ইঞ্জিন

ইঞ্জিন বা মোটর একটি যন্ত্র যা এক বা একাধিক ধরনের শক্তিকে যান্ত্রিক শক্তিতে রূপান্তর করে।
শক্তির উৎসগুলোর মধ্যে সম্ভাব্য শক্তি (যেমন পৃথিবীর মাধ্যাকর্ষণ শক্তি যা জলবিদ্যুৎ উৎপাদনে ব্যবহৃত হয়), তাপ শক্তি (জিওথার্মাল), রাসায়নিক শক্তি, বৈদ্যুতিক শক্তি এবং পারমাণবিক শক্তি (নিউক্লিয়ার ফিশন বা নিউক্লিয়ার ফিউশন) অন্তর্ভুক্ত। অনেক প্রক্রিয়ায় তাপ শক্তি মধ্যবর্তী অবস্থায় তৈরি হয়; এজন্য তাপ ইঞ্জিনগুলোর বিশেষ গুরুত্ব রয়েছে। কিছু প্রাকৃতিক প্রক্রিয়া, যেমন বায়ুমণ্ডলীয় কনভেকশন সেল, পরিবেশগত তাপকে গতিতে রূপান্তর করে (যেমন উর্ধ্বমুখী বায়ু প্রবাহ)। যান্ত্রিক শক্তি পরিবহন ক্ষেত্রে গুরুত্বপূর্ণ, তবে এটি অনেক শিল্প প্রক্রিয়ায়ও ব্যবহৃত হয়, যেমন কাটিং, পিষে ফেলা, গুঁড়ো করা, এবং মেশানো।
তাপ ইঞ্জিন তাপকে বিভিন্ন তাপগতীয় প্রক্রিয়ার মাধ্যমে কাজে রূপান্তর করে। অন্তর্দহন ইঞ্জিন সবচেয়ে প্রচলিত উদাহরণ, যেখানে জ্বালানির দহন থেকে সৃষ্ট তাপ দহন প্রকোষ্ঠে গ্যাসীয় পণ্যগুলোর দ্রুত চাপ বৃদ্ধি ঘটায়, যা পিস্টনকে ঠেলে দেয় এবং ক্র্যাঙ্কশাফট ঘোরায়। জেট ইঞ্জিনের মতো প্রতিক্রিয়া ইঞ্জিন নিউটনের তৃতীয় সূত্র অনুযায়ী থ্রাস্ট উৎপন্ন করে রিঅ্যাকশন মাস নির্গত করে।
তাপ ইঞ্জিন ছাড়াও, বৈদ্যুতিক মোটর বৈদ্যুতিক শক্তিকে যান্ত্রিক শক্তিতে রূপান্তর করে, পানির মোটর সংকুচিত বাতাস ব্যবহার করে, এবং ক্লকওয়ার্ক মোটর ইলাস্টিক শক্তি ব্যবহার করে কাজ করে। জৈবিক সিস্টেমে, মলিকিউলার মোটর, যেমন মায়োসিন, রাসায়নিক শক্তি ব্যবহার করে শক্তি এবং গতি সৃষ্টি করে (এটি রাসায়নিক ইঞ্জিন, তবে তাপ ইঞ্জিন নয়)।
সব ধরনের রাসায়নিক জ্বালানি চালিত তাপ ইঞ্জিন নির্গমন করে। সবচেয়ে পরিচ্ছন্ন ইঞ্জিন শুধুমাত্র পানি নির্গমন করে। কঠোরভাবে শূন্য নির্গমন বলতে পানি ও জলীয় বাষ্প ছাড়া কিছুই নির্গমন না হওয়াকে বোঝায়। হাইড্রোজেন এবং অক্সিজেন দিয়ে দাহন করলে, নাইট্রোজেন অক্সাইডের ছোট নির্গমন ঘটে। তবে, ফুয়েল সেলের মাধ্যমে ইলেক্ট্রোকেমিক্যাল প্রক্রিয়ায় জল উৎপন্ন হলে এই সমস্যা থাকে না।
"ইঞ্জিন" শব্দটি এসেছে পুরনো ফরাসি থেকে, যার শিকড় ল্যাটিন –যা শব্দেরও উৎস। শিল্পযুগের আগে যুদ্ধের যন্ত্রপাতি, যেমন ক্যাটাপাল্ট, ট্রেবুচেট এবং ব্যাটারিং র‍্যাম, এদের বলা হতো "সিজ ইঞ্জিন" এবং সেনাদের গোপন প্রযুক্তি হিসেবে চিন্তা করা হতো। "জিন", যেমন "কটন জিন", শব্দটি "ইঞ্জিন" এর সংক্ষিপ্ত রূপ। শিল্প বিপ্লবের সময় উদ্ভাবিত অধিকাংশ যন্ত্রকেই ইঞ্জিন বলা হত - যার মধ্যে থমাস স্যভেরীর উদ্ভাবিত বাষ্পচালিত যন্ত্র অন্যতম যা প্রকৃতপক্ষে একটি পাম্প হলেও এটিকে বাষ্পীয় ইঞ্জিন বলা হতো। এইভাবে, মূলত একটি ফায়ার ইঞ্জিন ছিল কেবলমাত্র একটি পানি পাম্প, যা ঘোড়ায় টেনে আগুনের কাছে নিয়ে যাওয়া হতো।
