পিস্টন

পিস্টন হচ্ছে রেসিপ্রোকেটিং ইঞ্জিন,  রেসিপ্রোকেটিং পাম্প,  গ্যাস কম্প্রেসার,  হাইড্রোলিক সিলিন্ডার  এবং একই ধরনের কাজ করা যন্ত্রগুলোর একটি গুরুত্বপূর্ণ অংশ। পিস্টনের অবস্থান সিলিন্ডারের ভেতরে  এবং পিস্টন রিং এর সাহায্যে এদিকে বায়ুরোধী করা হয়। ইঞ্জিনের মধ্যে এটার কাজ হচ্ছে, সিলিন্ডারের মধ্যে প্রসারণশীল গ্যাস হতে পিস্টন রড এবং/অথবা কানেক্টিং রডের মাধ্যমে  ক্রাংক শ্যাফট- এ বল প্রদান করা। পাম্পের মধ্যে এর ফাংশন পুরোপুরি উল্টো। পাম্প-এ ক্রাংকশ্যাফট থেকে  পিস্টনে বল প্রদান করে সিলিন্ডারের  ভেতরের  ফ্লুইডকে  চাপ প্রদান করা হয় অথবা বের করে দেওয়া হয়। কিছু কিছু ইঞ্জিনে পিস্টনকে ভালভ  হিসেবেও ব্যবহার করা হয় ।



পিস্টনের কার্যপদ্ধতি 
পিস্টনের সংখ্যা, পাশাপাশি তাদের সজ্জাও ইঞ্জিনের ধরনের উপর নির্ভর করে। ইঞ্জিনে পিস্টনের কাজ হ'ল বিস্ফোরিত গ্যাস থেকে ক্র্যাঙ্কশ্যাফ্টে শক্তি স্থানান্তর করা। সিলিন্ডারের অভ্যন্তরে প্রতিটি পিস্টন একটি রড দ্বারা সংযুক্ত থাকে যার সাহায্যে পিস্টনটি উপরে নিচে যেতে পারে।প্রথমে বায়ু এবং জ্বালানী একত্রে মিশ্রিত হয় এবং সিলিন্ডারে প্রবেশ করানো হয়। পিস্টনের সাহায্যে সিলিন্ডারে মিশ্রণটি সংকুচিত হয় এবং স্পার্ক-এর মাধ্যমে মিশ্রনটিকে দহিত করে শক্তি উৎপাদন করা হয়। এই দহনের ফলে উৎপন্ন প্রসারণশীল গ্যাস পিস্টনের ওপর বল প্রয়োগ করে  বাইরের দিকে ঠেলে দেয় ।

বিভিন্ন ধরনের ইঞ্জিন পিস্টন

অন্তর্দহ ইঞ্জিন 

একটি  অন্তর্দহ ইঞ্জিন সিলিন্ডারের শীর্ষে দহন চেম্বারের জায়গাতে প্রসারণশীল দহন গ্যাসগুলির চাপ দ্বারা কাজ করা হয়। এরপরে এই বল সংযোগকারী রডের মাধ্যমে এবং ক্র্যাঙ্কশ্যাটের উপর দিয়ে নীচের দিকে কাজ করে। সংযোগকারী রড পিস্টনের সাথে একটি সুইভেলিং গুজিয়ন পিন (মার্কিন: কব্জি পিন) দ্বারা সংযুক্ত থাকে। এই পিনটি পিস্টনের মধ্যে মাউন্ট করা হয়েছে: বাষ্প ইঞ্জিনের বিপরীতে এখানে কোনও পিস্টন রড বা ক্রসহেড নেই (বড় টু-স্ট্রোক ইঞ্জিন বাদে)।

গতানুগতিক পিস্টনের নকশা ছবিতে রয়েছে। এই ধরনের পিস্টন ব্যাপকভাবে ডিজেল ইঞ্জিন চালিত গাড়িতে ব্যবহৃত হয়। উদ্দেশ্য অনুযায়ী, সুপারচার্জিং স্তর এবং ইঞ্জিনগুলির কার্যকারিতা এবং আকার অনুপাত পরিবর্তন করা যেতে পারে।

