप्त किया जाता है।

दो स्ट्रोक इंजन: इस प्रकार के इंजन में एक शक्ति स्ट्रोक क्रैंक शाफ़्ट के प्रत्येक घूर्णन में प्राप्त किया जाता है।

संकल्पना:

यांत्रिक दक्षता:

\(\eta_m = \frac{Brake\ Power}{Indicated\ Power} = \frac{B.P.}{I.P.}\)

सांकेतिक तापीय दक्षता:

\(\eta_{ith} = \frac{Indicated\ Power}{Heat\ added\ per\ second}\)

प्रति सेकेंड संवर्धित ऊष्मा  HA/s =  \(\dot m_f\ \times \) (C.V.)_f, जहाँ C.V. = ईंधन का उष्मीय मान

गणना:

दिया गया है:

ब्रेक शक्ति, B.P = 4.5 kW, सांकेतिक तापीय दक्षता η_ith = 30% = 0.3, यांत्रिक दक्षता η_m = 85%, उष्मीय मान (C.V)_f = 40000 kJ/kg.

\(η_m = \frac{B.P}{I.P.}\)  ⇒  \(I.P = \frac{B.P}{η_m} = \frac{4.5}{0.85} \) = 5.294 kW

\(η_{ith} = \frac{I.P}{HA/s}\)

\(HA/s = \frac{I.P}{η_{ith}} = \frac{5.294}{0.3} = 17.647\ kW\) 

जहाँ I.P = सांकेतिक शक्ति, HA/s = प्रति सेकेंड संवर्धित ऊष्मा

\(HA/s = \dot m_f\times {C.V}_f\) = 17.647 kJ/s

\(\dot m_f = \frac{17.647\ \times\ 3600 }{40000}\) = 1.6 kg/hr.

अवधारणा:

ब्रेक तापीय दक्षता \(\left( {{\eta _{bth}}} \right) = \frac{{BP}}{{{m_f}\; × \;CV}}\)

जहां, BP = IC इंजन की ब्रेक शक्ति, mf = ईंधन की खपत, CV = ईंधन का कैलोरी मूल्य

गणना:

दिया हुआ:

ηbth = 0.3, CV = 40 × 103 kJ/kg, BP = 15 kJ/s

अब,

∴ \(0.3 = \frac{{15}}{{40 ~\times~ 10^3\; × \;{m_f}}}\)

\({m_f} = \frac{{15}}{{0.3}} × \frac{1}{{40000}} × 3600\frac{{kg}}{{hr}}\)

∴ mf = 4.5 kg/hr

अवधारणा:

• औसत प्रभावी दबाव, गणना की गई या मापी गयी शक्ति के आधार पर एक आंतरिक दहन इंजन के सिलेंडर के अंदर का औसत दबाव होता है।

• दक्षता में वृद्धि की वजह से संपीड़न अनुपात के साथ प्रभावी दबाव बढ़ता है।
• एक निश्चित संपीड़न अनुपात पर, अधिकतम MEP अधिकतम दहन तापमान के मामले के समान थोड़ा समृद्ध ईंधन-वायु अनुपात (स्टॉइकियोमेट्रिक से अधिक) पर होता है।

अधिकतम MEP के लिए अधिक समृद्ध मिश्रण की आवश्यकता:

जबकि पूर्ण दहन स्टोइकोमेट्रिक AFR पर होता है, थोड़ा अधिक समृद्ध मिश्रण (स्टोइकोमेट्रिक से अधिक ईंधन) होता है:

• तेज़ और गर्म दहन: अतिरिक्त ईंधन तेजी से जलने के लिए अधिक आसानी से उपलब्ध ईंधन अणु प्रदान करता है, जिससे पावर स्ट्रोक के दौरान दबाव तेजी से बढ़ता है।
• सिलेंडर तापमान में वृद्धि: अतिरिक्त ईंधन जलने से अधिक ऊष्मा उत्पन्न होती है, जो पूरे पावर स्ट्रोक के दौरान उच्च औसत दबाव में योगदान करती है।

जबकि एक समृद्ध मिश्रण MEP को अधिकतम करता है, यह थोड़ी कम तापीय दक्षता की कीमत पर आता है। इसका मतलब यह है कि इंजन ईंधन की कम ऊर्जा को प्रयोग योग्य कार्य में परिवर्तित करता है।

स्पष्टीकरण:

एक इंजन की सूचक और ब्रेक शक्ति के बीच के अंतर को घर्षण शक्ति के रूप में जाना जाता है। एक इंजन की घर्षण शक्ति को निम्नलिखित विधियों द्वारा निर्धारित किया जा सकता है:

1. विलियन की रेखा विधि
2. मोर्स परिक्षण 
3. मोटरिंग परिक्षण
4. सूचक और ब्रेक शक्ति के मापन से 
5. अत्वरण परिक्षण 

विलियन की रेखा विधि:

• इस विधि को ईंधन दर बहिर्वेशन विधि के रूप में भी जाना जाता है।
• स्थिर गति पर Y - अक्ष पर ईंधन खपत और X - अक्ष पर ब्रेक शक्ति को जोड़ने वाला एक आलेख खिंचा गया है और इसका बहिर्वेशन ब्रेक शक्ति के ऋणात्मक अक्ष पर किया गया है।
• ऋणात्मक अक्ष के अवरोधन को उस गति पर इंजन के घर्षण शक्ति के रूप में लिया गया है।

मोर्स परिक्षण:

• मोर्स परिक्षण का उपयोग बहु-सिलेंडर वाले इंजनों के सूचक शक्ति के माप के लिए किया जाता है।
• यह परिक्षण इंजन की गति को स्थिर रखते हुए सिलेंडर के स्पार्क प्लग को विच्छेदित करके सूचक शक्ति को मापता है।
• इस परिक्षण को अच्छी तरह से समझने के लिए मान लीजिए कि चालू स्पार्क प्लग के साथ एक सिलेंडर के लिए ब्रेक शक्ति B.P1 है और विच्छेदित स्पार्क प्लग के साथ B.P1' है, तो सूचक शक्ति (B.P1-B.P1') होगी।
• यह माना गया है कि स्पार्क प्लग के विच्छेदित या संचालन में होने पर पंपिंग और घर्षण नुकसान समान होता है।
• घर्षण शक्ति = सिलेंडर की सूचक शक्ति - सिलेंडर की ब्रेक शक्ति 

मोटरिंग परिक्षण:

• इस परिक्षण में एक दोलन क्षेत्र प्रकार के विद्युत शक्‍तिमापी का उपयोग स्थिर-अवस्था संचालन के दौरान विकसित शक्ति को अवशोषित करने के लिए किया जाता है।
• प्रज्वलन विच्छेदित होता है और उपयुक्त विद्युत स्विचिंग उपकरण द्वारा शक्‍तिमापी को मोटर के रूप में संचालित करने के लिए इस प्रकार परिवर्तित किया जाता है जिससे उसी समान गति पर इंजन को क्रैंक किया जा सके जिस गति पर इसे पहले संचालित किया जाता था।
• फिर शक्ति आपूर्ति को मापा जाता है जो उस गति पर इंजन को घर्षण शक्ति प्रदान करता है।