আধুনিক ব্যবহারে, "ইঞ্জিন" শব্দটি সাধারণত এমন ডিভাইসকে বোঝায়, যেমন বাষ্পীয় ইঞ্জিন বা অন্তর্দহন ইঞ্জিন, যেগুলি জ্বালানি পুড়িয়ে বা অন্যভাবে যান্ত্রিক কাজ করতে টর্ক বা সরল বল (সাধারণত থ্রাস্ট আকারে) উৎপন্ন করে। যেসব ডিভাইস তাপ শক্তিকে গতিতে রূপান্তর করে, সেগুলিকে সাধারণত "ইঞ্জিন" বলা হয়। যেমন, গাড়ির পেট্রোল এবং ডিজেল ইঞ্জিন বা টার্বোশাফট এর উদাহরণ হতে পারে। আবার টার্বোফ্যান এবং রকেট ইঞ্জিন থ্রাস্ট উৎপন্ন করে।
যখন অন্তর্দহন ইঞ্জিন আবিষ্কার হয়, তখন "মোটর" শব্দটি প্রথমে এর ভিন্নতা বোঝাতে ব্যবহৃত হয়েছিল, যা বাষ্পীয় ইঞ্জিন থেকে আলাদা—যা তখন লোকোমোটিভ এবং বাষ্পীয় রোলার এর মতো বিভিন্ন যানবাহন চালাতে ব্যবহৃত হতো। "মোটর" শব্দটি এসেছে ল্যাটিন ক্রিয়া থেকে, যার অর্থ 'চলানো' বা 'চলমান রাখা'। তাই মোটর হলো এমন একটি ডিভাইস যা গতির উৎস।
"মোটর" এবং "ইঞ্জিন" শব্দ দুটি সাধারণ ইংরেজিতে পরস্পর প্রতিস্থাপনযোগ্য। তবে কিছু ইঞ্জিনিয়ারিং পদ্ধতিতে, এই শব্দ দুটি আলাদা অর্থে ব্যবহৃত হয়। এখানে "ইঞ্জিন" হলো এমন ডিভাইস যা জ্বালানি পুড়িয়ে বা অন্যভাবে তার রাসায়নিক গঠন পরিবর্তন করে এবং "মোটর" হলো এমন ডিভাইস যা বিদ্যুৎ, বায়ুচাপ বা জলচাপ এর মাধ্যমে চলে এবং শক্তির রাসায়নিক গঠন পরিবর্তন করে না। তবে রকেট ক্ষেত্রে "রকেট মোটর" শব্দটি ব্যবহৃত হয়, যদিও এগুলো জ্বালানি পুড়ায়।
একটি তাপ ইঞ্জিন "প্রাইম মুভার" হিসেবেও কাজ করতে পারে—যা তরলের প্রবাহ বা চাপের পরিবর্তনকে যান্ত্রিক শক্তিতে রূপান্তর করে। একটি গাড়ি যা অন্তর্দহন ইঞ্জিন দ্বারা চালিত, তা বিভিন্ন মোটর এবং পাম্প ব্যবহার করতে পারে, তবে শেষ পর্যন্ত এই ডিভাইসগুলির শক্তি ইঞ্জিন থেকেই আসে। অন্যভাবে বললে, একটি মোটর বাহ্যিক উৎস থেকে শক্তি গ্রহণ করে এবং তা যান্ত্রিক শক্তিতে রূপান্তর করে, যেখানে একটি ইঞ্জিন চাপ (যেমন জ্বলন বা অন্য রাসায়নিক বিক্রিয়ার বিস্ফোরণ শক্তি থেকে সরাসরি) ব্যবহার করে শক্তি উৎপন্ন করে।
সাধারণ যন্ত্র যেমন গদা এবং বৈঠা (যা লিভারএর উদাহরণ) প্রাগৈতিহাসিক যুগের। মানুষ, প্রাণী, জলচক্র, বায়ুচক্র এমনকি বাষ্পশক্তি ব্যবহৃত কিছু জটিল যন্ত্রের উদ্ভব প্রাচীনকাল থেকেই। সহজ যন্ত্র যেমন ক্যাপস্ট্যান, উইন্ডলাস বা ট্রেডমিল এর মাধ্যমে মানুষের শক্তি কাজে লাগানো হতো, এবং দড়ি, চক্র ও ব্লক এন্ড ট্যাকল এর ব্যবস্থায় শক্তি পরিবহন করা হতো। সাধারণত এগুলো শক্তি বৃদ্ধি করে গতি কমিয়ে দিত এবং প্রাচীন গ্রিসে ক্রেন, জাহাজ এবং খনিতে ব্যবহৃত হতো। প্রাচীন রোমেও পানি পাম্প এবং অবরোধের যন্ত্রে এ ধরনের ব্যবস্থার ব্যবহার ছিল। ভিট্রুভিয়াস, ফ্রন্টিনাস এবং প্লিনি দ্য এল্ডার এর মতো লেখকরা এগুলোকে সাধারণ বিষয় হিসেবে উল্লেখ করেছেন, যা নির্দেশ করে যে এর উদ্ভাবন আরও পুরোনো হতে পারে। খ্রিস্টপূর্ব ১ম শতাব্দীতে গরু এবং ঘোড়া চালিত যন্ত্র ব্যবহৃত হয়েছিল, যা আগের মানবশক্তি চালিত যন্ত্রগুলোর মতোই কাজ করতো।
