চিত্র 02কীভাবে কাজ করে
ফোর-স্ট্রোক ইঞ্জিন: ইন্টারঅ্যাক্টিভ সিমুলেটর, ধাপে ধাপে
3,000 rpm-এ প্রতিটি সিলিন্ডার সেকেন্ডে 25 বার জ্বলে। এখানে ইঞ্জিন এত ধীরে ঘোরে যে প্রতিটি স্ট্রোক দেখা যায়, আর একে সিঙ্গল থেকে V8 পর্যন্ত যেকোনো বিন্যাসে সাজানো যায়, প্রতিটির নিজস্ব ফায়ারিং ক্রম সহ।
এই ডিভাইসে 3D মডেল দেখানো যাচ্ছে না। নিচে নির্দেশিকার ধাপগুলো লেখা হিসেবে পড়তে পারেন।
1 / 12 একটি সিলিন্ডার, মাঝখান দিয়ে কাটাব্লক আর হেডের সামনের অর্ধেক কেটে সরানো হয়েছে। লাল তলগুলোই কাটার জায়গা। পুরো ইঞ্জিন দেখতে "কাটা অর্ধেক দেখান" চালু করুন।
ঘোরাতে টেনে আনুন। বড় করতে স্ক্রল করুন বা দুই আঙুলে ছড়িয়ে দিন।
মডেলটি কী দেখায়
3,000 rpm-এ গাড়ির ইঞ্জিন প্রতিটি সিলিন্ডারকে সেকেন্ডে 25 বার জ্বালায়, যা চোখে দেখার পক্ষে অনেক বেশি দ্রুত। এই মডেল ইঞ্জিনকে এতটা ধীর করে দেয় যে আপনি প্রতিটি স্ট্রোক অনুসরণ করতে পারেন, তারপর আপনাকে সেটি বদলাতে দেয়: আরও সিলিন্ডার, পেট্রলের বদলে ডিজেল, অন্য ভালভ টাইমিং, কম থ্রটল।
সিলিন্ডার 1 পুরো খুঁটিনাটিসহ আঁকা, আর ভেতরটা দেখানোর জন্য মাঝখান দিয়ে আধাআধি কাটা। লাল তলগুলো ব্লক, হেড আর সাম্পের কাটা মুখ। যা কিছু নড়ে সব পুরোটা দেখানো হয়েছে: পিস্টন ও তার রিং, কানেক্টিং রড, কাউন্টারওয়েটসহ ক্র্যাংকশ্যাফট, স্প্রিংসহ দুটি ভালভ, দুটি ক্যামশ্যাফট, টাইমিং বেল্ট আর ফ্লাইহুইল। এদের চারপাশে আছে সেই যন্ত্রাংশ যেগুলো ইঞ্জিনকে সচল রাখে: ওয়াটার জ্যাকেট, হেড গ্যাসকেট, মেইন বেয়ারিং, অয়েল পাম্প, থ্রটল, ফুয়েল ইনজেক্টর আর ক্যাটালিটিক কনভার্টার। যন্ত্রাংশের তালিকায় মোট 24টি নাম দেওয়া যন্ত্রাংশ আছে।
মাপগুলো একটি সাধারণ দুই লিটারের চার সিলিন্ডার ইঞ্জিনের একটি সিলিন্ডারের: 86 mm বোর, 86 mm স্ট্রোক আর 10 অনুপাত 1 সংকোচন অনুপাত। একটি সিলিন্ডারের সুইপ্ট আয়তন 499.6 ঘন সেন্টিমিটার, আর চারটি মিলে 1,998 cc হয়। কোণের রিডআউট দেখায় ক্র্যাংকের কোণ, সিলিন্ডার 1 এখন কোন স্ট্রোকে, পিস্টনের ওপরে গ্যাসের আয়তন আর মডেল দিয়ে হিসাব করা সিলিন্ডারের চাপ, আর তার নিচে চাপ-আয়তন লুপ ও টর্ক গ্রাফ।
এক চক্রে ক্র্যাংকশ্যাফট কেন দুবার ঘোরে
ফোর-স্ট্রোক ইঞ্জিনের একটি চক্র শেষ করতে পিস্টনের চারটি চলন লাগে, অর্থাৎ ক্র্যাংকশ্যাফটের দুটি পূর্ণ পাক। প্রথা অনুযায়ী চক্রটি ক্র্যাংকের কোণে 0° থেকে 720° পর্যন্ত মাপা হয়, শুরু হয় যখন পিস্টন তার চলনের সবচেয়ে ওপরে থাকে, যাকে টপ ডেড সেন্টার বলে।
- ইনটেক (0° থেকে 180°)। ইনলেট ভালভ খোলা আর পিস্টন নিচে নামে। তার ওপরের জায়গা বাড়ে, চাপ বাইরের বাতাসের চেয়ে সামান্য নিচে নেমে যায়, আর বাতাস-জ্বালানির মিশ্রণ ইনলেট পোর্ট দিয়ে ঢোকে। মডেলে এটি নীল বিন্দুর স্রোত।
- সংকোচন (180° থেকে 360°)। দুটি ভালভই বন্ধ। পিস্টন ওপরে উঠে মিশ্রণকে তলায় যে আয়তন ভরেছিল তার দশ ভাগের এক ভাগে চেপে দেয়। চাপ দিলে মিশ্রণ গরম হয় আর তার চাপ বাড়ে, ফলে পরের দহন অনেক বেশি কার্যকর হয়। গাদাগাদি হতে হতে বিন্দুগুলো বেগুনি হয়ে যায়।
- পাওয়ার (360° থেকে 540°)। টপের ঠিক আগে স্পার্ক প্লাগ স্পার্ক দেয়। শিখার সামনের প্রান্ত কয়েক মিলিসেকেন্ডের মধ্যে প্লাগ থেকে ছড়িয়ে পড়ে, চাপ কয়েক গুণ বেড়ে পিস্টনকে নিচে ঠেলে দেয়। এটিই একমাত্র স্ট্রোক যেখানে গ্যাস পিস্টনের ওপর কাজ করে। প্লাগ থেকে কমলা অর্ধগোলকটি বড় হতে দেখুন।
- এগজস্ট (540° থেকে 720°)। তলার কাছে এগজস্ট ভালভ খোলে, বাকি চাপ হুড়মুড় করে বেরিয়ে যায়, আর উঠতে থাকা পিস্টন বাকি পোড়া গ্যাস এগজস্ট পোর্টে ঠেলে দেয়। ধূসর বিন্দুগুলো ডান দিক দিয়ে বেরিয়ে যায়।
তারপর ইনলেট ভালভ আবার খোলে আর চক্রের পুনরাবৃত্তি হয়। একটি সিলিন্ডার প্রতি দুই পাকে একটি পাওয়ার স্ট্রোক দেয়: 3,000 rpm-এ তা সেকেন্ডে 25টি পাওয়ার স্ট্রোক, প্রতিটি মাত্র 10 মিলিসেকেন্ড স্থায়ী।
প্রতিটি যন্ত্রাংশ কী করে
পিস্টন ও রিং। পিস্টন অ্যালুমিনিয়ামের একটি হালকা পেয়ালা, যা বোরের ভেতর মিলিমিটারের কয়েক শতাংশ ফাঁক রেখে পিছলে চলে। ওপরের দিকের খাঁজে বসানো তিনটি রিং আঁটসাঁট রাখার কাজ করে: ওপরের দুটি গ্যাসের চাপ ধরে রাখে, আর সবচেয়ে নিচেরটি সিলিন্ডারের দেয়াল থেকে তেল চেঁছে নেয়। 21 mm-এর একটি স্টিলের গাজন পিন একে রডের সঙ্গে জোড়ে।
কানেক্টিং রড ও ক্র্যাংকশ্যাফট। রড পিস্টন পিনকে এমন একটি ক্র্যাংক পিনের সঙ্গে জোড়ে যা ক্র্যাংকশ্যাফটের অক্ষ থেকে 43 mm দূরে। ক্র্যাংকশ্যাফট ঘুরলে পিনটি একটি বৃত্ত আঁকে আর পিস্টন 86 mm চলে, যা ক্র্যাংকের ব্যাসার্ধের দ্বিগুণ। পিনের উল্টো দিকের ভারী অংশগুলো কাউন্টারওয়েট, যা ঘূর্ণায়মান ভরের ভারসাম্য রাখে। ক্র্যাংকশ্যাফট ঘোরে মেইন বেয়ারিংয়ে: নরম ধাতুর আস্তরণ দেওয়া পাতলা খোল। ইঞ্জিন চলার সময় জার্নালটি তেলের একটি পাতলা স্তরে ভাসে আর কখনো এগুলো ছোঁয় না।
