উইকিশৈশব:এটা কীভাবে কাজ করে/গাড়ির ইঞ্জিন
মোটর ইঞ্জিন আভ্যন্তরীণ দহন ইঞ্জিন ব্যবহার করে, যা একটি মেকানিকাল যন্ত্র যেটি একটি জ্বালানি পুড়িয়ে বিদ্যুৎ ঘূর্ণন তৈরি করার ফলে যান চলাচল করে।
এর আবিষ্কারক কে?
[সম্পাদনা]নিকোলাস অটো ছিলেন প্রথম ব্যক্তি যিনি সফলভাবে ৪-স্ট্রোক ধরনের ইঞ্জিন তৈরি করেছিলেন যা পরবর্তীতে ১৮৭৬ সালে একটি গাড়ির ইঞ্জিন হিসাবে ব্যবহার করা হয়। ১৮৮৫ সালে কার্ল বেঞ্জ তিন চাকার অটোমোবাইল চালনা করতে বিজ্ঞানী অটোর ইঞ্জিনের মতো একটি ইঞ্জিন ব্যবহার করেন। একই বছরে, বেঞ্জ অটোমোবাইল উৎপাদন ও বিক্রি শুরু করে।
সিলিন্ডারের ভেতরে চাপ দ্বারা নিয়ন্ত্রিত প্রথম বাণিজ্যিক দ্বি-স্ট্রোক ইঞ্জিনের কৃতিত্ব স্কটিশ প্রকৌশলী ডুগাল্ড ক্লার্ককে দেওয়া হয়, যিনি ১৮৮১ সালে তার নকশার জন্য পেটেন্ট পেয়েছিলেন।
এটি কিভাবে শক্তি পায়?
[সম্পাদনা]অভ্যন্তরীণ দহন ইঞ্জিন বাতাসের সাথে মিশ্রিত তরল জ্বালানী (বাষ্পীভূত) পুড়িয়ে উৎপন্ন তাপ থেকে শক্তি পায়।
এগুলি বেশিরভাগই 'ফসিল ফুয়েল' (জীবাশ্ম জ্বালানি) যেমন পেট্রল, ডিজেল, কম্প্রেসড ন্যাচারাল গ্যাস (সিএনজি) এবং তরল পেট্রোলিয়াম গ্যাস (এলপিজি), যেগুলি মাটি থেকে খনন করা হয়। এই ধরনের জ্বালানির উৎস সীমিত এবং এখন খুঁজে বের করা কঠিন হয়ে উঠছে, তবে সাম্প্রতিক কিছু কৃত্রিম পুনর্নবীকরণযোগ্য উৎস ব্যবহার করে ইলেক্ট্রোলাইসিস দ্বারা হাইড্রোজেন তৈরী করা হচ্ছে, যা মোটর ইঞ্জিনের শক্তির উৎস হাসাবে ব্যবহার করা যেতে পারে।
এটা কি করে?
[সম্পাদনা]এটি একটি মেকানিকাল যন্ত্র যা রাসায়নিক শক্তিকে (জ্বালানি) তাপ শক্তিতে এবং তারপর যান্ত্রিক শক্তিতে রূপান্তরিত করে। রেসিপ্রোকেটিং (আগে এবং পিছনে) গতি ঘূর্ণমান (স্পিনিং) গতিতে রূপান্তরিত হয় এবং গাড়ির চাকা চালানোর জন্য ক্লাচ, গিয়ার বক্স ইত্যাদির মাধ্যমে এই শক্তি প্রেরণ করা হয়।
এটা কিভাবে কাজ করে?