স্ট্রাবোর মতে, মিথ্রিডেটসের রাজত্বে ক্যাবেরিয়ায় খ্রিস্টপূর্ব ১ম শতাব্দীতে একটি জলচালিত চাকা তৈরি করা হয়। রোমান সাম্রাজ্যের বিভিন্ন স্থানে মিলের জন্য জলচক্রের ব্যবহার ছড়িয়ে পড়ে। কিছু যন্ত্র ছিল বেশ জটিল, যেখানে জলাধার, বাঁধ এবং সলুইস ব্যবহার করে জল নিয়ন্ত্রণ করা হতো এবং গিয়ার বা কাঠ ও ধাতব চাকা ব্যবহার করে ঘূর্ণনের গতি নিয়ন্ত্রণ করা হতো। আরও উন্নত কিছু ছোট যন্ত্র, যেমন অ্যান্টিকাইথেরা মেকানিজম জটিল গিয়ার এবং ডায়াল ব্যবহার করে ক্যালেন্ডার বা জ্যোতির্বিদ্যা ঘটনার পূর্বাভাস দিতে পারতো। খ্রিস্টপূর্ব ৪র্থ শতাব্দীতে আউসোনিয়াস এর একটি কবিতায় একটি জলচালিত পাথর কাটার করাতের উল্লেখ পাওয়া যায়। অ্যালেক্সান্দ্রিয়ার হিরো অনেক ধরনের পাওয়ারড মেশিন, যেমন বায়ু এবং বাষ্প চালিত যন্ত্র উদ্ভাবন করেন। এর মধ্যে অলিপাইল এবং ভেন্ডিং মেশিন অন্তর্ভুক্ত, যা প্রায়শই উপাসনার সাথে সম্পর্কিত ছিল, যেমন চলমান বেদি এবং স্বয়ংক্রিয় মন্দিরের দরজা।
মধ্যযুগীয় মুসলিম প্রকৌশলীরা কল এবং পানি-উত্তোলনকারী যন্ত্রে গিয়ার ব্যবহার করতেন এবং এসব যন্ত্রের ক্ষমতা আরও বৃদ্ধির জন্য জল শক্তির উৎস হিসেবে বাঁধ ব্যবহার করতেন। মধ্যযুগের ইসলামিক বিশ্বে, এই ধরনের অগ্রগতির ফলে অনেক শিল্প কাজ যান্ত্রিকভাবে সম্পন্ন করা সম্ভব হয়, যা আগে হাতের কাজ দিয়ে করা হতো।
১২০৬ সালে, আল-জাযারি তার দুটি পানি উত্তোলন যন্ত্রে ক্র্যাঙ্ক-কনরড পদ্ধতি ব্যবহার করেছিলেন। ১৫৫১ সালে তাকি-আল-দীন এবং ১৬২৯ সালে জিওভানি ব্রাঙ্কা একটি সাধারণ বাষ্পীয় টার্বাইনের কথা উল্লেখ করেন।
ত্রয়োদশ শতাব্দীতে চীনে একটি দৃঢ় রকেট মোটর আবিষ্কৃত হয়। গান পাউডার দিয়ে চালিত এই সাধারণ অন্তর্দহন ইঞ্জিনটি রণক্ষেত্রে শত্রুদের উদ্দেশ্যে উচ্চগতিতে গোলা নিক্ষেপে এবং আকাশে আতশ বাজি ফাটাতে কার্যকর ছিল। এরপর এই উদ্ভাবন সারা ইউরোপে ছড়িয়ে পড়ে।
ওয়াট বাষ্পীয় ইঞ্জিন ছিল প্রথম বাষ্পীয় ইঞ্জিন, যা বায়ুমণ্ডলীয় চাপের সামান্য উপরে বাষ্প ব্যবহার করে পিস্টন চালাত। ১৭১২ সালের নিউকমেন বাষ্পীয় ইঞ্জিনকে উন্নত করে, ১৭৬৩ থেকে ১৭৭৫ সাল পর্যন্ত জেমস ওয়াট এই ইঞ্জিনের ডিজাইনে কাজ করেন। তার উদ্ভাবন জ্বালানি দক্ষতার দিক থেকে বিশাল উন্নতি ঘটায় এবং আধা-স্বয়ংক্রিয় কারখানার দ্রুত বিকাশ সম্ভব করে। পরবর্তীতে এর উপর ভিত্তি করে বাষ্পীয় লোকোমোটিভ এবং রেলপথ পরিবহনের ব্যাপক বিস্তার ঘটে।
অন্তর্দহন পিস্টন ইঞ্জিন ১৮০৭ সালে ফ্রান্সে ডি রিভাজ এবং আলাদাভাবে নিকেফোর নিপ্সে ভাইদের দ্বারা পরীক্ষা করা হয়। ১৮৫৩-৫৭ সালে ইউজেনিও বারসান্তি এবং ফেলিস মাত্তেউচ্চি একটি ফ্রি-পিস্টন পদ্ধতি ব্যবহার করে প্রথম ৪-সাইকেল ইঞ্জিন আবিষ্কার ও পেটেন্ট করেছিলেন।