উচ্চ-ক্ষমতা সম্পন্ন ডিজেল ইঞ্জিনগুলি কঠিন পরিস্থিতিতে কাজ করে। দহন চেম্বারে সর্বাধিক চাপ ২০ মেগা প্যাসকেল -এ পৌঁছতে পারে এবং কিছু পিস্টন পৃষ্ঠের সর্বাধিক তাপমাত্রা ৪৫০ ° সেন্টিগ্রেড ছাড়িয়ে যেতে পারে। বিশেষ কুলিং(ঠান্ডা করা) গহ্বর তৈরি করে পিস্টন কুলিংয়ের উন্নতি করা সম্ভব। ইনজেক্টর তেল সরবরাহকারী চ্যানেল «B» এর মাধ্যমে এই কুলিং গহ্বর «A» তে তেল সরবরাহ করে ।  বেশি তাপমাত্রা  কমানোর জন্য  যথাযথ গণনা এবং বিশ্লেষণ করে পিস্টন  বানাতে হবে। কুলিং গহ্বরে তেলের প্রবাহ ইনজেক্টরের মাধ্যমে  প্রবাহিত তেলের ৮০ ভাগের কম হওয়া উচিত নয়।

পিনটি   শক্ত ইস্পাত থেকে তৈরি এবং এটি পিস্টনে স্থির করা থাকে, তবে সংযোগকারী রডে মুক্তভাবে নড়তে পারে। কয়েকটি ডিজাইন একটি 'সম্পূর্ণ ভাসমান' নকশা ব্যবহার করে যা উভয় উপাদানেই মুক্তভাবে থাকে। পিন যেন  সিলিন্ডারের দেয়ালের কাছাকাছি না যেতে পারে সেদিকে খেয়াল রাখতে হবে । অন্যথায়  সিলিন্ডারের দেয়ালে  গর্ত হওয়ার সম্ভাবনা থাকে।

পিস্টন রিং গুলো ব্যবহার করে বাহির থেকে গ্যাসের আদান-প্রদান প্রতিরোধ করা হয়। এগুলি কয়েকটি সংকীর্ণ লোহার আংটি, যা পিস্টন মুকুটের ঠিক নিচে পিস্টনের খাঁজগুলিতে আলগাভাবে লাগানো হয়। রিংগুলো পরিধি বরাবর কোন এক স্থানে কাটা বা বিভক্ত করা থাকে। যার ফলে স্প্রিং দিয়ে ভেতর থেকে হালকা চাপ দিলে রিং গুলো প্রসারিত হয়ে  সিলিন্ডারের দেয়ালে লেগে যায়। দুটি ধরনের রিং ব্যবহৃত হয়: উপরের রিংগুলিতে শক্ত মুখ থাকে এবং গ্যাস আদান-প্রদান প্রতিরোধ করে; তেল চাঁছনি হিসাবে কাজ করতে নীচের রিংগুলিতে সরু প্রান্ত এবং একটি ইউ-আকারের প্রোফাইল রয়েছে ।পিস্টন রিং এর  ডিজাইনে আরও অনেক হিসাব-নিকাশ জড়িত থাকে।

পিস্টনগুলি সাধারণত অ্যালুমিনিয়ামের মিশ্রণ থেকে কাস্ট বা  ফোর্জ করে তৈরি করা হয়। আরও ভাল প্রতিরোধশক্তি এবং ক্লান্তি(ফেটিগ)  জীবনের জন্য, কিছু রেসিং পিস্টনও  ফোর্জ  করা হয়। বিলেট পিস্টনগুলিও রেসিং ইঞ্জিনগুলিতে ব্যবহৃত হয় ।কারণ তারা শেষ মুহুর্তের নকশা পরিবর্তনের জন্য বাজারে বিদ্যমান ফোর্জদ পিস্টন গুলোর আকার এবং আর্কিটেকচারের উপর নির্ভর করে না। যদিও খালি চোখে সাধারণত দেখা যায় না, পিস্টনগুলি নিজেরাই নির্দিষ্ট স্তরের ডিম্বাকৃতি এবং প্রোফাইল টেপার দিয়ে ডিজাইন করা হয়, যার অর্থ তারা পুরোপুরি গোলাকার নয় এবং পিস্টনের ব্যাস মুকুট থেকে নিচের দিকে বৃদ্ধি পেয়ে স্কার্ট(কটিদেশ)- এ সর্বোচ্চ হয়।  