ফ্লাইহুইল। প্রতি চারটি স্ট্রোকের তিনটি শক্তি দেয় না, নেয়। ফ্লাইহুইল একটি ভারী চাকতি, যা পাওয়ার স্ট্রোকের সময় শক্তি জমায় আর বাকি স্ট্রোকে তা ফিরিয়ে দেয়, ফলে ক্র্যাংকশ্যাফট ঘুরতে থাকে।
ভালভ, স্প্রিং ও ক্যামশ্যাফট। প্রতিটি ভালভ ব্যাঙের ছাতার আকারের একটি স্টিলের পপেট, যাকে একটি স্প্রিং বন্ধ রাখে। ক্যামশ্যাফটের একটি লোব বাকেট নামের পেয়ালার মতো একটি ফলোয়ারের মাধ্যমে একে ঠেলে খোলে। লোবের আকার ঠিক করে ভালভ কখন খুলবে, কতটা আর কতক্ষণ। এই মডেলে প্রতিটি ভালভ 9.2 mm ওঠে, আর লোবগুলো সেই একই লিফট কার্ভ থেকে আঁকা যা ভালভগুলো চালায়।
টাইমিং বেল্ট। ক্র্যাংকশ্যাফট একটি দাঁতওয়ালা বেল্ট দিয়ে ক্যামশ্যাফট চালায়। ক্র্যাংক স্প্রকেটে 21টি দাঁত আর প্রতিটি ক্যাম পুলিতে 42টি, তাই ক্র্যাংকের প্রতি দুই পাকে ক্যামশ্যাফট ঠিক একবার ঘোরে। প্রতিটি ভালভ চক্রে একবার খোলে, আর এক চক্রে ক্র্যাংকের দুই পাক লাগে, তাই অনুপাত অন্য কিছু হতেই পারত না।
ঠান্ডা রাখা ও পিচ্ছিল করা। "কুল্যান্ট ও তেল" চালু করুন। কুল্যান্ট (নীল) বোরের পাশের ওয়াটার জ্যাকেট বেয়ে ওঠে, দহন চেম্বারের ওপর দিয়ে যায় আর তাপকে রেডিয়েটরে নিয়ে যায়। হেড গ্যাসকেট, স্টিলের একটি পাতলা স্তরযুক্ত পাত, যেখানে হেড ব্লকের সঙ্গে মেশে সেখানে গ্যাস, কুল্যান্ট আর তেল আলাদা রাখে। তেল (অ্যাম্বার) অয়েল পাম্প ছাঁকনির ভেতর দিয়ে প্যান থেকে টেনে মেইন বেয়ারিংয়ে পাঠায়, তারপর তা আবার নিচে নেমে আসে।
থ্রটল ও ইনজেক্টর। পেট্রল ইঞ্জিনে থ্রটল হলো ইনটেকের ভেতরের একটি প্রজাপতি-ভালভ। এটি বন্ধ করলে ঢুকতে থাকা বাতাসের চাপ কমে, আর চালক এভাবেই কম শক্তি চান। পোর্ট ইনজেক্টর বন্ধ ইনলেট ভালভের পেছনে জ্বালানি স্প্রে করে, আর ইনলেট খোলার ঠিক আগে আপনি ছোট্ট স্প্রেটি দেখতে পাবেন।
এক সিলিন্ডার নাকি আট
"সিলিন্ডার" স্লাইডার সরান। বাড়তি সিলিন্ডারগুলো একই ক্র্যাংকশ্যাফটের ওপর আবছা ছায়ার মতো আঁকা হয়, আর সেগুলো সত্যিই নিজের নিজের ক্র্যাংক থ্রো আর ফায়ারিং ক্রম মেনে চলে।
একটি সিলিন্ডার দুই পাকে একবার ধাক্কা দেয়, তাই ক্র্যাংকশ্যাফটের টর্ক জোরে ওঠানামা করে: পাওয়ার স্ট্রোকে প্রবলভাবে ধনাত্মক, আর পিস্টন যখন পরের চার্জ চাপে তখন সামান্য ঋণাত্মক। রিডআউটের টর্ক গ্রাফ দুই পাকের মোট গ্যাস টর্ক আঁকে, গড়ে একটি ড্যাশ রেখা দিয়ে। ওপরে ডান দিকের সংখ্যাটি ওঠানামা, অর্থাৎ সর্বোচ্চ আর সর্বনিম্ন টর্কের পার্থক্যকে গড় দিয়ে ভাগ।
| বিন্যাস | ফায়ারিং ব্যবধান | এখানের ফায়ারিং ক্রম | টর্কের ওঠানামা (মডেল) |
|---|---|---|---|
| সিঙ্গল | 720° | 1 | 16.0× |
| ইনলাইন 2, 360° ক্র্যাংক | 360° | 1-2 | 8.0× |
| ইনলাইন 2, 270° ক্র্যাংক | 270° ও 450° | 1-2 | 8.0× |
| ইনলাইন 3 | 240° | 1-2-3 | 5.3× |
| ইনলাইন 4 | 180° | 1-3-4-2 | 3.9× |
| ইনলাইন 6 | 120° | 1-5-3-6-2-4 | 2.2× |
| V6, 60° | 120° | 1-2-3-4-5-6 | 2.2× |
| V8, 90° ক্রস-প্লেন | 90° | 1-8-4-3-6-5-7-2 | 1.4× |
ওঠানামা হিসাব করা হয়েছে মডেলের চাপ কার্ভ থেকে, শুধু গ্যাসের বল নিয়ে। এতে পিস্টনের জাড্য ধরা হয়নি, যা উঁচু গতিতে অনেক গুরুত্বপূর্ণ, আর সেজন্যই প্রকৌশলীরা ফায়ারিং ব্যবধানের পাশাপাশি ভারসাম্য নিয়েও ভাবেন। যেমন, ইনলাইন চার সমান ব্যবধানে জ্বলে, তবু প্রতি পাকে দুবার ওপর-নিচে কাঁপে, কারণ এর পিস্টনগুলো নিখুঁত সাইন তরঙ্গে চলে না। এজন্যই অনেক বড় চার সিলিন্ডার ইঞ্জিনে ব্যালান্স শ্যাফট থাকে।
নিয়ন্ত্রণ প্যানেলে প্রতিটি বিন্যাসের ওঠানামার একটি বার চার্ট আছে। কোনো বারে ট্যাপ করলে সেই বিন্যাসে চলে যাবেন।
পেট্রল নাকি ডিজেল
"ডিজেল" চালু করুন। মডেলে তিনটি জিনিস বদলায়।
প্রথমত, পিস্টনের মাথা 4.5 mm ওঠে, ফলে টপে পিস্টনের ওপরের জায়গা 55.5 cc থেকে কমে 29.4 cc হয়। সংকোচন অনুপাত 10:1 থেকে 18:1 হয়। দ্বিতীয়ত, কোনো স্পার্ক প্লাগ নেই। শুধু বাতাসকেই এত জোরে চাপা হয় যে তা কয়েকশো ডিগ্রিতে পৌঁছায়, যা স্প্রে করামাত্র ডিজেল জ্বালানি জ্বালানোর জন্য যথেষ্ট গরম। তৃতীয়ত, ইনজেক্টর হেডের মাঝখানে সরে যায় আর টপের প্রায় 10° আগে সরাসরি সিলিন্ডারে স্প্রে করে। জ্বালানি ঢুকতে ঢুকতেই জ্বলে, তাই দহন পেট্রলের স্পার্কের চেয়ে নরমভাবে শুরু হয় আর বেশিক্ষণ চলে।
ডিজেলে সাধারণ অর্থে কোনো থ্রটল প্লেট থাকে না। এটি সবসময় এক সিলিন্ডার ভর্তি বাতাস টানে আর বেশি বা কম জ্বালানি ঢুকিয়ে শক্তি নিয়ন্ত্রণ করে। মডেলে থ্রটল স্লাইডার ডিজেল মোডে জ্বালানির পরিমাণ আর পেট্রল মোডে ইনটেকের চাপ বদলায়। এই পার্থক্যই একটি কারণ যে আংশিক লোডে ডিজেল কম শক্তি নষ্ট করে: আস্তে চলা পেট্রল ইঞ্জিনকে প্রায় বন্ধ থ্রটলের ভেতর দিয়ে তার চার্জ টানতে হয়, আর সেই বাধার ভেতর দিয়ে বাতাস টানতে কাজ খরচ হয়।
এটি কতটা দক্ষ হতে পারে?