১৮৬০ সালে এতিয়েন লেনোয়ার একটি সফল বাণিজ্যিক অন্তর্দহন ইঞ্জিন আবিষ্কার করেন।
১৮৭৭ সালে অটো চক্র বাষ্পীয় ইঞ্জিনের চেয়ে অনেক বেশি ক্ষমতা-ওজন অনুপাত প্রদান করতে সক্ষম হয়, যা গাড়ি ও বিমানের মতো পরিবহন ব্যবহারের জন্য উপযুক্ত ছিল।
প্রথম বাণিজ্যিকভাবে সফল অটোমোবাইল, যা কার্ল বেনজ তৈরি করেছিলেন, হালকা ও শক্তিশালী ইঞ্জিনের প্রতি আগ্রহ বাড়ায়। হালকা গ্যাসোলিন অন্তর্দহন ইঞ্জিন, যা চার-স্ট্রোক ওটো সাইকেলে কাজ করে, হালকা গাড়ির জন্য সবচেয়ে সফল হয়েছে। অন্যদিকে, তুলনামূলকভাবে বেশি কার্যকর ডিজেল ইঞ্জিন ট্রাক এবং বাসের জন্য ব্যবহৃত হয়। তবে সাম্প্রতিক বছরগুলোতে, টার্বোচার্জড ডিজেল ইঞ্জিনগুলি ছোট গাড়িতেও জনপ্রিয় হয়ে উঠেছে, বিশেষত যুক্তরাষ্ট্রের বাইরে।
১৮৯৬ সালে কার্ল বেনজ প্রথম হরাইজন্টালি অপোজড পিস্টন ডিজাইনের পেটেন্ট পান। এই ডিজাইন অনুযায়ী, পিস্টনগুলি অনুভূমিক সিলিন্ডারে চলে এবং একসঙ্গে শীর্ষে পৌঁছে ভারসাম্য বজায় রাখে। এই ধরনের ইঞ্জিনকে “ফ্ল্যাট” বা “বক্সার” ইঞ্জিন বলা হয়, কারণ এর আকৃতি নিচু এবং চ্যাপ্টা। এগুলি ভক্সওয়াগেন বিটল, সিট্রোয়েন ২সিভি, কিছু পোরশে এবং সুবারু গাড়ি, এবং বেশ কিছু বিএমডব্লিউ ও হোন্ডা মোটরসাইকেলে ব্যবহৃত হয়েছে। এছাড়া ছোট প্রপেলার চালিত বিমানেও এই ইঞ্জিন ব্যবহৃত হয়।
অটোমোবাইল ইঞ্জিনের উন্নতির পিছনে বড় কারণ ইঞ্জিন নিয়ন্ত্রণ প্রযুক্তির উন্নতি, যেমন অনবোর্ড কম্পিউটারের মাধ্যমে ইঞ্জিন ম্যানেজমেন্ট এবং ইলেকট্রনিক ফুয়েল ইনজেকশন। টার্বোচার্জিং এবং সুপারচার্জিংয়ের মাধ্যমে ছোট ইঞ্জিনের শক্তি বাড়ানো হয়েছে, যা হালকা ওজন এবং জ্বালানি দক্ষ। একই পরিবর্তন ছোট ডিজেল ইঞ্জিনেও করা হয়েছে, যা গ্যাসোলিন ইঞ্জিনের সমান কার্যক্ষমতা দিতে সক্ষম। ইউরোপে ছোট ডিজেল গাড়ির জনপ্রিয়তা এটাই প্রমাণ করে। ডিজেল ইঞ্জিন কম হাইড্রোকার্বন এবং নির্গমন করে, তবে বেশি পার্টিকুলেট এবং দূষণ সৃষ্টি করে। ডিজেল ইঞ্জিন গ্যাসোলিন ইঞ্জিনের তুলনায় ৪০% বেশি জ্বালানি সাশ্রয়ী।
২০শ শতাব্দীর প্রথমার্ধে বিশেষত যুক্তরাষ্ট্রের গাড়ি মডেলগুলিতে ইঞ্জিন শক্তি বাড়ানোর প্রবণতা দেখা যায়। ডিজাইনে ইঞ্জিনের চাপ এবং ক্ষমতা বাড়ানোর জন্য বিভিন্ন পদ্ধতি ব্যবহার করা হয়েছিল। তবে এর ফলে ইঞ্জিন কম্পন ও আকারজনিত সমস্যার জন্য শক্তিশালী এবং আরও কমপ্যাক্ট ইঞ্জিন, যেমন V এবং অপোজড সিলিন্ডার লেআউট, ব্যবহার শুরু হয়।
যাত্রীবাহী গাড়ির সর্বোচ্চ জ্বালানি দক্ষতা অর্জিত হয় যখন কুল্যান্টের তাপমাত্রা প্রায় থাকে।