শুরুর দিকে পিস্টন গুলো ঢালাই লোহা থেকে তৈরি করা হতো।   তবে ঢালাই লোহার সাথে  শঙ্কর ব্যবহার করলে পিস্টন গুলির ওজন কমে যেত; যার ফলে ভারসাম্য বজায় রাখতে সুবিধা হত। ইঞ্জিন জ্বলন তাপমাত্রায় টিকে থাকতে পারে এমন পিস্টন উৎপাদন করতে ওয়াই অ্যালয় এবং হিডুমিনিয়াম-এর মতো নতুন অ্যালয় তৈরি করা দরকার ছিল।

কয়েকটি প্রাথমিক গ্যাস ইঞ্জিনে দ্বিমুখী কার্যক্ষম সিলিন্ডার ছিল। তবে অন্যথায় কার্যকরভাবে সমস্ত অভ্যন্তরীণ জ্বলন ইঞ্জিন পিস্টনগুলি একমুখী কার্যক্ষম । দ্বিতীয় বিশ্বযুদ্ধের সময়, মার্কিন ডুবোজাহাজ <i id="mwVA">পম্পানো</i> -  এর সাথে এইচওআর নামের কুখ্যাত এবং অনির্ভরযোগ্য দ্বিমুখী কার্যক্ষম দ্বি-স্ট্রোক ডিজেল ইঞ্জিনের প্রোটোটাইপ লাগানো হয়েছিল। এটি ছোট সাবমেরিনে ব্যবহার করার মত যথেষ্ট আঁটসাঁট  ছিল। তবে পরবর্তীতে এটিকে আর  ইঞ্জিনের নকশায় ব্যবহার করা হয়নি।

ট্রাঙ্ক পিস্টন 
ট্রাঙ্ক পিস্টনগুলির ব্যাসার্ধের তুলনায় উচ্চতা বেশি হয় এবং এরা পিস্টন  ও সিলিন্ড্রিক্যাল ক্রসহেড  উভয় হিসেবে কাজ করে। ঘূর্ণন-এর  সুবিধার জন্য সংযোগকারী রডকে কৌণিক ভাবে বানানো হয়। এটা সত্ত্বেও সিলিন্ডারের দেয়াল বরাবর  সংযোগকারী রড দ্বারা একটি পার্শ্বীয় বল প্রযুক্ত হয়। একটি দীর্ঘ পিস্টন এটি সামাল দিতে সহায়তা করে।

অভ্যন্তরীণ জ্বলন ইঞ্জিন ব্যবহার শুরুর সময় থেকে পিস্টন  হিসেবে ট্রাঙ্ক পিস্টন ব্যবহার হয়ে আসছে। এগুলি পেট্রোল এবং ডিজেল উভয় ইঞ্জিনের জন্যই ব্যবহৃত হয়েছিল, যদিও উচ্চ গতির ইঞ্জিনগুলি এখন হালকা ওজনের স্লিপার পিস্টন গ্রহণ করেছে।

বেশিরভাগ ট্রাঙ্ক পিস্টনের একটি বৈশিষ্ট্য, বিশেষত ডিজেল ইঞ্জিনগুলির জন্য, তাদের গুডজিয়ন পিন এবং মুকুট-এর মধ্যে রিংগুলি ছাড়াও গুডজিয়ন পিনের নিচে একটি তেলের রিংয়ের খাঁজ রয়েছে।