পেট্রল ইঞ্জিনের আদর্শ চক্র হলো অটো চক্র: তাপ না হারিয়ে সংকোচন আর প্রসারণ, আর সব তাপ টপে একবারে যোগ হয়। এর দক্ষতা নির্ভর করে শুধু সংকোচন অনুপাত r আর গ্যাসের তাপধারণ অনুপাত γ-এর ওপর:
η = 1 − 1 / r^(γ−1)
বাতাস (γ = 1.4) আর r = 10 হলে এটি 60.2 % দেয়। 14:1-এ, যা যুক্তরাষ্ট্রের বাইরে Mazda-র SKYACTIV-G পেট্রল ইঞ্জিনের অনুপাত, এটি বেড়ে 65.2 % হয়। আদর্শ ডিজেল চক্র তাপ একবারে নয়, স্ট্রোকের একটি অংশ জুড়ে যোগ করে; r = 18 আর কাট-অফ অনুপাত 2 হলে এটি 63.2 % দেয়। উঁচু সংকোচনই ডিজেলের প্রধান সুবিধা। পেট্রল ইঞ্জিন 10 থেকে 14:1-এর খুব বেশি ওপরে যেতে পারে না, কারণ গরম মিশ্রণ স্পার্কের আগেই নিজে থেকে ফেটে যাবে, যাকে নক বলে।
রিডআউটের "আদর্শ দক্ষতা" সারিটি এই সূত্রগুলোই ব্যবহার করে। নিয়ন্ত্রণ প্যানেলের পরীক্ষাগার একটি মডেল দক্ষতাও দেখায়: মডেলের চাপ লুপে করা কাজকে তাতে বেরোনো তাপ দিয়ে ভাগ। ডিফল্ট সেটিংয়ে এটি পেট্রলে প্রায় 48 % আর ডিজেলে প্রায় 51 %, আর এক-চতুর্থাংশ থ্রটলে পেট্রল নেমে যায় 36 %-এ যখন ডিজেল থাকে 50 %-এর কাছাকাছি। আসল ইঞ্জিন আরও বেশি হারায়: তাপ দেয়ালে চলে যায়, দহন তাৎক্ষণিক নয়, আর ঘর্ষণ এবং তেল ও পানির পাম্পও নিজেদের ভাগ নেয়। সাধারণ চালনায়, মার্কিন জ্বালানি দপ্তরের হিসাবে প্রচলিত গাড়ির জ্বালানির শক্তির মাত্র প্রায় 12 থেকে 30 % শেষ পর্যন্ত গাড়িকে রাস্তায় এগিয়ে নেয়, চালনার ধরনের ওপর নির্ভর করে।
টেনে বদলানো যায় এমন ভালভ টাইমিং
ভালভগুলো যদি ঠিক টপ আর বটম ডেড সেন্টারে খুলত ও বন্ধ হতো, তাহলে উঁচু গতিতে ইঞ্জিন ভালোভাবে শ্বাস নিতে পারত না, কারণ গ্যাসের ভর আছে আর চলা শুরু করতে ও থামতে তার সময় লাগে। আসল ইঞ্জিন ভালভ আগে খোলে আর দেরিতে বন্ধ করে। এই মডেল শুরু হয় সাধারণ সংখ্যা দিয়ে:
| ঘটনা | ক্র্যাংকের কোণ |
|---|---|
| ইনলেট খোলে | টপ ডেড সেন্টারের 10° আগে |
| ইনলেট বন্ধ হয় | বটম ডেড সেন্টারের 40° পরে |
| এগজস্ট খোলে | বটম ডেড সেন্টারের 40° আগে |
| এগজস্ট বন্ধ হয় | টপ ডেড সেন্টারের 10° পরে |
| স্পার্ক | টপ ডেড সেন্টারের 15° আগে |
ইনলেট দেরিতে বন্ধ করলে চলন্ত বাতাসের স্তম্ভ পিস্টন আবার ওঠা শুরু করার পরেও সিলিন্ডারে ঢুকতে থাকে। এগজস্ট আগে খুললে পিস্টনকে তার বিরুদ্ধে ঠেলতে হওয়ার আগেই উঁচু চাপ বেরিয়ে যায়। এগজস্ট স্ট্রোকের শেষে টপ ডেড সেন্টারের আশপাশে দুটি ভালভই 20° ধরে একসঙ্গে সামান্য খোলা থাকে; এই ভালভ ওভারল্যাপ বেরিয়ে যাওয়া এগজস্টকে তাজা চার্জ টানতে সাহায্য করতে দেয়।
নিয়ন্ত্রণ প্যানেলের বৃত্তটি একটি ভালভ টাইমিং চিত্র। টপ ডেড সেন্টার ওপরে, আর বৃত্তের এক পাক ক্র্যাংকের এক পাক। নীল চাপ হলো ইনলেট খোলা থাকার সময়, আর ধূসর চাপ এগজস্টের। যেকোনো চাপ বৃত্ত ধরে টানুন, অথবা নিচের বোতামগুলো ব্যবহার করুন। আসল ইঞ্জিনে ক্যাম ফেজার ঠিক এটাই করে: এটি ক্যামশ্যাফটকে তার পুলির তুলনায় কয়েক ডিগ্রি ঘুরিয়ে দেয়, ফলে ভালভ আগে বা পরে খোলে ও বন্ধ হয় অথচ খোলা থাকার সময় একই থাকে। 3D মডেলের ক্যামশ্যাফট আপনার সেটিংয়ের সঙ্গে ঘোরে।
টানার সময় তিনটি সংখ্যা বদলায়। ওভারল্যাপ হলো ওপরের ছায়া দেওয়া কীলকটি। কার্যকর সংকোচন অনুপাত হলো ইনলেট বন্ধ হওয়ার সময়ের আয়তনকে সবচেয়ে ছোট আয়তন দিয়ে ভাগ, তাই ইনলেট দেরিতে বন্ধ করলে এটি কমে। অ্যাটকিনসন বা মিলার চক্রের জন্য তৈরি ইঞ্জিন ইচ্ছে করে এটা করে, যাতে নক ছাড়াই উঁচু প্রসারণ অনুপাতে চলা যায়। মডেল দক্ষতা চাপ লুপ অনুসরণ করে: এগজস্ট আগে খুললে এমন চাপ ফেলে দেওয়া হয় যা তখনও পিস্টনকে ঠেলতে পারত, ফলে দক্ষতা কমে।
থ্রটল, গতি, টর্ক ও শক্তি
পরীক্ষাগারের দ্বিতীয় চার্টটি ইঞ্জিনের গতির বিপরীতে টর্ক আর শক্তি আঁকে। কালো রেখা আপনার ঠিক করা থ্রটলে টর্ক, আর কমলা রেখা তার সঙ্গে মেলানো শক্তি। ধূসর ড্যাশগুলো পুরো থ্রটল দেখায়। বিন্দু-রেখাটি রাস্তার মতো একটি লোড যা গতির সঙ্গে বাড়ে, আর লাল বিন্দুটি বসে সেখানে যেখানে ইঞ্জিনের টর্ক আর লোড মেলে। সেটাই সেই গতি যেখানে ইঞ্জিন থিতু হবে। থ্রটল বন্ধ করুন, বিন্দুটি নিচের গতির দিকে সরে যাবে, আর চালক এভাবেই গাড়ি নিয়ন্ত্রণ করেন।
টর্ক আসে মডেলের চক্রের কাজ থেকে: একটি সিলিন্ডার প্রতি চক্রে 625 জুল গ্যাসের কাজ করলে দুই পাক জুড়ে গড়ে 625 / 4π ≈ 50 নিউটন-মিটার পাওয়া যায়। শ্বাস নেওয়ার ক্ষমতা গতির সঙ্গে বদলায় (একটি মাঝারি গতির কাছে সবচেয়ে ভালো, যা ভালভ টাইমিংয়ের সঙ্গে সরে) আর ঘর্ষণ গতির সঙ্গে বাড়ে, তাই টর্ক মাঝখানে চূড়ায় পৌঁছায় আর শক্তি ওপরের কাছাকাছি পর্যন্ত বাড়তে থাকে। শক্তি হলো টর্ক গুণ কৌণিক গতি: P = T × 2πN / 60। এই সব কার্ভ আকার দেখানোর জন্য মডেলের মান, কোনো ডায়নামোমিটারের শিট নয়।
চারের বদলে দুই স্ট্রোক
"টু-স্ট্রোকের সঙ্গে তুলনা" চালু করুন। মঞ্চে একই ক্র্যাংকে বসানো একটি টু-স্ট্রোক সিলিন্ডারের ছবি দেখা যায়। এতে কোনো ভালভ নেই। পিস্টন নিজেই তার চলনের তলার কাছে সিলিন্ডারের দেয়ালে একটি এগজস্ট পোর্ট আর একটি ট্রান্সফার পোর্ট খুলে দেয়। তাজা চার্জ, যা পিস্টনের নিচে ক্র্যাংককেসে আগেই একটু চাপা পড়েছে, ট্রান্সফার পোর্ট দিয়ে হুড়মুড় করে ঢোকে আর পোড়া গ্যাসকে এগজস্ট দিয়ে বের করে দেয়। তাই প্রতিটি নিচে নামার স্ট্রোকই পাওয়ার স্ট্রোক, আর ইঞ্জিন প্রতি পাকে একবার জ্বলে।
টর্ক গ্রাফের কমলা রেখাটি টু-স্ট্রোকের টর্ক। এটি দ্বিগুণ বার জ্বলে, কিন্তু মডেলে প্রতিটি চক্র কম কাজ করে (প্রায় অর্ধেক), কারণ স্ট্রোকের বড় একটা অংশ জুড়ে পোর্টগুলো খোলা থাকে আর কিছু তাজা চার্জ সরাসরি এগজস্ট দিয়ে বেরিয়ে যায়। এই হারানো জ্বালানিই কারণ যে ছোট টু-স্ট্রোক ইঞ্জিন হালকা ও সরল কিন্তু নোংরা, আর বেশির ভাগ রাস্তার গাড়ি চার স্ট্রোকে চলে গেছে। জাহাজের বড়, ধীর টু-স্ট্রোক ডিজেল এই সমস্যা মেটায় ব্লোয়ার আর এগজস্ট ভালভ দিয়ে, আর এগুলো এখন পর্যন্ত তৈরি সবচেয়ে দক্ষ ইঞ্জিনগুলোর মধ্যে পড়ে।