প্রথম দিকে গাড়ির ইঞ্জিন ডিজাইনে এক থেকে ১৬ সিলিন্ডার পর্যন্ত অনেক রকম বৈচিত্র্য দেখা গেছে। বিভিন্ন আকার, ওজন, ইঞ্জিন ডিসপ্লেসমেন্ট এবং বোর অনুযায়ী ইঞ্জিন তৈরি হয়েছিল। চার সিলিন্ডার ইঞ্জিন থেকে ১৯ থেকে ১২০ এইচপি পর্যন্ত শক্তি দেখা গেছে। এছাড়া তিন সিলিন্ডারের দুই-স্ট্রোক মডেল এবং স্ট্রেইট বা ইন-লাইন সিলিন্ডার ডিজাইন জনপ্রিয় ছিল। ছোট ইঞ্জিনগুলো সাধারণত এয়ার-কুলড এবং গাড়ির পেছনে স্থাপন করা হতো। ১৯৭০ এবং ১৯৮০-এর দশকে জ্বালানি দক্ষতার প্রতি আগ্রহ বেড়ে যায় এবং ছোট V-৬ ও চার সিলিন্ডার লেআউট আবার জনপ্রিয় হয়।
সবচেয়ে বড় অন্তর্দহন ইঞ্জিনটি ওয়ার্টসিলা-সুলজার RTA96-C, একটি ১৪ সিলিন্ডারের দুই-স্ট্রোক ডিজেল ইঞ্জিন। এটি এমা মায়ের্স্ক, বিশ্বের সবচেয়ে বড় কন্টেইনার জাহাজ, চালানোর জন্য ডিজাইন করা হয়েছিল। এই ইঞ্জিনের ওজন ২,৩০০ টন এবং এটি ১০২ আরপিএম-এ ৮০ মেগাওয়াটের বেশি শক্তি উৎপন্ন করতে পারে এবং দিনে ২৫০ টন পর্যন্ত জ্বালানি ব্যবহার করতে পারে।
ইঞ্জিনকে দুটি মানদণ্ডের ভিত্তিতে শ্রেণিবদ্ধ করা যায়: যে ধরনের শক্তি এটি গতির জন্য গ্রহণ করে এবং যে ধরনের গতি এটি আউটপুট করে।
দহন ইঞ্জিন হলো এমন তাপ ইঞ্জিন, যা দহন প্রক্রিয়ার তাপ দ্বারা চালিত হয়।
"অন্তর্দহন ইঞ্জিন" এমন একটি ইঞ্জিন যেখানে জ্বালানির দহন একটি দহন চেম্বারে অক্সিডাইজার (সাধারণত বাতাস) দিয়ে ঘটে। এই দহন থেকে উৎপন্ন উচ্চ তাপমাত্রা এবং উচ্চ চাপের গ্যাস সরাসরি ইঞ্জিনের অংশগুলিতে যেমন পিস্টন, টারবাইন ব্লেড বা নজেলের উপর শক্তি প্রয়োগ করে। এই প্রক্রিয়ায় দূরত্ব অতিক্রম করে যান্ত্রিক কাজ তৈরি হয়।
"বহির্দহন ইঞ্জিন" হলো একটি তাপ ইঞ্জিন যেখানে অভ্যন্তরীণ কাজের ফ্লুইডকে বাইরের উৎস থেকে উত্তপ্ত করা হয়, ইঞ্জিনের প্রাচীর বা হিট এক্সচেঞ্জার এর মাধ্যমে। ফ্লুইডটি এরপর প্রসারণের মাধ্যমে ইঞ্জিনের যান্ত্রিক ব্যবস্থার উপর কাজ করে গতি এবং ব্যবহারযোগ্য যান্ত্রিক কাজ তৈরি করে। এরপর ফ্লুইড ঠান্ডা করা হয়, সংকুচিত করা হয় এবং পুনরায় ব্যবহার করা হয় (বদ্ধ চক্র), অথবা (কম ক্ষেত্রে) ফেলে দেওয়া হয় এবং ঠান্ডা ফ্লুইড নেওয়া হয় (উন্মুক্ত চক্র বায়ু ইঞ্জিন)।
"দহন" বলতে বোঝায় অক্সিডাইজার দিয়ে জ্বালানি পোড়ানো, যা তাপ সরবরাহ করে। একই রকম বা এমনকি একই কাঠামো ও প্রক্রিয়ার ইঞ্জিন তাপের জন্য অন্যান্য উৎস যেমন পারমাণবিক, সৌর, ভূ-তাপীয় বা দহন ছাড়াই উত্তপ্ত প্রতিক্রিয়ার ব্যবহার করতে পারে; কিন্তু সেগুলি তখন সরাসরি বহিরাগত দহন ইঞ্জিন হিসেবে বিবেচিত হয় না, বরং বহিরাগত তাপীয় ইঞ্জিন হিসেবে বিবেচিত হয়।
কাজের ফ্লুইড হতে পারে গ্যাস যেমন স্টার্লিং ইঞ্জিন এর ক্ষেত্রে, অথবা বাষ্প যেমন বাষ্প ইঞ্জিন বা n-পেন্টেনের মত জৈব তরল অর্গানিক র‍্যাঙ্কিন চক্রে। ফ্লুইড যে কোনো গঠন ধারণ করতে পারে; গ্যাস সবচেয়ে সাধারণ, যদিও মাঝে মাঝে একক-পর্যায় তরলও ব্যবহার করা হয়। বাষ্প ইঞ্জিনের ক্ষেত্রে, ফ্লুইড পর্যায় পরিবর্তন করে তরল থেকে গ্যাসে রূপান্তরিত হয়।