'ট্রাঙ্ক পিস্টন' নামটি ' ট্রাঙ্ক ইঞ্জিন ' থেকে এসেছে, যা ছিল  শুরুর দিকের সামুদ্রিক বাষ্প ইঞ্জিনের নকশা। এগুলি আরও আঁটোসাঁটোভাবে তৈরি করার জন্য, পৃথক ক্রসহেড সহ স্টিম ইঞ্জিনের সাধারণ পিস্টন রডটি বাদ দেয়া হয়েছিল এবং এর পরিবর্তে প্রথম ইঞ্জিন ডিজাইনটি পিষ্টনের মধ্যে সরাসরি গুডজিয়ন পিন স্থাপন করেছিল। অন্যথায় এই ট্রাঙ্ক ইঞ্জিন পিস্টনগুলি ট্রাঙ্ক পিস্টনের সাথে সামান্যই সাদৃশ্যপূর্ণ ছিল; তারা অত্যন্ত বড় ব্যাস এবং দ্বিমুখী কার্যক্ষম ছিল। তাদের 'ট্রাঙ্ক' ছিল পিস্টনের কেন্দ্রে লাগানো একটি সরু সিলিন্ডার।

ক্রসহেড পিস্টন 
ধীর গতির বড় ডিজেল ইঞ্জিনগুলির পিস্টনে পার্শ্ব বল ক্রিয়া করার কারণে অতিরিক্ত সহায়তার প্রয়োজন হতে পারে। এই ইঞ্জিনগুলিতে সাধারণত ক্রসহেড পিস্টন ব্যবহার করে। মূল পিস্টনে একটি বৃহত পিস্টন রড রয়েছে। এই রড মূল পিস্টন থেকে নিচে কার্যকরভাবে দ্বিতীয় ছোট ব্যাসের পিস্টন পর্যন্ত প্রসারিত হয়। প্রধান পিস্টন বায়ুরোধী করার কাজে ব্যবহৃত হয় এবং সেই সাথে পিস্টন রিং বহন করে। ছোট পিস্টনটি পুরোপুরিভাবে একটি যান্ত্রিক গাইড। এটি ট্রাঙ্ক গাইড হিসাবে একটি ছোট সিলিন্ডারের অভ্যন্তরে সঞ্চালিত হয় এবং একই সাথে গুডজিয়ন পিনও বহন করে।

 ট্রাঙ্ক পিস্টনের তুলনায় ক্রসহেড পিস্টনের লুব্রিকেশনে কিছু বাড়তি সুবিধা রয়েছে। কারণ এটির লুব্রিকেটিং তেলে দহনের উত্তাপ লাগে না  এবং দহনের সময় উৎপন্ন কণা দ্বারা দূষিত হয় না, সেই সাথে পিস্টনটি তাপের কারণে ভেঙে যায় না এবং পাতলা,  কম সান্দ্রতার তেল ব্যবহার করা যায়। পিস্টন এবং ক্রসহেড উভয়ের ঘর্ষণ একটি ট্রাঙ্ক পিস্টনের তুলনায় অর্ধেক হতে পারে। 

এই পিস্টনগুলির অতিরিক্ত ওজনের কারণে এগুলি উচ্চ-গতির ইঞ্জিনগুলির জন্য ব্যবহৃত হয় না।