[সম্পাদনা]
একটি ইঞ্জিনকে আসলে একটি মোটরের ধরন বলা যেতে পারে, কারণ এটি জিনিসকে চালিত করতে সক্ষম! ইঞ্জিন বলতে আসলেই ইঞ্জেনিয়াস (বুদ্ধিমান) যন্ত্রকে বোঝায় কিন্তু আমরা যেই যন্ত্রটাকে ইঞ্জিন বলি তা সাধারণ মোটরের একটি অক্ষ ঘোরানোর তুলনায় বেশি জ্বালানী পোড়ানো ও শক্তি সরবরাহ করা প্রয়োজন। যেখানে ইঞ্জিন চালানোর দরকার পড়বে সেখানে গিয়ার, লিভার এবং কেবিল এর মতো আধুনিক যন্ত্র থাকা জরুরি।
একটি মোটর সিলিন্ডার নামক এক বা একাধিক ধাতব টিউবে উপস্থিত জ্বালানী এবং বাতাসের মিশ্রণকে পোড়ায়। জ্বলনের ফলে উত্তপ্ত ও প্রসারিত গ্যাস একটি পিস্টনকে নীচের দিকে ধাক্কা দিয়ে চালিত করে, যার ফলে একটি ক্র্যাঙ্কশ্যাফ্ট ঘোরে এবং একটি ফ্লাইহুইল এর চারদিকে আবর্তিত হয়, এটি পোড়া জ্বালানি থেকে শক্তি শোষণ করে এবং পরবর্তী চক্র শুরু হওয়া অবধি জিনিসগুলিকে চালিত রাখে। ঘূর্ণায়মান ক্র্যাঙ্কশ্যাফ্ট এবং ফ্লাইহুইল থেকে পাওয়া শক্তিই শেষ পর্যন্ত চাকাগুলিকে চালিত করে।
মোটর বিভিন্ন ধরনের হলেও দুধরনের মোটরই সাধারণত ব্যবহার হয় যথা: সস্তা, অতিরিক্ত আওয়াজ করি এবং সীমিত ২-স্ট্রোক যা সাধারণত থোট মোটরসাইকেল ও গার্ডেন মেশিনে দেখতে পাওয়া যায় এবং অপরটি হলো আরও পরিশীলিত অটো বা 4-স্ট্রোক গাড়ি, ট্রাক এবং গাড়ির জন্য ব্যবহৃত হয়। বাস, কোন মোটরের (এখানে চিত্রিত) একটি মজার স্মৃতিশক্তি আছে, 'শীর্ষে' পিস্টন দিয়ে শুরু করে (দ্রষ্টব্য: এটি আসলে সর্বদা শীর্ষে থাকে না, তবে - বামে ছবিটির মতো - বেশিরভাগ লোকেরা সিলিন্ডারের শেষটিকে স্পার্ক-প্লাগ বা ইগনিটার বলে ডাকে, যা নীচের প্রান্ত' বা ক্র্যাঙ্কশ্যাফ্ট থেকেও দূরে।):
শোষা (১) বায়ু এবং জ্বালানী বাষ্পের মিশ্রণে শোষণ (আসলে এটিকে ইন্ডাকশন স্ট্রোক বলা হয় কারণ পিস্টন স্পার্ক প্লাগ বা ইগনিটারের কাছে সিলিন্ডারের 'শীর্ষ' থেকে শুরু হয় এবং ক্র্যাঙ্কশ্যাফ্টের 'নিচে'র দিকের কাছাকাছি যায়)
নিংড়ানো (২) দ্রবণ স্কুইজ করা (এটি একটি কম্প্রেশন স্ট্রোক যখন পিস্টন স্পার্ক উপরের দিকে প্লাগ বা ইগনিটারের দিকে যায়)
বিচ্ছুরণ! (৩) স্পার্ক প্লাগ বা ইগনিটার চাপে সংকুচিত জ্বালানী এবং বাতাসের সাহায্যে আগুন জ্বালায় (ক্র্যাঙ্কশ্যাফ্টের দিকে পিস্টনকে জোর করে 'নিচে'র দিকে করার জন্য একটি পাওয়ার স্ট্রোক) - যখন পিস্টনটি ক্র্যাঙ্কশ্যাফ্ট থেকে সবচেয়ে দূরে থাকে, তখন এটিকে 'টপ-ডেড-সেন্টার' বলা হয় - প্রকৃত স্পার্কটি সাধারণত ঘটে যখন ফ্লাইহুইল জড়তা ক্র্যাঙ্কশ্যাফ্টকে কয়েক ডিগ্রি এগিয়ে নিয়ে যায়, তাই পিস্টনটি ইতিমধ্যেই শুরু করেছে শালীন' প্রসারিত গরম জ্বলন্ত গ্যাস থেকে একটি ধাক্কা পায় আগে!