আসল ইঞ্জিন
ইঞ্জিনের তালিকা মডেলের বিন্যাস, জ্বালানি আর সিলিন্ডারের আকার আসল ইঞ্জিনের সঙ্গে মিলিয়ে দেয়। সিলিন্ডার সঠিক আকারে আঁকা হয়, শুধু সবচেয়ে বড়গুলি ছোট করে মন্তব্যসহ দেখানো হয়। সংকোচন অনুপাত আর চাপ মডেলের মানই থাকে।
| ইঞ্জিন | বিন্যাস | জ্বালানি | ডিসপ্লেসমেন্ট | রেটেড শক্তি | কোথায় ব্যবহৃত |
|---|---|---|---|---|---|
| Honda GX160 | সিঙ্গল | পেট্রল | 163 cc | জেনারেটর, পাম্প | |
| Royal Enfield J-series 350 | সিঙ্গল | পেট্রল | 349 cc | 14.87 kW | Classic 350 |
| Yamaha CP2 | ইনলাইন 2, 270° | পেট্রল | 689 cc | MT-07 | |
| Toyota 1GD-FTV | ইনলাইন 4 | ডিজেল | 2,754 cc | 130 kW | Hilux |
| Toyota 2JZ-GTE | ইনলাইন 6 | পেট্রল | 2,997 cc | 206 kW | Aristo |
শক্তি দেওয়া হয়েছে কেবল সেখানে, যেখানে উল্লিখিত সংস্করণের একটিমাত্র রেটিং নিশ্চিত হয়েছে। এর কয়েকটি ইঞ্জিন একাধিক রেটিংয়ে বিক্রি হয়েছিল।
হিসাব করা সংখ্যা
| রাশি | মান | কীভাবে আসে |
|---|---|---|
| সুইপ্ট আয়তন | 499.6 cc | π/4 × 86² mm × 86 mm |
| ক্লিয়ারেন্স আয়তন, পেট্রল | 55.5 cc | সুইপ্ট ÷ (10 − 1) |
| ক্লিয়ারেন্স আয়তন, ডিজেল | 29.4 cc | সুইপ্ট ÷ (18 − 1) |
| ডিজেলের জন্য পিস্টন উঁচু করা | 4.5 mm | (55.5 − 29.4) cc ÷ বোরের ক্ষেত্রফল |
| 10:1-এ আদর্শ দক্ষতা | 60.2 % | 1 − 1/10^0.4 |
| টপের 90° পরে পিস্টনের চলন | 49.5 mm, 43 নয় | রডের কোণ নামাটা বাড়িয়ে দেয় |
| 6,000 rpm-এ গড় পিস্টন গতি | 17.2 m/s | 2 × স্ট্রোক × সেকেন্ডে পাক |
| 3,000 rpm-এ চার সিলিন্ডারের সেকেন্ডে পাওয়ার স্ট্রোক | 100 | 4 × 3,000 ÷ 60 ÷ 2 |
চাপ-আয়তন লুপ পড়া
রিডআউটের ছোট গ্রাফটি ক্র্যাংক ঘোরার সঙ্গে সঙ্গে সিলিন্ডারের চাপকে আয়তনের বিপরীতে আঁকে। এর খাড়া অক্ষ লগারিদমিক, যাতে ইনটেকের নিচু চাপ আর দহনের উঁচু চূড়া দুটোই একটি চার্টে আঁটে। লুপের ঘেরা ক্ষেত্রফল এক চক্রে গ্যাস পিস্টনের ওপর যে কাজ করে তার সমানুপাতিক। থ্রটল বন্ধ করুন আর দেখুন লুপ ছোট হচ্ছে আর নিচের রেখাটি বায়ুমণ্ডলীয় চাপের নিচে নামছে: নিচের ছোট উল্টো লুপটিই পাম্পিংয়ের কাজ।
এখানের চাপ একটি সরল মডেল, পরিমাপ নয়। সংকোচন আর প্রসারণ পলিট্রপিক সম্পর্ক pVⁿ = ধ্রুবক মেনে চলে, যেখানে n = 1.32, আর তাপ বেরোনো একটি মসৃণ S-আকারের দহন কার্ভ মেনে চলে যা স্পার্কে শুরু হয়ে 55 ক্র্যাংক ডিগ্রি ধরে চলে। এতে পুরো থ্রটলে টপ ডেড সেন্টারের 20° পরে প্রায় 51 bar-এর চূড়া আসে।
এগজস্ট পরিষ্কার করা
বাতাসে পেট্রল পোড়ালে তিনটি প্রধান দূষক থেকে যায়: কার্বন মনোক্সাইড, না-পোড়া হাইড্রোকার্বন আর নাইট্রোজেন অক্সাইড। এগজস্ট পাইপের ক্যাটালিটিক কনভার্টার প্ল্যাটিনাম, প্যালাডিয়াম আর রোডিয়ামের প্রলেপ দেওয়া একটি সিরামিকের মৌচাক। পেট্রল গাড়িতে এটি থ্রি-ওয়ে ক্যাটালিস্ট: এটি কার্বন মনোক্সাইড আর হাইড্রোকার্বনকে জারিত করে কার্বন ডাইঅক্সাইড আর পানি বানায়, আর নাইট্রোজেন অক্সাইডকে বিজারিত করে নাইট্রোজেন বানায়। তিনটি কাজ একসঙ্গে এটি তখনই পারে যখন ইঞ্জিন রাসায়নিকভাবে সঠিক মিশ্রণের খুব কাছাকাছি চলে, সেজন্যই পেট্রল ইঞ্জিনের এগজস্টে একটি অক্সিজেন সেন্সর থাকে। ডিজেল বাড়তি বাতাস নিয়ে চলে, তাই এগুলো ব্যবহার করে একটি অক্সিডেশন ক্যাটালিস্ট, ঝুলের জন্য একটি পার্টিকুলেট ফিল্টার আর নাইট্রোজেন অক্সাইডের জন্য আলাদা একটি ব্যবস্থা।
ফোর-স্ট্রোক ইঞ্জিন কোথা থেকে এল
যেসব অন্তর্দহন ইঞ্জিন মিশ্রণ টেনে আগে না চেপেই জ্বালাত, সেগুলো 1860-এর দশকেই তৈরি হয়ে গিয়েছিল, কিন্তু সেগুলোর দক্ষতা কম ছিল। 1876 সালে জার্মানির নিকোলাউস অটো প্রথম কাজের উপযোগী এমন ইঞ্জিন বানান যা জ্বালানোর আগে তার চার্জ চেপে নিত, এখানে দেখানো ফোর-স্ট্রোক চক্র ব্যবহার করে। এজন্যই আদর্শ ফোর-স্ট্রোক পেট্রল চক্রকে আজও অটো চক্র বলা হয়। 1890-এর দশকে রুডলফ ডিজেল সেই ইঞ্জিন গড়ে তোলেন যা শুধু সংকোচন দিয়েই জ্বালানি জ্বালায়।
গ্যাসের কাজ থেকে কিলোওয়াট: একটি সমাধান করা উদাহরণ
মডেলটি পূর্ণ থ্রটলে প্রতিটি সিলিন্ডারকে প্রতি চক্রে প্রায় 625 জুল গ্যাসের কাজ দেয়। নিচের সবকিছু এই একটি সংখ্যা থেকেই আসে, আর যে ইঞ্জিনের স্পেসিফিকেশন শিট পড়া যায়, তার জন্যও একই ধাপ কাজ করে।
- চার সিলিন্ডারের প্রতি চক্রের কাজ। 4 × 625 J = 2500 J।
- গড় টর্ক। এক চক্র মানে দুই পাক, অর্থাৎ 4π রেডিয়ান, তাই T = 2500 ÷ 4π ≈ 199 N·m। এটি পুরো চক্রের গড়। রিডআউটের টর্ক গ্রাফ এর ওপর-নিচে দোলে।
- 3000 rpm-এ ক্ষমতা। P = 2πNT / 60 = 2π × 3000 × 199 / 60 ≈ 62.5 kW। শর্টকাটে একই ফল আসে: প্রতি চক্রে 2500 J × প্রতি সেকেন্ডে 25 চক্র = 62,500 W।
- গড় কার্যকর চাপ। প্রতি চক্রের কাজকে সুইপ্ট ভলিউম দিয়ে ভাগ করুন: 2500 J ÷ 1.998 লিটার = 1.25 মেগাপাসকাল, অর্থাৎ প্রায় 12.5 bar। এটি সেই স্থির চাপ, যা পুরো পাওয়ার স্ট্রোক ধরে পিস্টনের ওপর কাজ করলে একই কাজ করত। এটি ইঞ্জিনের আয়তনের ওপর নির্ভর করে না, তাই আলাদা আকারের ইঞ্জিনের তুলনা চলে।
- প্রতি লিটারে ক্ষমতা। 62.5 kW ÷ 1.998 L ≈ 31 kW প্রতি লিটার।
এখানে সহজ রাখতে মডেল টর্ক স্থির ধরেছে। আসল ইঞ্জিনে গতির সঙ্গে টর্ক বদলায়, তাই 6000 rpm-এ ক্ষমতা ঠিক দ্বিগুণ হয় না। উদাহরণটির উদ্দেশ্য এককের শিকল দেখানো: প্রতি চক্রের জুল হয় নিউটন-মিটার, আর নিউটন-মিটারকে রেডিয়ান প্রতি সেকেন্ড দিয়ে গুণ করলে ওয়াট হয়।
ইঞ্জিনের তালিকায় দেখা যায় প্রতি লিটারের ক্ষমতা কতটা আলাদা হতে পারে। ওপরের সারণির রেটেড আউটপুট থেকে Toyota 1GD-FTV ডিজেল 2755 cc থেকে 130 kW দেয়, অর্থাৎ প্রায় 47 kW প্রতি লিটার। Volkswagen EA888 2.0 TSI 1984 cc থেকে 162 kW দেয়, প্রায় 82 kW প্রতি লিটার, আর Honda K20C1 1996 cc থেকে 228 kW দেয়, প্রায় 114 kW প্রতি লিটার। এগুলি একটি সংস্করণের এক গতিতে রেটেড মান, আর টার্বো ইঞ্জিন বড় বোর বা লম্বা স্ট্রোকে নয়, একই সিলিন্ডারে বেশি বাতাস ঠেলে এই মানে পৌঁছায়।