স্লিপার পিস্টন 

স্লিপার পিস্টন হ'ল পেট্রোল ইঞ্জিনের জন্য একটি পিস্টন যার আকার এবং ওজন যতটা সম্ভব হ্রাস করা হয়েছে। চরম ক্ষেত্রে, মালমসলা (উপাদান) অপসারণ করে পিস্টন মুকুট বানানো হয়, পিস্টনের রিংয়ের  সম্পূরক অংশ বানানো হয়, এবং বোরের মধ্যে পিস্টন দোলন বন্ধ করতে দুটি পিস্টন স্কার্টের যথেষ্ট পরিমাণ অবশিষ্ট রাখা হয়। গুডজিয়ন পিনের চারপাশে পিস্টন স্কার্টের দিকগুলি সিলিন্ডারের প্রাচীর থেকে দূরে অবস্থান করে। ওজন ও  আকার হ্রাসের উদ্দেশ্যটি হল পর্যাবৃত্ত ভরের বেশিরভাগ হ্রাস করা, ফলে ইঞ্জিনের ভারসাম্য বজায় রাখা সহজ হয় এবং তাই উচ্চ গতি  উঠানো যায়। রেসিং অ্যাপ্লিকেশনগুলিতে, স্লিপার পিস্টন স্কার্টগুলিকে পূর্ণ স্কার্টের অনমনীয়তা এবং শক্তি বজায় রেখে অত্যন্ত হালকা ওজন অর্জনের জন্য রূপান্তরিত করা যেতে পারে। জড়তার হ্রাস ইঞ্জিনের যান্ত্রিক দক্ষতা বৃদ্ধি করে: পর্যাবৃত্ত ভাবে গতিশীল অংশগুলোকে ত্বরণ ও মন্দন প্রদান করতে বল প্রয়োগ করতে হয় । যার কারণে পিস্টনের মাথায়  ফ্লুইড এর চাপের চেয়ে পিস্টন এবং সিলিন্ডার প্রাচীরের মধ্যে ঘর্ষণ বেশি হয়।  সিলিন্ডারের প্রাচীরের সাথে ঘর্ষণে কিছুটা হ্রাস হতে পারে, যেহেতু সিলিন্ডারে স্কার্টের উপরের অংশটি স্লাইডারে উপরে এবং নিচে যায় এবং অর্ধেক হ্রাস পেয়েছে। যাইহোক, বেশিরভাগ ঘর্ষণ পিস্টনের রিংগুলির কারণে হয়।

অপসারণকারী (ডিফ্লেক্টর) পিস্টন 

ডিফ্লেক্টর পিস্টনগুলি দ্বিঘাত ইঞ্জিনে ব্যবহৃত হয় ক্র্যাঙ্ককেস সংকোচনের সঙ্গে, যেখানে সিলিন্ডারের অভ্যন্তরে থাকা গ্যাস প্রবাহকে সতর্কতার সাথে ভালোভাবে নির্গমন করতে হবে। আড়াআড়ি নির্গমনের সাথে, স্থানান্তর (সিলিন্ডারে প্রবেশ) এবং নির্গমন পোর্টগুলি সিলিন্ডারের প্রাচীরের দিকে মুখ করে থাকে। আগত মিশ্রণটি এক  পোর্ট দিয়ে প্রবেশ করে অন্য পোর্ট দিয়ে বের হয়ে যাওয়া রোধ করতে, পিস্টনের মুকুটটিতে একটি উত্থিত পাঁজর রয়েছে। এটি জ্বলন চেম্বারের আশেপাশে আগত মিশ্রণটি উপরের দিকে পাঠানোর উদ্দেশ্যে করা হয়েছে। 

নির্গমন প্রক্রিয়া উন্নতি সাধন করতে বিভিন্ন ধরনের পিস্টন মুকুট  ডিজাইন করতে হয়েছে।

মুকুট গুলি একটি সাধারণ পাঁজরের হাড়ের মত অংশ থেকে বড় অপ্রতিসম স্ফীত অংশে বিকশিত হয়, সাধারণত প্রবেশ পথে খাড়া মুখ এবং  নির্গমন পথে মৃদু বক্র থাকে। এটি সত্ত্বেও,  আড়াআড়ি নির্গমন কখনই  আশানুরূপ কার্যকর ছিল না।  বর্তমানে বেশিরভাগ ইঞ্জিন  শনুয়েরেল পোর্টিং ব্যবহার করে।  এ ব্যবস্থায় সিলিন্ডারের পাশে এক জোড়া ট্রান্সফার পোর্ট রাখে এবং অনুভূমিক অক্ষের পরিবর্তে উল্লম্ব অক্ষের চারপাশে ঘূর্ণন এর মাধ্যমে গ্যাস প্রবাহকে উত্সাহ দেয়।

রেসিং পিস্টন 

রেসিং ইঞ্জিনগুলিতে, রেসিংয়ের সময় প্রয়োজনীয় উচ্চ ইঞ্জিন আর.পি.এম অর্জনের জন্য পিস্টনের শক্তি ও দৃঢ়তা সাধারণত একটি যাত্রীবাহী গাড়ির ইঞ্জিনের তুলনায় অনেক বেশি থাকে এবং ওজন অনেক কম থাকে।

জলবাহী সিলিন্ডার 

জলবাহী সিলিন্ডারগুলি একমুখী কার্যক্ষম বা দ্বিমুখী কার্যক্ষম উভয়ই হতে পারে। একটি জলবাহী নিয়ন্ত্রক পিস্টনের গতিবেগ সামনে-পিছনে নিয়ন্ত্রণ করে। গাইড রিংগুলি পিস্টন এবং রডকে গাইড করে এবং ব্যাসার্ধ বরাবর  ক্রিয়ারত বল, যা সিলিন্ডারে লম্বভাবে কাজ করে,  সেই বল শোষণ করে এবং ধাতব অংশগুলির  একটির  উপর দিয়ে অপরটির  পিছলানো প্রতিরোধ করে।

বাষ্প ইঞ্জিন 

বাষ্প ইঞ্জিনগুলি সাধারণত ডাবল-অ্যাক্টিং (অর্থাৎ বাষ্প চাপ পিস্টনের প্রতিটি পাশে পর্যায়ক্রমে কাজ করে) এবং বাষ্প ঢোকানো এবং বের করা স্লাইড ভালভ, পিস্টন ভালভ বা পপেট ভালভ দ্বারা নিয়ন্ত্রিত হয়। ফলস্বরূপ, বাষ্প ইঞ্জিন পিস্টনগুলি প্রায় সবসময় তুলনামূলকভাবে পাতলা ডিস্ক এর মত হয়: তাদের ব্যাস তাদের ঘনত্বের কয়েকগুণ বেশি হয়। একটি ব্যতিক্রম হ'ল ট্রাঙ্ক ইঞ্জিন পিস্টন, এটির আকৃতি আধুনিক অভ্যন্তরীণ-জ্বলন ইঞ্জিনের মতো । আরেকটি বিষয় হল: যেহেতু প্রায় সমস্ত স্টিম ইঞ্জিনগুলি ড্রাইভ রডে বল স্থানান্তরিত করতে ক্রসহেড ব্যবহার করে, তাই পিস্টনটি সুস্থির করতে কিছু পার্শ্বীয় বল প্রদান করা হয় । সুতরাং সিলিন্ডার-আকৃতির পিস্টন স্কার্টের প্রয়োজন পড়ে না।

পাম্প 
পিস্টন পাম্পগুলি তরলগুলি সরানো বা গ্যাসগুলিকে সঙ্কোচিত করতে ব্যবহার করা যেতে পারে।

এয়ার কামান 
এয়ার কামানগুলিতে দুটি বিশেষ ধরনের পিস্টন ব্যবহৃত হয়: নিকট সহনশীল পিস্টন এবং ডাবল পিস্টন। নিকট সহনশীলতার পিস্টনগুলিতে ও-রিংগুলি ভাল্ব হিসাবে কাজ করে । তবে ও-রিংগুলি ডাবল পিস্টনের ধরনের ক্ষেত্রে ব্যবহৃত হয় না।

আরও দেখুন

মন্তব্য

তথ্যসূত্র

গ্রন্থাগার

বহিঃসংযোগ 

 পিস্টন ইঞ্জিন প্রবন্ধ
 স্টাফ কীভাবে কাজ করে - বেসিক ইঞ্জিন যন্ত্রাংশ

ইঞ্জিন প্রযুক্তি