"বায়ু-শ্বাসনশীল দহন ইঞ্জিন" হলো এমন দহন ইঞ্জিন যা জ্বালানী পোড়ানোর জন্য বায়ুমণ্ডলের অক্সিজেন ব্যবহার করে, রকেটের মতো বাহক অক্সিডাইজার বহন করার পরিবর্তে। তাত্ত্বিকভাবে, এটি রকেট ইঞ্জিনের তুলনায় ভালো স্পেসিফিক ইমপালস প্রদান করতে পারে।
এই ইঞ্জিনে একটি ধারাবাহিক বায়ু প্রবাহিত হয়। বায়ুটি সংকুচিত হয়, জ্বালানীর সাথে মিশে জ্বলে ওঠে এবং এক্সস্ট গ্যাস হিসেবে বেরিয়ে যায়। রিঅ্যাকশন ইঞ্জিনগুলিতে, জ্বালানোর শক্তির বেশিরভাগ অংশ এক্সস্ট গ্যাসের মাধ্যমে বেরিয়ে যায়, যা সরাসরি ঠেলাগতি (থ্রাস্ট) প্রদান করে।
বায়ু-শ্বাসনশীল ইঞ্জিনের সাধারণ উদাহরণ:
ইঞ্জিন চালানোর ফলে সাধারণত বায়ুর মান ও আশেপাশের শব্দ দূষণের উপর নেতিবাচক প্রভাব পড়ে। স্বয়ংচালিত শক্তি ব্যবস্থার দূষণ সংক্রান্ত বৈশিষ্ট্যগুলোর উপর ক্রমবর্ধমান গুরুত্ব দেওয়া হচ্ছে। ফলে বিকল্প শক্তি উৎস এবং অন্তর্দহন ইঞ্জিন উন্নতকরণের প্রতি নতুন আগ্রহ সৃষ্টি হয়েছে। যদিও কিছু সীমিত-উৎপাদন ব্যাটারি-চালিত বৈদ্যুতিক যানবাহন বাজারে এসেছে, তবে তাদের ব্যয় এবং কার্যক্ষমতার কারণে তারা প্রতিযোগিতায় টিকতে পারেনি। ২১ শতকে ডিজেল ইঞ্জিনের জনপ্রিয়তা বাড়ছে। তবে, গ্যাসোলিন ইঞ্জিন এবং ডিজেল ইঞ্জিন, নতুন নিঃসরণ নিয়ন্ত্রণ ডিভাইস নিয়ে, এখনও বড় চ্যালেঞ্জের মুখোমুখি হয়নি। বেশ কিছু নির্মাতা ছোট গ্যাসোলিন ইঞ্জিনের সাথে বৈদ্যুতিক মোটর যুক্ত করে হাইব্রিড ইঞ্জিন চালু করেছে, যা পরিবেশ সচেতনতার কারণে জনপ্রিয় হচ্ছে।
স্পার্ক ইগনিশন ইঞ্জিন থেকে নির্গত এক্সস্ট গ্যাসে থাকে: নাইট্রোজেন ৭০ থেকে ৭৫% (ভলিউম অনুসারে), জলীয় বাষ্প ১০ থেকে ১২%, কার্বন ডাই অক্সাইড ১০ থেকে ১৩.৫%, হাইড্রোজেন ০.৫ থেকে ২%, অক্সিজেন ০.২ থেকে ২%, কার্বন মনোক্সাইড ০.১ থেকে ৬%, অপূর্ণ হাইড্রোকার্বন এবং আংশিক অক্সিডাইজেশন পণ্য (যেমন আলডিহাইড) ০.৫ থেকে ১%, নাইট্রোজেন মনোক্সাইড ০.০১ থেকে ০.৪%, নাইট্রাস অক্সাইড <১০০ পিপিএম, সালফার ডাই অক্সাইড ১৫ থেকে ৬০ পিপিএম, এবং জ্বালানির সংযোজন ও লুব্রিকেন্টের মতো বিভিন্ন উপাদানের অল্প উপস্থিতি। কার্বন মনোক্সাইড অত্যন্ত বিষাক্ত এবং কার্বন মনোক্সাইড বিষক্রিয়া সৃষ্টি করতে পারে, তাই এই গ্যাসের ঘরে জমে যাওয়া এড়ানো গুরুত্বপূর্ণ। ক্যাটালাইটিক কনভার্টার বিষাক্ত নির্গমন কমাতে পারে, তবে পুরোপুরি দূর করতে পারে না। এছাড়া, আধুনিক শিল্পায়িত বিশ্বের ইঞ্জিন ব্যবহারের ফলে গ্রিনহাউস গ্যাস নির্গমন, বিশেষ করে কার্বন ডাই অক্সাইড, গ্রিনহাউস ইফেক্ট বাড়াচ্ছে – যা গ্লোবাল ওয়ার্মিং সম্পর্কে বড় উদ্বেগের কারণ।
কিছু ইঞ্জিন জ্বলনবিহীন প্রক্রিয়া থেকে উৎপন্ন তাপকে যান্ত্রিক কাজের রূপান্তর করে, যেমন একটি নিউক্লিয়ার পাওয়ার প্লান্ট পারমাণবিক বিক্রিয়া থেকে তাপ উৎপন্ন করে বাষ্প তৈরি করে এবং একটি বাষ্পীয় ইঞ্জিন চালায়, অথবা একটি রকেট ইঞ্জিনে হাইড্রোজেন পারঅক্সাইড ভাঙার মাধ্যমে গ্যাস টারবাইন চালানো হয়। শক্তির উৎস ভিন্ন হলেও ইঞ্জিন সাধারণত অন্তর্দহন বা বহির্দহন ইঞ্জিনের মতোই প্রকৌশলগত।