বওয়া (৪) নিঃশেষিত (পোড়া) গ্যাসগুলি পোড়া জ্বালানী তৈরি করে (এক্সস্ট স্ট্রোক) - পিস্টন সিলিন্ডারের 'শীর্ষে' ফিরে আসে যা আবার কিছু তাজা জ্বালানি শুষে নিতে এবং চক্রটি পুনরায় চালু করতে প্রস্তুত।
দুটি স্ট্রোক মোটর
[সম্পাদনা]
বিংশ শতকের মাঝামাঝি সময়ে এইগুলি শুধুমাত্র কয়েকটি ছোট গাড়িতে ব্যবহার করা হয়েছিল, বিশেষত ব্যাপকভাবে উত্পাদিত পূর্ব জার্মান ট্রাবান্ট কোম্পানি, তবে 'সুপার-কম্প্যাক্ট' বা 'আল্ট্রা-লাইট' প্রস্তুতকারক ডিকেডব্লিউ, সাব, ওয়ার্টবার্গ, সুজুকির মতো আরও বিখ্যাত নির্মাতারাও এর ব্যবহার শুরু করে। এসময়ে সুবারু অল্প সংখ্যক ২-স্ট্রোক গাড়ি তৈরি করেছিল।
জ্বালানী এবং লুব্রিকেটিং তেলের একটি বিশেষ মিশ্রণ প্রয়োজন, কারণ জ্বালানী-এয়ার মিশ্রণটি ক্র্যাঙ্ককেসের মধ্য দিয়ে টানা হয়, যেখানে জ্বলন স্ট্রোকের শেষ এবং কম্প্রেশন স্ট্রোকের শুরু একই সময়ে ঘটে যাতে এটি সম্পাদন করে। গ্রহণ এবং নিষ্কাশন ফাংশন একসাথে!
যদিও তাদের ৪-স্ট্রোকের তুলনায় একটি ভাল পাওয়ার-টু-ওজন অনুপাত রয়েছে, তবে এগুলি খুব যত্নে ব্যবহার করতে হয় এবং খুব দূষণ করে। মেশিন বা জাহাজ ইঞ্জিনের মতো অনেক শিল্পে বড় ২-স্ট্রোক ডিজেল মোটর ব্যবহার করে।
গ্যাসোলিন এবং ডিজেল
[সম্পাদনা]পেট্রোল (বা পেট্রোল) ইঞ্জিনগুলির গতি নিয়ন্ত্রণ করা সহজ এবং সাধারণত একটি সমতুল্য ডিজেলের চেয়ে হালকা, যা স্থির গতিতে সবচেয়ে ভাল কাজ করে এবং ডিজেলের জড়তা পূরণের জন্য সত্যিই একটি টার্বো-চার্জারের প্রয়োজন৷
পেট্রোল হল একটি 'হালকা' জ্বালানী, অত্যন্ত দাহ্য এবং বৈদ্যুতিক স্পার্ক-প্লাগের সাহায্যে জ্বালানো হয়। ডিজেল (কখনও কখনও 'বাষ্পীভবন তেল বলা হয়) একটি ঘন 'ভারী' জ্বালানী যা অনেক কম দাহ্য, এবং সিলিন্ডারের মধ্যে খুব উচ্চ কম্প্রেশন দ্বারা বহিষ্কৃত হয়। একটি পেট্রল ইঞ্জিনের স্পার্ক-প্লাগ কোথায় আছে সে সম্পর্কে একটি টিউব দিয়ে ডিজেলকে 'ইনজেকশন' করা হয়। ডিজেল জ্বালানী কম তাপমাত্রায় শক্ত হয়ে ওঠার জন্য উপযুক্ত, এবং এটি প্রতিরোধ করার জন্য প্রায়শই একটি 'অ্যান্টি-ওয়াক্স-এজেন্ট' থাকে।
ডিজেল ইঞ্জিন কাজ করার আগে গরম করার প্রয়োজন হতে পারে। এটি সাধারণত একটি বৈদ্যুতিক হিটার দিয়ে করা হয়, তবে বিংশ শতাব্দীর মাঝামাঝি ঠান্ডা আবহাওয়ার জন্য ডিজাইন করা কিছু ট্রাক্টর মোটর হয় জ্বালানী ব্যবহার করতে পারে, এবং পেট্রোল ব্যবহার শুরু করতে হয়েছিল, তারপর গরম হলে চালক ব্যয়বহুল বা সস্তা পেট্রল ব্যবহার করতে পারেন। 'ট্র্যাক্টর বাষ্পীকরণ তেল' যা কিছু ইউরোপীয় দেশে ছিল ভর্তুকি দেওয়া হয়েছিল এবং 'অননুমোদিত' যানবাহনে এর ব্যবহার শনাক্ত করার জন্য দাগ দেওয়া হয়েছিল।
এটি কতটা বিপদজনক?