সংকোচন অনুপাত, নক ও জ্বালানি
দক্ষতার সূত্র η = 1 − 1/r^(γ−1) উঁচু সংকোচন অনুপাতকে পুরস্কৃত করে, কিন্তু লাভ কমতে থাকে। γ = 1.4 ধরলে:
| সংকোচন অনুপাত | আদর্শ দক্ষতা |
|---|---|
| 8:1 | 56.5 % |
| 10:1 | 60.2 % |
| 12:1 | 63.0 % |
| 14:1 | 65.2 % |
8 থেকে 10 করলে 3.7 শতাংশ পয়েন্ট বাড়ে। 12 থেকে 14 করলে মাত্র 2.2। বক্ররেখা সমতল হয়ে আসে, সংকোচনের প্রতিটি বাড়তি একক কম দেয়।
আসল ইঞ্জিন এই সংখ্যাগুলোর চেয়ে বেশ নিচে থাকে। ইঞ্জিনের গ্যাস γ = 1.4 এর বাতাস নয়: পোড়া মিশ্রণের তাপ ধারণক্ষমতার অনুপাত কম, আর γ = 1.3 ধরলে একই সূত্র 10:1-এ মাত্র 49.9 % দেয়। ডিফল্ট সেটিংয়ে মডেলের মান, প্রায় 48 %, একই পরিসরে। দেয়ালে তাপ হারানো আর ঘর্ষণ আসল মানকে আরও কমায়, উৎপাদন ইঞ্জিনে সবচেয়ে ভালো ক্ষেত্রে প্রায় 30 থেকে 40 %।
পেট্রোল ইঞ্জিন অনুপাত শুধু বাড়াতে পারে না নকের জন্য। অকটেন রেটিং মাপে জ্বালানি নক কতটা সহ্য করতে পারে, যেখানে সংকুচিত মিশ্রণের একটি অংশ শিখা পৌঁছানোর আগেই নিজে জ্বলে ওঠে। উঁচু অনুপাতে শেষ প্রান্তের গ্যাস বেশি গরম ও ঘন হয়, তাই নিজে জ্বলে ওঠায় বাধা দেয় এমন জ্বালানি দরকার। এজন্যই ম্যানুয়ালে বলা থাকে কোন অকটেন ভরতে হবে: ইঞ্জিনটি সেটির জন্যই বানানো। নতুন ইঞ্জিন নক ধরতে পারলে স্পার্ক পিছিয়ে দিতে পারে, এতে ইঞ্জিন বাঁচে কিন্তু ক্ষমতা ও মাইলেজ কমে। মডেলের ডিজেল শুধু বাতাস সংকুচিত করে আর জ্বালানি পরে ঢুকিয়ে এই সমস্যা এড়ায়।
সাধারণ ভুল ধারণা
«ইঞ্জিন প্রতিটি স্ট্রোকে বিস্ফোরিত হয়।» চারটির মধ্যে মাত্র একটি স্ট্রোক পিস্টনের ওপর কাজ করে। একক সিলিন্ডারে বাকি তিনটি স্ট্রোক ফ্লাইহুইল থেকে শক্তি নেয়। «সিলিন্ডার» স্লাইডার বাড়িয়ে ফায়ারিং ক্রম দেখুন: আট সিলিন্ডারে পাওয়ার স্ট্রোক প্রতি 90° অন্তর আসে, তাই অবিচ্ছিন্ন মনে হয়।
«টর্ক আর ক্ষমতা একই জিনিস।» টর্ক হলো ক্র্যাঙ্কশাফটের ওপর মোচড়ের বল। ক্ষমতা হলো টর্ককে ঘোরার গতি দিয়ে গুণ করা। ইঞ্জিনের সর্বোচ্চ টর্ক মাঝারি গতিতে আর সর্বোচ্চ ক্ষমতা অনেক বেশি গতিতে হতে পারে, গতির গ্রাফের দুটি রেখা ঠিক তা-ই দেখায়।
«বেশি সিলিন্ডার মানেই বেশি ক্ষমতা।» ক্ষমতা নির্ভর করে ইঞ্জিন প্রতি সেকেন্ডে কতটা বাতাস পোড়াতে পারে তার ওপর: আয়তন, গতি, আর প্রতি সিলিন্ডারে কতটা বাতাস ঢোকানো হয়। তালিকার ছোট টার্বো তিন সিলিন্ডার টার্বো ছাড়া বড় ইঞ্জিনকে ছাড়িয়ে যেতে পারে। বেশি সিলিন্ডার মূলত টর্ক মসৃণ করে ও প্রতিটি সিলিন্ডার ছোট রাখতে দেয়, দোলার কলামটি তা দেখায়।
«থ্রটল বন্ধ করলে একই কাজ কম জ্বালানিতে হয়।» সিলিন্ডারে কম বাতাস ঢোকে আর জ্বালানি সেই অনুযায়ী মাপা হয়। দাম হলো পাম্পিংয়ের কাজ: পিস্টনকে প্রায় বন্ধ ভালভের পাশ দিয়ে বাতাস টানতে হয়। চাপ-আয়তন গ্রাফের ছোট উল্টো লুপটিই এই ক্ষতি।
«উঁচু অকটেন মানে বেশি ক্ষমতা।» অকটেন রেটিং নক সহ্য করার ক্ষমতা বোঝায়, জ্বালানিতে কত শক্তি আছে তা নয়। যে ইঞ্জিন নিচু গ্রেডে নক করে না, উঁচু গ্রেডে সে কিছু পায় না, আর নির্মাতার সুপারিশই মানতে হবে।
পর্দায় চেষ্টা করুন
- উদাহরণটি যাচাই করুন। চার সিলিন্ডার, পেট্রোল আর পূর্ণ থ্রটল বেছে নিন। টর্ক গ্রাফের ড্যাশ রেখা গড় টর্ক, আর ল্যাবের গতির গ্রাফ তার সঙ্গে মেলানো ক্ষমতা আঁকে। তাদের আকার ওপরের ধাপের সঙ্গে মেলান।
- লুপ তুলনা করুন। «ডিজেল» চালু-বন্ধ করে চাপ-আয়তন লুপ, সংকোচন অনুপাত আর «আদর্শ দক্ষতা» সারিটি তুলনা করুন। অনুপাত 10:1 থেকে 18:1 হয়।
- কার্যকর সংকোচন দেখুন। ভালভ টাইমিংয়ের বৃত্তে ইনলেট চাপকে দেরির দিকে টানুন এবং বদলাতে থাকা «কার্যকর সংকোচন» ও মডেলের দক্ষতা পড়ুন।
- পাম্পিং ক্ষতি দেখুন। পেট্রোলে থ্রটল কমান আর চাপ-আয়তন গ্রাফের নিচের ছোট উল্টো লুপটি দেখুন, সঙ্গে মডেলের দক্ষতা, যা সিকি থ্রটলে প্রায় 36 % এ নামে।
- আলাদা আকারের ইঞ্জিন তুলনা করুন। ইঞ্জিনের তালিকা থেকে দুটি, যেমন Honda GX160 আর GM LS3, বেছে নিন এবং সিলিন্ডারের ছবি ও তালিকার নিচের নোটে প্রতি সিলিন্ডারের cc তুলনা করুন।
1876 থেকে কন্টেনার জাহাজ, ত্রিশটি ইঞ্জিন
«নিয়ন্ত্রণ» ট্যাবের তালিকায় এখন ত্রিশটি ইঞ্জিন। নাম দিয়ে খোঁজা যায়, অথবা 1950 সালের আগে, গাড়ি, মোটরসাইকেল, ছোট ইঞ্জিন, ট্রাক, রেসিং ও জাহাজ, এবং স্ফুলিঙ্গে প্রজ্বলন বা ডিজেল দিয়ে ছাঁকা যায়। বেছে নিলে বিন্যাস, জ্বালানি ও সিলিন্ডারের আকার বদলায়; ঘাস কাটার যন্ত্র থেকে জাহাজের সিলিন্ডার পর্যন্ত ছবি বড় হয়।
| ইঞ্জিন | বছর | বিন্যাস | ডিসপ্লেসমেন্ট | রেটেড শক্তি | সূত্রের তথ্য |
|---|---|---|---|---|---|
| অটো চার-স্ট্রোক ইঞ্জিন (Deutz) | 1876 | এক সিলিন্ডার, কয়লাগ্যাস | দেওয়া নেই | 180 rpm-এ 3 hp (2.2 kW) | সংকুচিত মিশ্রণসহ প্রথম চার-স্ট্রোক |
| Benz Patent Motor Car ইঞ্জিন | 1886 | এক সিলিন্ডার | 954 cc (90 × 150 mm) | 400 rpm-এ 0.55 kW | সংকোচন অনুপাত 2.7 |
| ডিজেলের পরীক্ষামূলক ইঞ্জিন (MAN) | 1897 | এক সিলিন্ডার, ডিজেল | 19.6 L (250 × 400 mm) | 172 rpm-এ 14.7 kW | দক্ষতা 26.2 % |
| Ford Model T (1914 সালের গাড়ি) | 1914 | ইনলাইন 4 | 2,896 cc (3.75 × 4 in) | 1,600 rpm-এ 20 hp (14.9 kW) | L-হেড ভালভ |
| Toyota 2ZR-FXE | 2015 | ইনলাইন 4 | 1,797 cc | 5,200 rpm-এ 72 kW | তাপীয় দক্ষতা 40 % |
| Toyota M20A-FKS | 2018 | ইনলাইন 4 | 1,986 cc | 6,600 rpm-এ 126 kW | 13:1, দক্ষতা 40 % |
| Toyota A25A-FKS | 2016 | ইনলাইন 4 | 2,487 cc | 6,600 rpm-এ 151 kW | 13:1, দক্ষতা 40 % |
| Mercedes-AMG F1 পাওয়ার ইউনিট | 2014 | V6 টার্বো | 1.6 L | প্রকাশিত নয় | তাপীয় দক্ষতা 50 %-এর বেশি |
| Kubota D902-K | ইনলাইন 3, ডিজেল | 898 cc | 3,600 rpm-এ 18.5 kW | ছোট মেশিন | |
| Wärtsilä 6RT-flex96C | 2004 | ইনলাইন 6, দুই-স্ট্রোক ডিজেল | 10,857 L (960 × 2,500 mm) | 102 rpm-এ প্রতি সিলিন্ডারে 6,030 kW | 171 g/kWh |
দুটির ব্যাখ্যা দরকার। মডেল 60° V6 আঁকে, কিন্তু ফর্মুলা 1 ইঞ্জিন 90° V6; তাই বিন্যাস কাছাকাছি, হুবহু নয়। জাহাজের সিলিন্ডারের ব্যাস 960 mm, মডেলের বোরের এগারো গুণের বেশি। তাই দৃশ্যে মডেলের দ্বিগুণ আকারে আঁকা হয় এবং তা জানানো হয়; পাঠে আসল মাপ থাকে। Wärtsilä নথি শতাংশে দক্ষতা দেয় না। তা জ্বালানি খরচ থেকে আসে: প্রতি কিলোওয়াট-ঘণ্টায় 171 গ্রাম, প্রতি কিলোগ্রামে 42.7 MJ শক্তি হলে 3,600 ÷ (0.171 × 42,700) = 49.3 %। জাহাজের ইঞ্জিন দুই-স্ট্রোক, তাই সেটি বাছলে দুই-স্ট্রোক তুলনাও খোলে।
বড় সিলিন্ডার অত দ্রুত ঘুরতে পারে না। সীমা ঠিক করে পিস্টনের চলার গতি, তাই সিলিন্ডার বড় হলে মডেল গড় পিস্টন গতি স্থির রাখে। মডেলের মাপে 86 mm স্ট্রোক ও 7,000 rpm মানে 20.1 m/s গড় গতি। জাহাজের মতো 15 গুণ বড় করলে একই পিস্টন গতিতে মাত্র প্রায় 300 rpm সম্ভব। আসল জাহাজ ইঞ্জিন 102 rpm-এ ঘোরে, কারণ স্ট্রোক বোরের 2.6 গুণ; গড় গতি Wärtsilä সারণির 8.5 m/s হয়।
আসল গতি, তারপর ধীর গতি
«3,000 rpm-এ চালান» বোতাম মডেল সাধারণত যা লুকিয়ে রাখে তা দেখায়। 3,000 rpm-এ ক্র্যাংকশ্যাফট সেকেন্ডে 50 বার ঘোরে, প্রতি সিলিন্ডার 25 বার জ্বলে এবং একটি স্ট্রোক 10 মিলিসেকেন্ড চলে। 60 Hz পর্দায় দুই ফ্রেমের মাঝে ক্র্যাংক 300 ডিগ্রি এগোয়, তাই অংশগুলি থেমে থেমে বা উল্টো ঘুরছে মনে হয়। এটি স্ট্রোবোস্কোপিক প্রভাব, যা চলচ্চিত্রের চাকাকে উল্টো ঘুরতে দেখায়। তিন সেকেন্ড পর মডেল 3.5 সেকেন্ডে ধীর হয়ে 6 rpm-এ আসে। প্রতিটি স্ট্রোক আবার বোঝা যায়, আর ব্যানার সিলিন্ডার 1-এর স্ট্রোকের নাম দেয়। শব্দ চালু থাকলে পুরো গতির ধাক্কাগুলি গুঞ্জনে মেশে এবং ধীর হলে আবার আলাদা হয়।
সংকোচন অনুপাত, নকিং ও ইনলেট দেরিতে বন্ধ হওয়া
সংকোচন স্লাইডার পেট্রলের অনুপাত 6:1 থেকে 15:1 করে। বেশি অনুপাতে মডেলের দক্ষতা বাড়ে (10:1-এ 47.6 %), কারণ পোড়ার পরে গ্যাস আরও প্রসারিত হয়। তবে অদগ্ধ মিশ্রণও বেশি চাপে। শেষ অংশ যথেষ্ট গরম ও ঘন হলে প্লাগের শিখা পৌঁছানোর আগেই জ্বলে ওঠে এবং দুই চাপতরঙ্গ ধাক্কা খায়। এটাই নকিং: ধাতব শব্দ, বেশি সর্বোচ্চ চাপ এবং আসল ইঞ্জিনে পিস্টনের ক্ষতি।
নকিং জ্বালানি, তাপমাত্রা, চেম্বারের আকৃতি ও প্রজ্বলনের সময়ের ওপর নির্ভর করে। মডেল একটি সহজ নিয়ম ব্যবহার করে এবং পর্দায় জানায়: সংকোচনের শেষ চাপ 20.5 bar ছাড়ালে নকিং হয়। শুরুর টাইমিংয়ে সীমা প্রায় 11:1 (20.2 bar, নকিং নেই); 12:1-এ 22.7 bar হয় এবং নকিং আসে।
উপায় আছে। ইনলেট দেরিতে বন্ধ হলে বন্ধ হওয়ার আগে কিছু মিশ্রণ ফিরে যায়, তাই পিস্টন জ্যামিতিক অনুপাতের চেয়ে কম সংকোচন করে। ইনলেট 40° দেরি হলে 13.5:1-এ শেষ চাপ 17.9 bar, সীমার নিচে থাকে এবং দক্ষতা 50.9 % হয়। প্রসারণ পুরো 13.5:1 ব্যবহার করে। এটাই অ্যাটকিনসন ও মিলার চক্রের ধারণা: ছোট সংকোচন, দীর্ঘ প্রসারণ। প্রিয়াসের Toyota 2ZR-FXE এটি ব্যবহার করে; Mazda ও Toyota নতুন পেট্রল ইঞ্জিনে 13 ও 14 থেকে 1 অনুপাত জানায়।
টার্বো ও নকিং ফিরে আসার কারণ
লাগালে টার্বো নিষ্কাশন নলের পাশে আসে। গ্যাস টারবাইনের চাকা ঘোরায়; একই শ্যাফটের কম্প্রেসর ইনলেটে বাতাস ঠেলে দেয়। বেশি বাতাসে বেশি জ্বালানি পোড়ে, তাই একই ডিসপ্লেসমেন্টে শক্তি বাড়ে। মার্কিন শক্তি বিভাগ টার্বোকে সিলিন্ডারে বাড়তি বাতাস ঢোকানোর কম্প্রেসর বলে, যাতে বেশি জ্বালানি দেওয়া যায়; ছোট ইঞ্জিনের সঙ্গে টার্বোতে সর্বোচ্চ 8 % জ্বালানি সাশ্রয় জানায়।
বুস্ট স্লাইডার বাইরের বায়ুচাপের ওপর চাপ যোগ করে। মডেলের এক সিলিন্ডারে 0.9 bar বুস্টে সর্বোচ্চ শক্তি 19.1 kW থেকে 29.4 kW হয়। মূল্য হলো নকিং: শেষ সংকোচন চাপ বাড়ে, তাই 10:1-এ 0.6 bar-এই 29.1 bar হয়। আসল টার্বো পেট্রল ইঞ্জিন কম অনুপাত, দেরিতে ইনলেট বন্ধ, চার্জের বাতাস ঠান্ডা করা ও সরাসরি ইনজেকশন ব্যবহার করে। মডেলে 8:1 এবং ইনলেট 40° দেরিতে বন্ধ হলে 0.9 bar নকিং ছাড়া কাজ করে (18.1 bar)। ডিজেলের এই সীমা নেই, কারণ জ্বালানি শুধু জ্বলার সময়ই ছিটানো হয়।
দৃশ্যের চ্যালেঞ্জ
«নিয়ন্ত্রণ»-এর «চ্যালেঞ্জ» তালিকা, দৃশ্যের ব্যাজ থেকেও খোলা যায়, কাজ করার সময় মডেলে যাচাই করে। এগারোটি আছে: ক্যাম টাইমিংয়ে অন্তত 5 % বেশি সর্বোচ্চ শক্তি (যাচাই করা সেরা সেটিং, ইনলেট 15° আগে ও নিষ্কাশন 30° পরে, দেয় 10.7 %), নকিং ছাড়া 13:1, V8 ক্রম বলা, আংশিক লোডে ডিজেলের জয় দেখা (অর্ধেক থ্রটলে 50.7 % বনাম 43.6 %), সবচেয়ে মসৃণ বিন্যাস, আসল গতিতে চালানো, দুই ও চার স্ট্রোক তুলনা, তালিকার সবচেয়ে দক্ষ ও পুরোনো ইঞ্জিন খোঁজা, নকিং ছাড়া 0.8 bar বুস্ট এবং সব কাছের দৃশ্য খোলা। সমাধানের চিহ্ন ফিরে এলেও থাকে।
পাঠে «তাৎক্ষণিক» ও «গড়»
পাঠে দুই ধরনের সংখ্যা মেশে, প্রতিটির নিজস্ব ট্যাগ আছে। «তাৎক্ষণিক» গ্যাসের টর্ক সেই ক্র্যাংক কোণে গ্যাসের ঘোরানোর প্রভাব। সংকোচনে ঋণাত্মক থেকে স্ফুলিঙ্গের পরেই কয়েকশো নিউটন-মিটার পর্যন্ত বদলায়, তাই সেটিকে ইঞ্জিন গতির সঙ্গে গুণ করলে অর্থহীন ফল হবে। «গড়» টর্ক, গতি ও শক্তি পরস্পরের সঙ্গে মেলে: ঘর্ষণ ও গ্যাস বিনিময়ের পরে, লোডের সঙ্গে ভারসাম্যের গতিতে পুরো চক্রের গড়। এই টর্ককে রেডিয়ান প্রতি সেকেন্ড গতির সঙ্গে গুণ করলে একই সারির শক্তি পাবেন।
কাছের দৃশ্য
বোতাম একটি অংশের কাছে যায় এবং গুরুত্বপূর্ণ মুহূর্তে ক্র্যাংক থামায়: 90°-এ ক্র্যাংক পিন, পুরো ওঠা ইনলেট ক্যাম, টপ ডেড সেন্টারের কাছে দুই ভালভ খোলা, সংকোচনে পিস্টন, ওপরের ঠিক আগে স্ফুলিঙ্গ, ইনজেকশন শুরু করা ডিজেল ইনজেক্টর ও টার্বো। «খুলে দেখুন» ঢালাই অংশকে চলন্ত অংশ থেকে সরায়, যাতে পিস্টন, রড ও ক্র্যাংকশ্যাফট আলাদা চলতে দেখা যায়।
প্রশ্নোত্তর
ফোর-স্ট্রোক ইঞ্জিনের প্রতি চক্রে ক্র্যাংকশ্যাফটের দুই পাক কেন লাগে?
কারণ এটি পিস্টনের একটি পূর্ণ নামা-ওঠা ব্যবহার করে শ্বাস নেওয়ার জন্য (এগজস্ট ও ইনটেক), আর আরেকটি সংকোচন ও পাওয়ারের জন্য। চারটি স্ট্রোকের প্রতিটি আধা পাক, তাই পুরো চক্রে দুই পাক লাগে।
ক্যামশ্যাফট কেন ক্র্যাংকশ্যাফটের অর্ধেক গতিতে ঘোরে?
প্রতিটি ভালভকে প্রতি চক্রে একবার খুলতে হয়, আর এক চক্রে ক্র্যাংকের দুই পাক লাগে। প্রতি চক্রে একবার, অর্থাৎ ক্র্যাংকের প্রতি দুই পাকে একবার ঘোরা ক্যামশ্যাফট প্রতিটি ভালভ ঠিক একবার খোলে।
সংকোচন অনুপাত মানে কী?
এটি স্ট্রোকের তলায় পিস্টনের ওপরের আয়তনকে টপের আয়তন দিয়ে ভাগ। এই মডেলে তা 555.1 cc ভাগ 55.5 cc, অর্থাৎ 10। উঁচু অনুপাত বেশি দক্ষতা দেয়, সেই সীমা পর্যন্ত যেখানে জ্বালানি স্পার্কের আগেই নিজে থেকে জ্বলে ওঠে, যাকে নক বলে।
স্পার্ক কেন টপ ডেড সেন্টারের আগে দেওয়া হয়?
মিশ্রণের ভেতর শিখা ছড়াতে সময় লাগে। একটু আগে স্পার্ক দিলে চাপের চূড়া আসে টপের ঠিক পরে, যখন পিস্টন সেটিকে কাজে বদলাতে পারে। ঠিক টপে স্পার্ক দিলে দহনের বড় অংশ ঘটত যখন পিস্টন ইতিমধ্যে সরে যাচ্ছে।
বেশি সিলিন্ডার ইঞ্জিনকে কেন মসৃণ করে?
পাওয়ার স্ট্রোকগুলো একটির ওপর আরেকটি পড়ে। একটি সিলিন্ডার তার চক্রের এক-চতুর্থাংশ সময় ধাক্কা দেয় আর বাকি সময় গতিবেগে চলে; আটটি সিলিন্ডার প্রতি 90°-এ জ্বলে, তাই সবসময় কেউ না কেউ ধাক্কা দিচ্ছে। মডেলে টর্কের ওঠানামা গড়ের 16 গুণ থেকে নেমে 1.4 গুণ হয়।
ডিজেলের কেন স্পার্ক প্লাগ লাগে না?
এটি বাতাসকে প্রায় 18:1 বা তার বেশি চাপে, যা বাতাসকে কয়েকশো ডিগ্রি গরম করে। সেই গরম বাতাসে স্প্রে করা ডিজেল জ্বালানি নিজে থেকেই জ্বলে ওঠে।
ভেরিয়েবল ভালভ টাইমিং কী করে?
ইঞ্জিন চলার সময় এটি ক্যামশ্যাফটকে ক্র্যাংকশ্যাফটের তুলনায় একটু ঘুরিয়ে দেয়। ইনলেট আগে বন্ধ করলে কম গতিতে সুবিধা হয়, দেরিতে বন্ধ করা আর বেশি ওভারল্যাপ উঁচু গতিতে, তাই একই ইঞ্জিন আরও চওড়া পরিসরে ভালোভাবে শ্বাস নিতে পারে। চেষ্টা করতে টাইমিং বৃত্তের চাপগুলো টানুন।
গাড়িতে টু-স্ট্রোক ইঞ্জিনের ব্যবহার কেন বন্ধ হলো?
সরল টু-স্ট্রোক কিছু তাজা মিশ্রণকে এগজস্ট পোর্ট দিয়ে বেরিয়ে যেতে দেয়, আর জ্বালানিতে মেশানো তেল পোড়ায়। দুটোই এগজস্টকে আরও নোংরা করে আর জ্বালানি নষ্ট করে, যা নির্গমন বিধির অধীনে মেনে নেওয়া কঠিন হয়ে পড়ে।
আয়তন ও গড় কার্যকর চাপ থেকে ক্ষমতা কীভাবে পাওয়া যায়?
গড় কার্যকর চাপকে আয়তন দিয়ে গুণ করলে প্রতি চক্রের কাজ পাওয়া যায়, তারপর তাকে প্রতি সেকেন্ডের চক্রসংখ্যা (চার-স্ট্রোকের জন্য rpm ÷ 120) দিয়ে গুণ করুন। মডেলে 1.25 MPa × 1.998 L = 2500 J, আর প্রতি সেকেন্ডে 25 চক্রে 3000 rpm-এ 62.5 kW পাওয়া যায়।
আসল দক্ষতা অটো চক্রের মানের চেয়ে এত নিচে কেন?
অটো সূত্র ধরে নেয় তাপের ক্ষতি নেই, দহন মুহূর্তে হয় এবং গ্যাসের ধর্ম বদলায় না। আসল ইঞ্জিন শীতলীকরণ ব্যবস্থায় তাপ দেয়, ক্র্যাঙ্ক কোণের কয়েক ডজন ডিগ্রি ধরে জ্বলে, ইনটেক ও এক্সহস্টে বাতাস পাম্প করে এবং ঘর্ষণ কাটিয়ে ওঠে। সব মিলিয়ে একটি ভালো উৎপাদন ইঞ্জিন প্রায় 30 থেকে 40 % এ আসে।
প্রিমিয়াম পেট্রোল কি যেকোনো ইঞ্জিনকে দ্রুত করে?
না। অকটেন রেটিং জ্বালানির নক সহ্য করার ক্ষমতা মাপে, তাই এটি কেবল সেই ইঞ্জিনের জন্য গুরুত্বপূর্ণ যা এর জন্য বানানো বা যা নইলে নক করত। ম্যানুয়ালে লেখা গ্রেড ব্যবহার করুন।
জাহাজের ডিজেল এত ধীরে ঘোরে কেন?
কারণ সিলিন্ডারগুলি বিশাল। Wärtsilä RT-flex96C-এর পিস্টন 960 mm চওড়া এবং স্ট্রোক 2.5 m; 102 rpm-এ গড় গতি ইতিমধ্যে 8.5 m/s। গাড়ির পিস্টন প্রায় 3,000 rpm-এ একই গড় গতি পায়, কারণ স্ট্রোক প্রায় ত্রিশ গুণ ছোট।
টার্বোচার্জার কী করে?
নিষ্কাশনের বাকি শক্তি দিয়ে ইঞ্জিনে বেশি বাতাস ঢোকায়। নিষ্কাশনের টারবাইন একই শ্যাফটে ইনলেটের কম্প্রেসর চালায়। বেশি বাতাসে বেশি জ্বালানি পোড়ে, তাই ছোট ইঞ্জিন বড়টির মতো শক্তি দেয়। পেট্রলে বাড়তি চাপ নকিংয়ের সীমা কাছে আনে।
অ্যাটকিনসন ও মিলার চক্র কী?
দুটিই সংকোচনের চেয়ে দীর্ঘ প্রসারণ দেয়। আধুনিক অ্যাটকিনসন ইঞ্জিন ইনলেট দেরিতে বন্ধ করে, তাই সংকোচন শুরুর আগে কিছু মিশ্রণ ফিরে যায়। মিলার চক্র একই কাজ করে বা ইনলেট আগে বন্ধ করে এবং সাধারণত হারানো বাতাস ফেরাতে সুপারচার্জার বা টার্বো যোগ করে। ইঞ্জিন প্রতি লিটারে কিছু শক্তি ছেড়ে দক্ষতা পায়।
পরিভাষা
- টপ ডেড সেন্টার (TDC): পিস্টনের সবচেয়ে উঁচু বিন্দু; বটম ডেড সেন্টার (BDC) তার সবচেয়ে নিচু বিন্দু।
- বোর ও স্ট্রোক: সিলিন্ডারের ব্যাস, আর পিস্টন যতটা দূরত্ব চলে।
- সুইপ্ট আয়তন: এক স্ট্রোকে পিস্টন যতটা আয়তন অপসারণ করে; সব সিলিন্ডারের যোগফল ইঞ্জিনের ডিসপ্লেসমেন্ট।
- সংকোচন অনুপাত: পিস্টনের ওপরের সবচেয়ে বড় আয়তনকে সবচেয়ে ছোট দিয়ে ভাগ।
- ফায়ারিং ক্রম: যে ক্রমে সিলিন্ডারগুলো জ্বলে।
- ভালভ ওভারল্যাপ: যে ক্র্যাংক কোণ জুড়ে ইনলেট আর এগজস্ট ভালভ একসঙ্গে খোলা থাকে।
- ক্যাম ফেজার: যে যন্ত্র ভালভ টাইমিং সরাতে ক্যামশ্যাফটকে তার পুলির তুলনায় ঘোরায়।
- পলিট্রপিক: এমন সংকোচন বা প্রসারণ যা pVⁿ = ধ্রুবক মেনে চলে।
- সেকশন: ভেতরটা দেখাতে কেটে খোলা মডেল; কাটা মুখগুলো রঙিন।
সূত্র
- NASA Glenn Research Center, Otto Cycle (ideal four-stroke cycle and p-V diagram). https://www.grc.nasa.gov/www/k-12/airplane/otto.html
- NASA Glenn Research Center, Four-stroke internal combustion engine. https://www.grc.nasa.gov/www/k-12/airplane/engopt.html
- U.S. Department of Energy and U.S. EPA, fueleconomy.gov, Where the Energy Goes: Gasoline Vehicles. https://www.fueleconomy.gov/feg/atv.shtml
- U.S. Department of Energy, Alternative Fuels Data Center, How Do Gasoline Cars Work? https://afdc.energy.gov/vehicles/how-do-gasoline-cars-work
- U.S. Department of Energy, Alternative Fuels Data Center, How Do Diesel Vehicles Work? https://afdc.energy.gov/vehicles/how-do-diesel-cars-work
- U.S. EPA, Light-Duty Vehicle Emissions. https://www.epa.gov/greenvehicles/light-duty-vehicle-emissions
- DieselNet, Diesel Oxidation Catalyst. https://www.dieselnet.com/tech/cat_doc.php
- Wärtsilä, দুই-স্ট্রোক ইঞ্জিন. https://www.wartsila.com/encyclopedia/term/two-stroke-engine (2026-10-23)
- Toyota, পরিবর্তনশীল ভালভ টাইমিং. https://global.toyota/en/detail/7893162 (2026-10-23)
- Johnson Matthey, তিন-মুখী অনুঘটক. https://matthey.com/products-and-markets/emissions-control/mobile/gasoline-applications/three-way-catalysts (2026-10-23)
- Mazda, SKYACTIV সংকোচন অনুপাত. https://newsroom.mazda.com/en/publicity/release/2012/201202/120222a.html (2026-10-23)
- Honda GX160, প্রযুক্তিগত বৈশিষ্ট্য. https://www.honda-engines-eu.com/en/products/power-units/gx160 (2026-10-23)
- Royal Enfield Classic 350, প্রযুক্তিগত বৈশিষ্ট্য. https://www.royalenfield.com/content/dam/open-pdf/royal-enfield-classic-350-technical-specifications-english.pdf (2026-10-23)
- Yamaha MT-07, প্রযুক্তিগত বৈশিষ্ট্য. https://yamahamotorsports.com/models/mt-07/specs (2026-10-23)
- Toyota 1GD-FTV, প্রযুক্তিগত বৈশিষ্ট্য. https://global.toyota/en/detail/8348091 (2026-10-23)
- SAE International / Toyota 2JZ, প্রযুক্তিগত বৈশিষ্ট্য. https://saemobilus.sae.org/papers/development-toyota-jz-type-engine-series-930881 (2026-10-23)
- U.S. Department of Energy ও U.S. EPA, fueleconomy.gov, Octane Ratings (নক ও অকটেন রেটিং)। https://www.fueleconomy.gov/feg/octane.shtml (2026-10-23)
- মডেলের মান (বোর 86 mm, স্ট্রোক 86 mm, রড 145 mm, সংকোচন 10:1 ও 18:1, ওপরের ভালভ ও স্পার্ক টাইমিং, দহনের দৈর্ঘ্য পেট্রলে 55° ও ডিজেলে 48°, টু-স্ট্রোকের পোর্ট টাইমিং, ঘর্ষণ ও লোড কার্ভ): মডেলের জন্য বেছে নেওয়া, কোনো একটি ইঞ্জিন থেকে নেওয়া নয়।
- এই পাতার হিসাব: আয়তন বোর, স্ট্রোক আর সংকোচন অনুপাত থেকে; পিস্টনের অবস্থান x = r cos θ + √(l² − r² sin² θ) থেকে; আদর্শ দক্ষতা η = 1 − 1/r^(γ−1) (অটো) আর ডিজেল কাট-অফ সূত্র থেকে। টর্ক, ওঠানামা, মডেল দক্ষতা আর গতির কার্ভ প্রদর্শনীর সরল চাপ মডেল থেকে আসে।
- Deutz AG, ঐতিহাসিক মাইলফলক (অটো চার-স্ট্রোক ইঞ্জিন, 1876, 180 rpm-এ 3 hp)। https://www.deutz.com/en/company/our-history/milestones/ (2026-10-27)
- Mercedes-Benz Classic সংগ্রহশালা, Benz Patent Motor Car (Model 1), বিবরণ। https://mercedes-benz-publicarchive.com/marsClassic/en/instance/ko/Benz-patent-motor-car-Model-1.xhtml?oid=4376 (2026-10-27)
- DieselNet, ডিজেল ইঞ্জিনের প্রথম ইতিহাস (1897-এর পরীক্ষামূলক ইঞ্জিনের তথ্য)। https://dieselnet.com/tech/diesel_history.php (2026-10-27)
- IEEE Spectrum, Vaclav Smil, ডিজেল ইঞ্জিনের 120 বছর। https://spectrum.ieee.org/the-diesel-engine-at-120 (2026-10-27)
- The Henry Ford, 1914 Ford Model T টুরিং গাড়ি (বোর, স্ট্রোক, 1,600 rpm-এ 20 hp)। https://www.thehenryford.org/collections/explore/artifact/230567 (2026-10-27)
- Toyota, নতুন Toyota Prius-এর বনেটের নিচে (2ZR-FXE, 40 % তাপীয় দক্ষতা)। https://global.toyota/en/detail/9827044 (2026-10-27)
- Toyota, 2.0 লিটার Dynamic Force ইঞ্জিন (M20A)। https://global.toyota/en/mobility/tnga/powertrain2018/engine/index.html (2026-10-27)
- Toyota, নতুন 2.5 লিটার সরাসরি ইনজেকশন ইনলাইন চার-সিলিন্ডার পেট্রল ইঞ্জিন (A25A)। https://global.toyota/en/powertrain/engine/ (2026-10-27)
- Mercedes-AMG PETRONAS F1 Team, F1 প্রযুক্তির অন্য গাড়িতে পৌঁছানো (50 %-এর বেশি তাপীয় দক্ষতা)। https://www.mercedesamgf1.com/news/the-trickle-down-effect-of-f1-technology (2026-10-27)
- Kubota, ইলেকট্রনিক নিয়ন্ত্রণের ছোট ডিজেল ইঞ্জিন D902-K। https://engine.kubota.com/en/technology/tvcr (2026-10-27)
- Wärtsilä, বিশ্বের সবচেয়ে শক্তিশালী ইঞ্জিন চালু হলো (RT-flex96C)। https://www.wartsila.com/media/news/12-09-2006-the-world's-most-powerful-engine-enters-service (2026-10-27)
- Wärtsilä, RT-flex96C ও RTA96C প্রযুক্তি পর্যালোচনা (বোর, স্ট্রোক, প্রতি সিলিন্ডারে 6,030 kW, 42.7 MJ/kg-এ 171 g/kWh)। https://swiss-ships.ch/berichte/waertsilae/Wartsila-RTA96C-engine-technology-review.pdf (2026-10-27)
- মার্কিন শক্তি বিভাগ ও মার্কিন EPA, fueleconomy.gov, উন্নত ইঞ্জিন প্রযুক্তি (টার্বোচার্জিং, ভালভ টাইমিং)। https://www.fueleconomy.gov/feg/tech_engine_more.shtml (2026-10-27)
পথ 2 এর মধ্যে 4
ইঞ্জিন: বাষ্প থেকে রকেটআরও প্রদর্শনী
তরল রকেট ইঞ্জিন কীভাবে কাজ করে
নুরির 75 টনের ইঞ্জিন প্রতি সেকেন্ডে 255 kg কেরোসিন আর তরল অক্সিজেন পোড়ায়, আর একই ইঞ্জিন সমুদ্রপৃষ্ঠের চেয়ে মহাকাশে প্রায় 13 শতাংশ বেশি জোরে ঠেলে।
টার্বোচার্জার কীভাবে কাজ করে
এই 2.0 লিটার ইঞ্জিনের মডেলে 1,42,000 rpm-এ ঘোরা একটি শ্যাফট প্রতিটি সিলিন্ডারে প্রায় দ্বিগুণ বাতাস ঠেলে দেয়।
ওয়াটের বাষ্পীয় ইঞ্জিন: ইন্টারঅ্যাক্টিভ 3D মডেল
ওয়াটের ইঞ্জিন বাষ্পকে আলাদা একটি পাত্রে ঘনীভূত করত, তাই নিউকোমেন ইঞ্জিনের সমান কাজ করত মোটামুটি এক-তৃতীয়াংশ কয়লায়।
ডিস্ক ব্রেক ও ABS কীভাবে কাজ করে
শুকনো রাস্তায় 100 km/h গতিতে পিছলে যাওয়া টায়ারের থামতে লাগে প্রায় 51 m, আর ABS যে টায়ারকে ঘুরতে রাখে, মডেলের সেই একই গাড়ি থামে 36 m-এ।
ট্রানজিস্টর কীভাবে কাজ করে
1,600 কোটি ট্রানজিস্টরের একটি চিপ প্রতিটিকে চালু ও বন্ধ করে গেটে মাত্র কয়েক ভোল্ট দিয়ে, আর সেই গেট নিচের সিলিকন কখনো ছোঁয় না।
GPS: উপগ্রহ ও অবস্থানের ইন্টারঅ্যাক্টিভ সিমুলেটর
GPS সংকেত 20,200 km নেমে আপনার ফোনে পৌঁছাতে প্রায় 70 মিলিসেকেন্ড নেয়, আর সেকেন্ডের দশ লাখ ভাগের এক ভাগ ভুলে আপনার অবস্থান 300 m সরে যায়।