আরেকটি দহনবিহীন ইঞ্জিন গ্রুপ হলো থার্মো-অ্যাকোস্টিক তাপ ইঞ্জিন। এগুলি উচ্চ-তীব্রতার শব্দ তরঙ্গ ব্যবহার করে তাপ স্থানান্তর করে বা তাপের পার্থক্য থেকে উচ্চ-তীব্রতার শব্দ তরঙ্গ তৈরি করে। সাধারণভাবে, থার্মো-অ্যাকোস্টিক ইঞ্জিনকে স্থায়ী তরঙ্গ এবং চলমান তরঙ্গ ডিভাইসে ভাগ করা যায়।
স্টার্লিং ইঞ্জিন হতে পারে আরেক ধরনের দহনবিহীন তাপ ইঞ্জিন। এটি স্টার্লিং তাপগতীয় চক্র ব্যবহার করে তাপকে কাজে রূপান্তর করে। এর একটি উদাহরণ হলো আলফা টাইপ স্টার্লিং ইঞ্জিন, যেখানে গ্যাস একটি রিকুপারেটর দিয়ে গরম সিলিন্ডার থেকে ঠাণ্ডা সিলিন্ডারে প্রবাহিত হয়, যেগুলি ৯০° ফেজ ভিন্নতাযুক্ত পিস্টনের সাথে সংযুক্ত। গরম সিলিন্ডারে গ্যাস তাপ গ্রহণ করে এবং সম্প্রসারিত হয়ে পিস্টনকে চালায়, যা ক্র্যাঙ্কশ্যাফট ঘুরিয়ে দেয়। সম্প্রসারণের পরে, গ্যাসটি রিকুপারেটরের মাধ্যমে ঠাণ্ডা সিলিন্ডারে গিয়ে তাপ হারায় এবং চাপ কমে যাওয়ার ফলে অন্য পিস্টন গ্যাসটিকে আবার গরম সিলিন্ডারে পাঠায়।
অ-তাপীয় মোটর সাধারণত রাসায়নিক বিক্রিয়া দ্বারা চালিত হয়, তবে এগুলো তাপ ইঞ্জিন নয়। উদাহরণস্বরূপ:
একটি "বৈদ্যুতিক মোটর" বৈদ্যুতিক শক্তি ব্যবহার করে যান্ত্রিক শক্তি উৎপন্ন করে, যা সাধারণত চৌম্বক ক্ষেত্র এবং কারেন্ট পরিবাহী কন্ডাক্টরর মিথস্ক্রিয়ার মাধ্যমে ঘটে। বিপরীত প্রক্রিয়ায়, যান্ত্রিক শক্তি থেকে বৈদ্যুতিক শক্তি উৎপন্ন হয় জেনারেটর বা ডায়নামোর মাধ্যমে। ট্র্যাকশন মোটরগুলো যানবাহনে ব্যবহার হয় এবং প্রায়শই উভয় কাজ সম্পন্ন করতে পারে। বৈদ্যুতিক মোটরগুলো জেনারেটর হিসেবেও চালানো যায়, যদিও এটি সব সময় ব্যবহারিক নয়।
বৈদ্যুতিক মোটরগুলো সর্বত্র ব্যবহৃত হয়, যেমন শিল্প ফ্যান, ব্লোয়ার, পাম্প, মেশিন টুলস, গৃহস্থালী যন্ত্রপাতি, পাওয়ার টুলস, এবং ডিস্ক ড্রাইভ। এগুলো ডিরেক্ট কারেন্ট (যেমন ব্যাটারি চালিত পোর্টেবল ডিভাইস বা যানবাহন) বা এলটারনেটিং কারেন্ট (যেমন কেন্দ্রীয় বিদ্যুৎ বিতরণ ব্যবস্থা) থেকে শক্তি পায়। ক্ষুদ্রতম মোটরগুলো ইলেকট্রিক হাতঘড়িতে পাওয়া যায়। মাঝারি আকারের মোটরগুলো শিল্পে ব্যবহারের জন্য উপযুক্ত। সবচেয়ে বড় বৈদ্যুতিক মোটরগুলো বড় জাহাজের প্রপালশন এবং পাইপলাইন কমপ্রেসরের জন্য ব্যবহৃত হয়, যেগুলোর ক্ষমতা হাজার হাজার কিলোওয়াট।
বৈদ্যুতিক প্রবাহ এবং চৌম্বক ক্ষেত্রের মিথস্ক্রিয়া দ্বারা যান্ত্রিক শক্তি উৎপাদনের নীতি ১৮২১ সালেই জানা ছিল। ১৯শ শতকে বৈদ্যুতিক মোটরগুলোর দক্ষতা বাড়ানো হয়, তবে বড় পরিসরে বাণিজ্যিক ব্যবহারের জন্য দক্ষ জেনারেটর এবং বিদ্যুৎ বিতরণ নেটওয়ার্ক প্রয়োজন ছিল।