[সম্পাদনা]খুব! ইঞ্জিনগুলি দাহ্য তরল জ্বালানী ব্যবহার করে যা ফুটো হয়ে বেরোতে পারে, তারা তাপ উৎপন্ন করে যা জ্বলন্ত জ্বালানীকে ছিটকে ফেলতে পারে, এগুলি ভারী এবং বিশাল, তাই এগুলি ছিটকে যাবার পরে অনেকক্ষণ গরম থাকে, তারা শক্তি উত্পাদন করে এবং যে অংশগুলি প্রচুর নড়াচড়া করে, তা আঙ্গুল ভেঙে করতে পারে বা জামাকাপড়ে ধরে যেতে পারে এবং অসতর্ক ব্যক্তিকে আহত করতে পারে, তাই ইঞ্জিনে কাজ করার অনেক আগেই মূল মোটর (যাকে ''প্রাইম মুভার বলা হয়) বন্ধ করতে হবে। মনে রাখবেন আরও কিছু মোটর আছে যেগুলি শক্তির কাছাকাছি রয়েছে যেমন কুলিং ফ্যান যেগুলি প্রাইম মুভার ইঞ্জিন ইগনিশন বন্ধ হওয়ার পরে কিছু সময়ের জন্য কাজ করার জন্য ডিজাইন করা হতে পারে)।
কখনও ঢাকা খুলবেন না বা কোনো ইঞ্জিন স্পর্শ করবেন না যদি না আপনি নিশ্চিত হন যে এটি সঠিকভাবে ঠাণ্ডা হয়ে গেছে - সম্ভবত থামার পর অন্তত এক ঘণ্টার জন্য।
সর্বদা পরীক্ষা করুন যে ইঞ্জিনের সবকিছু শীতল এবং জ্বালানী বা তেল লিক করছে কি না - এছাড়াও ঢাকনার নিচে কিছু (বিশেষ করে অরক্ষিত আঙ্গুল, আলগা লম্বা চুল বা ঝুলন্ত পোশাক সহ) ঢোকানোর আগে নিশ্চিত করুন যে এটা আসলেই চলা বন্ধ করে দিয়েছে কি না।
এটি কত ধরনের?
[সম্পাদনা]
অভ্যন্তরীণ দহন ইঞ্জিনগুলি তাদের মধ্যে থাকা সিলিন্ডারের সংখ্যা এবং সেই সিলিন্ডারগুলির আকার এবং অবস্থানের মধ্যে পরিবর্তিত হয়। উদাহরণস্বরূপ, একটি ইনলাইন-৪-এ একটি লাইনে চারটি সিলিন্ডার রয়েছে এবং একটি ভি-৬-এর উপরে চিত্রিত একটি "V" আকারে তিন জোড়া সিলিন্ডার রয়েছে।
কিছু ভক্সওয়াগেন ডিজাইনে একটি অস্বাভাবিক ফোর-স্ট্রোক এয়ার কুলড ইঞ্জিন ব্যবহার করা হয়েছে, যার উভয় পাশে দুটি সিলিন্ডার রয়েছে (অনুভূমিকভাবে বিপরীত, চার-সিলিন্ডার মোটর) যা মূলত হালকা বিমানের জন্য ডিজাইন করা হয়েছিল। এখানে সচিত্র একটি ১১৩১ ঘন সেন্টিমিটার (৬৯ কিউবিক ইঞ্চি) মোট ক্ষমতার একটি ভক্সওয়াগেন বিটল মোটর, ১৯৪৫ থেকে ২৬ পিএস (ডিআইএন) হর্সপাওয়ার। অভ্যন্তরটির আরও ভাল দৃশ্য দেখানোর জন্য এটি কাটা হয়েছে। কমলা রঙ হল কাটা সারফেস এবং সবুজ রঙ হল কার্বুরেটর (মিক্সার) থেকে ফুয়েল-এয়ার ইনলেট যা মাঝখানে থাকে, কারণ একে উভয় পাশেই খাওয়াতে হয়। নিষ্কাশন, কুলিং ফ্যান, এবং বৈদ্যুতিক জেনারেটর বা অল্টারনেটর দেখানো হলো না। তেল ফিল্টার এবং কুলার উপরের বাম দিকে দেখানো আছে।
বিশ্ব পরিবর্তনে এটি কিভাবে সাহায্য করেছে?
[সম্পাদনা]খুব নাটকীয়ভাবে। অটোমোবাইলের আগে, ব্যক্তিগত পরিবহনের জন্য শুধুমাত্র ঘোড়ার শক্তি ছিল প্রায় ১০ - ১৫ কিমি/ঘন্টা (১০ মাইলের কম বা প্রায় দুবার হাঁটার গতি) এবং বাষ্প চালিত পাবলিক ট্রান্সপোর্ট সেই গতির প্রায় দুই বা তিনগুণ পরিচালনা করত। অভ্যন্তরীণ দহন ইঞ্জিন সাধারণ রাস্তায় প্রায় ১০০ কিমি/ঘন্টা (৬০ মাইল প্রতি ঘণ্টা) পর্যন্ত ব্যক্তিগত পরিবহনকে অনেক দ্রুত করে তুলেছে। দুর্ভাগ্যবশত পেট্রল এবং ডিজেল উভয়কেই 'জীবাশ্ম জ্বালানি' বলা হয় কারণ এগুলি প্রাকৃতিক শক্তির দ্বারা বহু মিলিয়ন বছর ধরে তৈরি হয় এবং আমাদের ব্যবহারের হার মানে তারা চিরকাল স্থায়ী নাও হতে পারে। বিজ্ঞানীরা আরও অনেক 'সিন্থেটিক জ্বালানি' তৈরী চেষ্টা করেলেও শুধুমাত্র সীমিত সাফল্যের সাথে। তাই গাড়িও দায়ী, পরোক্ষভাবে, আমরা এখন পশ্চিমা বিশ্বে যেভাবে বাস করি, আলাদা আবাসিক, শিল্প এবং বাণিজ্যিক এলাকা সহ, যার মানে বেশিরভাগ লোকের কাজ, কেনাকাটা এবং সামাজিক কার্যকলাপের জন্য একটি গাড়ির প্রয়োজন।
দুর্ভাগ্যবশত গাড়ির ব্যাপক ব্যবহার বিশ্ব দূষণ বৃদ্ধির দিকে পরিচালিত করেছে - তথাকথিত 'গ্রিনহাউস-গ্যাস' যা বিশ্বকে উষ্ণ করছে এবং আবহাওয়া পরিবর্তন করছে বলে মনে করা হয়। মেরু বরফের ছিদ্রগুলি গলে যাচ্ছে বলে মনে হচ্ছে, তাই সমুদ্রের উচ্চতা বৃদ্ধি পেতে পারে, উপকূলীয় অঞ্চলে প্লাবিত হতে পারে এবং ঝড় আরও সহিংস হয়ে উঠতে পারে কারণ বায়ু-প্রবাহ তাপমাত্রা সংবেদনশীল।
এই আবিষ্কারের আগে এর সহায়ক আবিষ্কার কি কি ছিল?
[সম্পাদনা]ঘূর্ণমান (স্পিনিং) গতির পারস্পরিক (আগে এবং পিছনে) গতিকে রূপান্তর করার ধারণাগুলি প্রাচীনকাল থেকেই পরিচিত ছিল।
বাষ্প তৈরির জন্য বাহ্যিক তাপ ব্যবহার করার ধারণাটি প্রাচীন গ্রীকদের কাছে পরিচিত ছিল, কিন্তু বাষ্প ইঞ্জিনগুলি যেমন আমরা জানি সেগুলি শুধুমাত্র সপ্তদশ শতক থেকে বিকশিত পারস্পরিক বাষ্প পাম্প থেকে উদ্ভূত হয়েছিল। পরবর্তীতে, অষ্টাদশ শতকে আরও অত্যাধুনিক বাষ্পীয় ইঞ্জিনগুলিতে গভর্নর ব্যবহার করে ঘূর্ণন গতি এবং গতি নিয়ন্ত্রণের জন্য ক্র্যাঙ্ক এবং ফ্লাইহুইল ছিল। ঊনবিংশ শতকের গোড়ার দিকে বাষ্পীয় লোকোমোটিভ তৈরি করা হয়েছিল, এবং তাদের সাথে কিছু জিনিসপত্র যেমন কেবিন হিটার (স্টিয়ারিং মেকানিজম এবং ব্রেক বলতে কিছুই না)।
সবচেয়ে বড় অগ্রগতি হল পিস্টনের (অভ্যন্তরীণ দহন ইঞ্জিন) ভিতরে জ্বালানী পোড়ানোর উপায় খুঁজে বের করা, উচ্চ চাপের বাষ্প বা গ্যাস তৈরি করার পরিবর্তে এবং তারপরে বাষ্প এবং বায়ুসংক্রান্ত মোটরগুলির মতো ইঞ্জিন সিলিন্ডারে পাম্প করা।