প্রকৌশল শব্দবিজ্ঞান/নির্দিষ্ট প্রয়োগ-অটোমোবাইল মাফলার
গাড়ির মাফলার সম্পর্কিত সাধারণ তথ্য
পরিচিতি
[সম্পাদনা]মাফলার (Muffler) একটি অটোমোবাইলের এক্সহস্ট (নিষ্কাশন) ব্যবস্থার একটি গুরুত্বপূর্ণ অংশ, যার ভূমিকা অত্যন্ত গুরুত্বপূর্ণ। এটি এমনভাবে নকশা করা হয়ে থাকে যাতে এর কম্পাঙ্কগুলো ইঞ্জিনের কাজের সময়কার কম্পাঙ্ক থেকে ভিন্ন থাকে—চাই ইঞ্জিন স্থির অবস্থায় থাকুক বা সর্বোচ্চ গতিতে চলুক না কেন। এমন মাফলার, যা ইঞ্জিন চালু থাকাকালীন অতিরিক্ত শব্দ বা অস্বস্তি তৈরি করে, তা একটি নেতিবাচক প্রভাব ফেলে।
একটি মাফলারের ভেতরে সাধারণ দেখাতে লাগলেও আসলে কিছু সুচারুভাবে নকশাকৃত নল ও চেম্বার থাকে। এই নল ও চেম্বারগুলো একটি বাদ্যযন্ত্রের মতোই সূক্ষ্মভাবে সমন্বিত। এগুলো এমনভাবে শব্দ তরঙ্গ প্রতিফলিত করে যে তা আংশিকভাবে একে অপরকে বাতিল করে দেয় এবং শব্দ কমিয়ে আনে। (উৎস: www.howstuffworks.com)
একটি অটোমোবাইলে মাফলার থাকা অত্যন্ত গুরুত্বপূর্ণ। ক্যালিফোর্নিয়া রাজ্যে এক্সহস্ট শব্দের আইনগত সীমা ৯৫ ডেসিবেল (dB) (CA. V.C. 27151)। মাফলার ছাড়া সাধারণ গাড়ির এক্সহস্ট শব্দ ১১০ ডেসিবেলেরও বেশি হতে পারে। একটি প্রচলিত মাফলার সাধারণত শব্দ ৯০ ডেসিবেল পর্যন্ত সীমাবদ্ধ রাখতে সক্ষম। সক্রিয় শব্দ-নিয়ন্ত্রণযুক্ত মাফলার (Active-noise canceling muffler) বিভিন্ন কম্পাঙ্কের শব্দ প্রতিরোধে সক্ষম।
একটি অটোমোবাইল মাফলারের গঠন
[সম্পাদনা]
একটি অটোমোবাইল মাফলার কীভাবে কাজ করে?
[সম্পাদনা]সাধারণ ধারণা
[সম্পাদনা]একটি অটোমোবাইল মাফলার ডিজাইনের প্রধান ও মৌলিক ধারণা হলো লো-পাস ফিল্টার (low-pass filter) ব্যবহার করা। এটি সাধারণত নলের প্রস্থের পরিবর্তনের মাধ্যমে তৈরি একটি চেম্বার ব্যবহার করে, যা ইঞ্জিন থেকে উৎপন্ন শব্দ তরঙ্গকে ছাঁকতে বা হ্রাস করতে সাহায্য করে।
লো-পাস ফিল্টার
[সম্পাদনা]একটি লো-পাস ফিল্টার হলো এমন একটি সার্কিট যা নিম্ন ফ্রিকোয়েন্সির সিগন্যাল পার করে দেয় কিন্তু উচ্চ ফ্রিকোয়েন্সির সিগন্যাল আটকে দেয়। যখন ব্যবহারকারী নির্দিষ্ট cutoff ফ্রিকোয়েন্সিতে ফিল্টার সেট করেন, তখন সেই ফ্রিকোয়েন্সির নিচের সব সিগন্যাল ফিল্টার পার করে, এবং উপরেরগুলো অ্যাম্প্লিটিউডে হ্রাস পায়। এই সার্কিটটি প্যাসিভ উপাদান (রেজিস্টর, ক্যাপাসিটার এবং ইন্ডাক্টর) দ্বারা তৈরি হয় যা এই উদ্দেশ্য সফল করতে সক্ষম।
চিত্র:Inductive law pass filter.jpg
প্রয়োগযোগ্য সূত্র:
মানুষের কানে শব্দ গ্রহণ বৈশিষ্ট্য
[সম্পাদনা]যখন এই চাপ তরঙ্গগুলি আপনার কানে পৌঁছে, তখন আপনার কানের পর্দা (eardrum) সামনে-পেছনে কাঁপে। আপনার মস্তিষ্ক এই নড়াচড়াকে শব্দ হিসেবে ব্যাখ্যা করে। শব্দের যেভাবে আমরা অনুভব করি, তা নির্ভর করে মূলত দুটি বৈশিষ্ট্যের ওপর:
১. শব্দ তরঙ্গের ফ্রিকোয়েন্সি ২. বায়ুর চাপ তরঙ্গের অ্যাম্প্লিটিউড
প্রমাণিত হয়েছে যে, দুটি বা ততোধিক শব্দ তরঙ্গ একত্র করলে শব্দ কমেও যেতে পারে।
শব্দ বাতিল করতে মাফলারের বর্ণনা
[সম্পাদনা]শব্দ তরঙ্গগুলোর মূল বিষয়টি হলো: আপনার কানে যেসব তরঙ্গ একসাথে পৌঁছে, তাদের যোগফলই আপনি শুনতে পান। আপনি যদি কোনো ব্যান্ড শুনেন, তাহলে আপনি আলাদা আলাদা উৎস থেকে শব্দ পেলেও, আপনার কানের পর্দায় একসাথে যেসব চাপ পড়ে, তারই একক অনুভব হয়। এখানেই মজার অংশ আসে: এটি সম্ভব যে, আপনি এমন একটি শব্দ তরঙ্গ তৈরি করবেন যা আরেকটি তরঙ্গের ঠিক বিপরীত। এটিই সেই ভিত্তি যেটার ওপর শব্দ অবরুদ্ধকারক হেডফোন কাজ করে। নিচের চিত্রটি দেখুন। উপরের ও দ্বিতীয় তরঙ্গ দুটি বিশুদ্ধ টোন। যদি তারা একই দশায় থাকে, তবে তারা মিলিয়ে দ্বিগুণ অ্যাম্প্লিটিউডের একটি তরঙ্গ তৈরি করে – একে গঠনমূলক হস্তক্ষেপ বলে। কিন্তু যদি তারা বিপরীত দশায় থাকে, তবে তারা একে অপরকে বাতিল করে দেয় – একে বিধ্বংসী হস্তক্ষেপ বলে। যখন প্রথম তরঙ্গটি সর্বোচ্চ চাপে থাকে, তখন দ্বিতীয়টি সর্বনিম্ন চাপে থাকে। যদি তারা একসাথে কানে পৌঁছে, তাহলে আপনি কিছুই শুনবেন না কারণ তারা একে অপরকে সম্পূর্ণ বাতিল করে দেয়।
একটি সক্রিয় শব্দ বাতিলকারী মাফলারের উপকারিতা
[সম্পাদনা]১. সক্রিয় মাফলার ব্যবহার করে সহজেই এক্সহস্ট শব্দ টিউন করা, বাড়ানো বা প্রায় সম্পূর্ণরূপে বাতিল করা সম্ভব।
২. প্রচলিত মাফলারের ব্যাক-প্রেশার কার্যত বাতিল করা সম্ভব, যার ফলে ইঞ্জিনের পারফরমেন্স ও দক্ষতা বৃদ্ধি পায়।
৩. ইঞ্জিনের দক্ষতা ও পারফরমেন্স বৃদ্ধির মাধ্যমে জ্বালানির ব্যবহার কমে এবং নির্গমন হ্রাস পায়।
অ্যাবজরপটিভ মাফলার
[সম্পাদনা]
লাইনড ডাক্ট
[সম্পাদনা]এটি অ্যাবজরপটিভ মাফলারের সবচেয়ে সাধারণ রূপ। এক্সহস্ট টিউবের অভ্যন্তরের নগ্ন প্রাচীরের উপর অ্যাবজরপটিভ উপাদান যুক্ত করা হয়। অ্যাবজরপশন কর্মক্ষমতা অ্যাবজরপটিভ উপাদানের পুরুত্ব বাড়ালে বৃদ্ধি পায়।
অ্যাটেনুয়েশন কার্ভ একটি একপাশে বাঁকা ঘণ্টার মত হয়। প্রাচীরের পুরুত্ব বাড়ালে সর্বোচ্চ অ্যাটেনুয়েশন ফ্রিকোয়েন্সি হ্রাস পায়। উচ্চ ফ্রিকোয়েন্সির জন্য পাতলা উপাদান কার্যকর, তবে বড় ফাঁকা অংশের মাধ্যমে শব্দ সরাসরি পার হয়ে যেতে পারে। উচ্চ ফ্রিকোয়েন্সিতে পাতলা স্তর এবং সরু পথ কার্যকর, আর বিস্তৃত ফ্রিকোয়েন্সি রেঞ্জে ভালো অ্যাবজরপশনের জন্য মোটা স্তর এবং সরু পথ সর্বোত্তম।
প্যারালাল ও ব্লক-লাইন-অব-সাইট বাফেল
[সম্পাদনা]ডাক্টকে একাধিক চ্যানেলে ভাগ করে ফেলুন বা প্রবাহ পথকে এমনভাবে বাঁকান যেন একেবারে সরাসরি দেখতে না পাওয়া যায়। প্রায়শই চ্যানেলগুলোতে উপাদান বসানো হয়। অ্যাবজরপটিভ উপাদানের পুরুত্ব এবং বাফেলের দৈর্ঘ্য বাড়ালে অ্যাটেনুয়েশন বৃদ্ধি পায়। লাইনড বেন্ড ব্যবহারে উচ্চ ফ্রিকোয়েন্সিতে বেশি অ্যাটেনুয়েশন পাওয়া যায়। তুলনামূলকভাবে, নিম্ন ফ্রিকোয়েন্সিতে পুরু আস্তরণ ব্যবহার করে অ্যাটেনুয়েশন বাড়ানো যায়।
প্লেনাম চেম্বার
[সম্পাদনা]এগুলো তুলনামূলকভাবে বড় আয়তনের চেম্বার, সাধারণত ধাতব পাত দিয়ে তৈরি, যা দুটি ডাক্টকে সংযুক্ত করে। চেম্বারের অভ্যন্তরভাগ শব্দ কমাতে অ্যাবজরপটিভ উপাদানে আবৃত থাকে। গ্যাস প্রবাহের তাপমাত্রা ও বেগ অত্যধিক হলে সুরক্ষামূলক আবরণ প্রয়োজন হতে পারে।
একটি প্লেনাম চেম্বারের কর্মক্ষমতা বাড়াতে নিম্নোক্ত পদ্ধতি অবলম্বন করা যেতে পারে: ১. অ্যাবজরপটিভ আস্তরণের পুরুত্ব বাড়ানো ২. চেম্বারের ইনলেট থেকে আউটলেট পর্যন্ত সরাসরি দৃষ্টিপথ ব্লক করা ৩. চেম্বারের ক্রস-সেকশনাল এলাকা বৃদ্ধি করা