বৈদ্যুতিক মোটরের শক্তি খরচ এবং সংশ্লিষ্ট কার্বন পদচিহ্ন কমানোর জন্য বিভিন্ন দেশের নিয়ন্ত্রক সংস্থা উচ্চ-দক্ষ মোটর তৈরির জন্য আইন প্রণয়ন করেছে। একটি ভালো ডিজাইন করা মোটর তার ইনপুট শক্তির ৯০% এরও বেশি কার্যকর শক্তিতে রূপান্তর করতে পারে। মোটরের দক্ষতা কয়েক শতাংশ বাড়ালে কিলোওয়াট ঘন্টাতে (এবং খরচে) বড় সঞ্চয় হয়।
কিছু মোটর সম্ভাব্য শক্তি বা গতিশক্তি ব্যবহার করে চালিত হয়। উদাহরণস্বরূপ, কিছু ফিউনিকুলার, গ্র্যাভিটি প্লেন এবং রোপওয়ে কনভেয়র চলমান পানি বা পাথরের শক্তি ব্যবহার করে। কিছু ঘড়ি মাধ্যাকর্ষণ শক্তি ব্যবহার করে কাজ করে। সম্ভাব্য শক্তির অন্যান্য রূপে সংকুচিত গ্যাস (যেমন পায়োনিয়ার মোটর) এবং স্প্রিং (যেমন ক্লকওয়ার্ক মোটর) অন্তর্ভুক্ত।
একটি "নিউম্যাটিক মোটর" সংকুচিত বায়ুর শক্তি ব্যবহার করে যান্ত্রিক কাজ সম্পন্ন করে। এটি লিনিয়ার বা রোটারি গতির মাধ্যমে শক্তি রূপান্তর করে। নিউম্যাটিক মোটর হস্তচালিত টুল ইন্ডাস্ট্রিতে সফলভাবে ব্যবহৃত হচ্ছে এবং পরিবহন শিল্পে এর ব্যবহার বাড়ানোর চেষ্টা চলছে।
একটি "হাইড্রোলিক মোটর" চাপযুক্ত তরল থেকে শক্তি পায়। এটি ভারী বোঝা সরানোর এবং যন্ত্রচালনার জন্য ব্যবহৃত হয়।
কিছু মোটর একাধিক শক্তির উৎস ব্যবহার করতে পারে। উদাহরণস্বরূপ, একটি প্লাগ-ইন হাইব্রিড বৈদ্যুতিক গাড়ির মোটর ব্যাটারি বা জ্বালানি তেল থেকে শক্তি নিতে পারে।
এগুলি একটি ইঞ্জিনের কর্মক্ষমতা মূল্যায়ন করার জন্য ব্যবহৃত হয়।
গতি বলতে বোঝানো হয় পিস্টন ইঞ্জিনে ক্র্যাঙ্কশ্যাফটের ঘূর্ণন এবং কম্প্রেসর/টারবাইন রোটর এবং বৈদ্যুতিক মোটর রোটরের গতি। এটি মাপা হয় প্রতি মিনিটে ঘূর্ণন (rpm) হিসেবে।
থ্রাস্ট হল সেই শক্তি যা একটি বিমানকে দেয় তার প্রোপেলর বা জেট ইঞ্জিন যখন তাতে প্রবাহিত বাতাসকে ত্বরণ দেয়। এটি একটি জাহাজকেও তাড়িত করে যখন তার প্রোপেলর পানির প্রবাহকে ত্বরণ দেয়।
টর্ক হল একটি শ্যাফ্টে টার্নিং মোমেন্ট এবং এটি গণনা করা হয় ঐ শক্তি দ্বারা যা মোমেন্ট সৃষ্টি করে এবং এর শ্যাফ্ট থেকে তার দূরত্বের গুণফলে।
শক্তি হল কত দ্রুত কাজ করা হচ্ছে তার পরিমাপ।
দক্ষতা হল মোট ইনপুটের তুলনায় কার্যকরী শক্তি আউটপুটের অনুপাত।
যানবাহনের শব্দ মূলত ইঞ্জিনের থেকে আসে কম গতিতে এবং উচ্চ গতিতে যানবাহনের টায়ার এবং বাতাসের প্রবাহ থেকে আসে। বৈদ্যুতিক মোটরগুলি অন্তর্দহন ইঞ্জিনের তুলনায় কম শব্দ করে। থ্রাস্ট-উৎপাদনকারী ইঞ্জিন, যেমন টার্বোফ্যান, টার্বোজেট এবং রকেটগুলি সর্বাধিক শব্দ তৈরি করে কারণ তাদের থ্রাস্ট-উৎপাদনকারী, উচ্চ-গতি এরেক্সট স্ট্রিমগুলি চারপাশের স্থির বাতাসের সাথে মিথস্ক্রিয়া করে।
শব্দ হ্রাস প্রযুক্তির মধ্যে গ্যাসোলিন এবং ডিজেল ইঞ্জিনগুলির জন্য ইনটেক এবং এক্সহস্ট সিস্টেম মাফলার (সাইলেন্সার) এবং টার্বোফ্যান ইনলেটগুলিতে শব্দ শোষণকারী লাইনারগুলি অন্তর্ভুক্ত রয়েছে।
বিশেষভাবে উল্লেখযোগ্য কিছু ইঞ্জিনের ধরনের মধ্যে রয়েছে: