যখন কোটিপতি বিল গেটস এবং Khosla Ventures, EcoMotors-এ — একটি বিপরীত-পিস্টন ইঞ্জিন ডিজাইনকারী কোম্পানি — লক্ষ লক্ষ ডলার বিনিয়োগ করার সিদ্ধান্ত নেন, তখন মোটরগাড়ি জগৎ সতর্ক হয়ে ওঠে। বিপরীত-পিস্টন ইঞ্জিনের একটি দীর্ঘ ও সমৃদ্ধ ইতিহাস রয়েছে, তবুও এগুলো সড়ক পরিবহন থেকে মূলত অনুপস্থিত থেকেছে। EcoMotors এই উপেক্ষিত প্রযুক্তিতে নতুন দৃষ্টিভঙ্গি নিয়ে সেটি পরিবর্তন করতে এগিয়ে আসে।
OPOC ইঞ্জিন কী?
EcoMotors তার ইঞ্জিনটির নাম দিয়েছে OPOC — যা Opposed Piston Opposed Cylinder-এর সংক্ষিপ্ত রূপ। ডিজাইনটিতে দুটি সিলিন্ডার রয়েছে, প্রতিটিতে দুটি পিস্টন পরস্পরের মুখোমুখি অবস্থান করে। যদিও OPOC আর্কিটেকচার পেট্রোল ইঞ্জিনের সাথেও সামঞ্জস্যপূর্ণ (অ্যালকোহল-চালিত ভেরিয়েন্ট সহ), EcoMotors মূলত ডিজেল প্রয়োগের দিকেই মনোযোগ দিয়েছে।
OPOC ইঞ্জিন কীভাবে কাজ করে
OPOC ইঞ্জিন টু-স্ট্রোক চক্রে চলে, অর্থাৎ প্রতিটি সিলিন্ডারের বিপরীত পিস্টনগুলো একটি একক ক্র্যাংকশ্যাফট ঘূর্ণনে একটি পাওয়ার স্ট্রোক সম্পন্ন করে। পিস্টনগুলো যখন তাদের ডেড পয়েন্টের দিকে যায়, তখন সেগুলো সিলিন্ডারের দেওয়ালে পোর্ট উন্মুক্ত করে — একটি পিস্টন ইনটেক নিয়ন্ত্রণ করে, অন্যটি এক্সজস্ট নিয়ন্ত্রণ করে। পোর্ট টাইমিং সুনির্দিষ্টভাবে পর্যায়ক্রমিক করা হয় যাতে এক্সজস্ট পোর্ট সামান্য আগে খোলে এবং ইনটেক পোর্টের আগেই বন্ধ হয়, যা দক্ষ গ্যাস বিনিময়ের জন্য অপরিহার্য।
সিলিন্ডার হেড, ভালভ এবং তাদের সংশ্লিষ্ট অ্যাকচুয়েশন হার্ডওয়্যার বাদ দেওয়ায় উল্লেখযোগ্য সুবিধা পাওয়া গেছে। EcoMotors-এর দাবি অনুযায়ী, সমতুল্য শক্তির একটি প্রচলিত ডিজেল ইঞ্জিনের তুলনায়, OPOC নিম্নলিখিত সুবিধা প্রদান করে:
- ঘর্ষণ ক্ষতিতে ৫০% হ্রাস
- তেলের ব্যবহারে ৫০% হ্রাস
- মোট যন্ত্রাংশে ৫০% কম
- ওজনে ৩০–৫০% হ্রাস
- হুডের নিচে ২–৪ গুণ ছোট পরিসর
মূল উদ্ভাবন: একটি একক কেন্দ্রীয় ক্র্যাংকশ্যাফট
OPOC-কে পূর্ববর্তী বিপরীত-পিস্টন ডিজাইন থেকে আলাদা করে তোলে এর একক কেন্দ্রীয় ক্র্যাংকশ্যাফট ব্যবহার। পূর্ববর্তী ডিজাইনগুলোতে দুটি ক্র্যাংকশ্যাফটের প্রয়োজন ছিল — ইঞ্জিনের প্রতিটি প্রান্তে একটি করে — যা সেগুলোকে অনেক বড় এবং ভারী করে তুলত। সেই ভার এই পুরনো ডিজাইনগুলোকে ডিজেল লোকোমোটিভ এবং জাহাজেই সীমাবদ্ধ রেখেছিল। একটি কেন্দ্রীয় ক্র্যাংকশ্যাফটকে ঘিরে সব কিছু একত্রিত করে, EcoMotors বিপরীত-পিস্টন ফরম্যাটকে অনেক বৃহত্তর পরিসরের যানবাহনের জন্য কার্যকর করে তুলেছে।
ইলেকট্রিক টার্বোচার্জার: টু-স্ট্রোক স্ক্যাভেঞ্জিং সমস্যার সমাধান
সকল টু-স্ট্রোক ইঞ্জিনের মতো, OPOC-এরও পোর্ট খোলা থাকাকালীন সিলিন্ডার স্ক্যাভেঞ্জ করার জন্য একটি বাহ্যিক ডিভাইস প্রয়োজন। EcoMotors এই দায়িত্ব টার্বোচার্জারকে দিয়েছে — কিন্তু এটি একটি স্পষ্ট সমস্যা তৈরি করে: এক্সজস্ট গ্যাস চাপ তৈরি করার আগে স্টার্টআপে একটি টার্বোচার্জার অকেজো থাকে।
সমাধানটি হলো টার্বোচার্জার শ্যাফটে একটি সমন্বিত ইলেকট্রিক মোটর। এটি সম্পূর্ণ নতুন কোনো ধারণা নয়, তবে EcoMotors উৎপাদনমুখী ডিজাইনে এটি আনার ক্ষেত্রে প্রথমদের মধ্যে ছিল। এটি কীভাবে কাজ করে:
- স্টার্টআপে: ইলেকট্রিক মোটর অনবোর্ড ব্যাটারি প্যাক থেকে শক্তি নিয়ে টার্বোচার্জার ঘোরায় এবং ইঞ্জিন অপারেটিং গতিতে পৌঁছানোর আগেই সিলিন্ডার স্ক্যাভেঞ্জিং নিশ্চিত করে।
- ক্রুজে: ইলেকট্রিক মোটর বন্ধ হয়ে যায় এবং টার্বোচার্জার স্বাভাবিকভাবে কাজ করে।
- উচ্চ লোডে: যখন এক্সজস্ট প্রবাহ শক্তিশালী থাকে, তখন ইলেকট্রিক মোটর ভূমিকা পাল্টে জেনারেটর হিসেবে কাজ করে, শক্তি পুনরুদ্ধার করে এবং ব্যাটারি রিচার্জ করে।
কার্যক্ষমতার সম্ভাবনা এবং তাত্ত্বিক সুবিধা
OPOC-এর টু-স্ট্রোক আর্কিটেকচার তাত্ত্বিকভাবে একটি তুলনীয় ফোর-স্ট্রোক ইঞ্জিনের তুলনায় দ্বিগুণ পাওয়ার-টু-ডিসপ্লেসমেন্ট অনুপাত দেওয়ার সক্ষম — যদিও এই সীমা বাস্তবে এখনো অর্জিত হয়নি। পিস্টনের চলাচল থেকেও একটি যান্ত্রিক সুবিধা আসে: যেহেতু দুটি বিপরীত পিস্টন স্ট্রোক দূরত্ব ভাগ করে নেয়, তাই প্রতিটি পিস্টনকে একই ইঞ্জিন গতিতে একটি প্রচলিত পিস্টনের মাত্র অর্ধেক দূরত্ব পাড়ি দিতে হয়। এটি সরাসরি পিস্টনের গতি কমায় এবং ঘর্ষণ ক্ষতি হ্রাস করে।
EcoMotors আরো দাবি করে যে OPOC-এর দহন চেম্বারের জ্যামিতি ব্যতিক্রমীভাবে পুঙ্খানুপুঙ্খ সিলিন্ডার স্ক্যাভেঞ্জিং সম্ভব করে, যা টু-স্ট্রোক চক্রের দক্ষতা আরো বাড়িয়ে তোলে।
পিটার হফবাউয়ার: ইঞ্জিনের পেছনের প্রকৌশলী
OPOC তার উদ্ভাবনীতার বেশিরভাগ কৃতিত্ব পায় পিটার হফবাউয়ার-এর কাছ থেকে, যিনি EcoMotors-এর প্রতিষ্ঠাতা, চেয়ারম্যান এবং CTO। হফবাউয়ার Volkswagen-এ উন্নত ইঞ্জিন উন্নয়নে দুই দশকেরও বেশি সময় নেতৃত্ব দিয়েছিলেন, যেখানে তিনি VR6 সহ বিভিন্ন উদ্ভাবনের জন্য দায়ী ছিলেন — VW-এর কমপ্যাক্ট ১৫-ডিগ্রি ন্যারো-অ্যাঙ্গেল V6 ইঞ্জিন। তিনি ২০০৮ সালে EcoMotors প্রতিষ্ঠার কয়েক বছর আগে থেকেই OPOC লেআউটের ধারণা করতে শুরু করেছিলেন, এবং তার পটভূমি প্রকল্পটিকে যথেষ্ট বিশ্বাসযোগ্যতা দেয়।
বাস্তব স্পেসিফিকেশন: EM100 মডেল
EcoMotors-এর ফ্ল্যাগশিপ ডিজেল প্রোটোটাইপ, EM100, একটি চ্যাসিস ডায়নামোমিটারে ৫০০ ঘণ্টারও বেশি সময় জমা করেছে — যা মূল ডিজাইনটি উদ্দেশ্য অনুযায়ী কাজ করছে তা নিশ্চিত করার জন্য যথেষ্ট। তবে দাবিকৃত কার্যক্ষমতার পরিসংখ্যানের বিষয়ে চিত্রটি আরো সূক্ষ্ম। সর্বোচ্চ আউটপুট সেটিংসে, EM100 শুধুমাত্র নির্গমন নিয়ন্ত্রণ সক্রিয় না রেখেই তার শক্তি ও টর্কের লক্ষ্যমাত্রা পূরণ করে। সেই কনফিগারেশনে, EcoMotors এটিকে প্রাথমিকভাবে সামরিক প্রয়োগের জন্য বাজারজাত করে, যেখানে এক্সজস্ট সম্মতির চেয়ে পাওয়ার-টু-ওয়েট অনুপাতকে প্রাধান্য দেওয়া হয়।
বেসামরিক সড়ক যানবাহনের জন্য, EcoMotors একই ইঞ্জিনের একটি ভিন্নভাবে টিউন করা সংস্করণ নিম্নলিখিত স্পেসিফিকেশন সহ অফার করে:
- আউটপুট: ৩০০ এইচপি
- টর্ক: ৭৪৬ N·m
- জ্বালানি দক্ষতা উন্নতি: প্রচলিত ডিজেলের তুলনায় ~১৫%
- নির্গমন: এই কনফিগারেশনে প্রমিত সড়ক বিধিমালার সাথে সামঞ্জস্যপূর্ণ
যদিও শিরোনামের ৪৫–৫০% দক্ষতার দাবির তুলনায় ১৫% সামান্য মনে হতে পারে, এটি এমন একটি শিল্পে যথেষ্ট বড় অর্জন যেখানে প্রকৌশলীরা নিয়মিত শতাংশের ভগ্নাংশের জন্য লড়াই করেন।
মডুলার ডিজাইন: দুটি ইঞ্জিন, একটি পাওয়ারট্রেইন
OPOC আর্কিটেকচারের সবচেয়ে আকর্ষণীয় দিকগুলোর একটি হলো এর মডুলার স্কেলেবিলিটি। EcoMotors ইলেকট্রনিক্যালি নিয়ন্ত্রিত কাপলিং দ্বারা সংযুক্ত একটি একক ফোর-সিলিন্ডার পাওয়ারট্রেইনে দুটি OPOC ইউনিট জোড়া লাগানোর প্রস্তাব করে। সিস্টেমটি এভাবে কাজ করে:
- কম লোডে: শুধুমাত্র একটি মডিউল চলে, তার সবচেয়ে দক্ষ রেঞ্জে পরিচালনা করে।
- উচ্চ লোডে: দ্বিতীয় মডিউলটি ইলেকট্রনিক কাপলিংয়ের মাধ্যমে নির্বিঘ্নে সংযুক্ত হয়।
- কম্পন: যেহেতু OPOC সহজাতভাবে ভালোভাবে ভারসাম্যপূর্ণ, তাই নিষ্ক্রিয় মডিউল পুনরায় সক্রিয় করলে ন্যূনতম শব্দ বা কম্পন হয়।
এটি ধারণাগতভাবে বড় V-ইঞ্জিনে সিলিন্ডার ডিঅ্যাক্টিভেশনের মতো — তবে একটি গুরুত্বপূর্ণ পার্থক্যসহ। প্রচলিত সিলিন্ডার কাটঅফ সিস্টেমে, নিষ্ক্রিয় পিস্টনগুলো উপরে-নিচে চলতে থাকে এবং প্যারাসিটিক ড্র্যাগ তৈরি করে। OPOC মডুলার সেটআপে, নিষ্ক্রিয় ইউনিট সম্পূর্ণরূপে থামে, সেই ক্ষতি সম্পূর্ণভাবে দূর করে। জোড়া কনফিগারেশনে, প্রতিটি মডিউল ২৪০ এইচপি রেটেড, যা মিলিত ৪৮০ এইচপি আউটপুট দেয়, এবং বলা হয় সর্বোচ্চ ৪৫% জ্বালানি দক্ষতা উন্নতি এবং কঠোর এক্সজস্ট নির্গমন মানদণ্ড পূরণ করে।
পরবর্তী পদক্ষেপ: EM65 এবং সম্প্রসারণ পরিকল্পনা
EcoMotors EM100-এর একটি ছোট সহোদরও তৈরি করেছে: EM65, একটি ৭৫ এইচপি টু-সিলিন্ডার ইউনিট যা ফ্ল্যাগশিপ ডিজেল মডেলের চেয়ে হালকা এবং আরো কমপ্যাক্ট। EM100-এর মতো নয়, EM65 একটি পেট্রোল-চালিত ইঞ্জিন হিসেবে পরিকল্পিত, যা বিস্তৃত পরিসরের প্রয়োগের দরজা খুলে দেয়:
- হালকা ট্রাক এবং ভ্যান
- যাত্রীবাহী গাড়ি
- হাইব্রিড-ইলেকট্রিক যানবাহন
OPOC এখনো একটি উন্নয়নশীল প্রযুক্তি, এবং EcoMotors-এর অনেক সাহসী দাবি এখনো বাস্তব-জগতের পরিস্থিতিতে যাচাই করা বাকি। তবুও, এর প্রধান ডিজাইনারের পরিচয় — একজন মানুষ যিনি Volkswagen-এ দুই দশক দিয়েছেন — যথেষ্ট বিশ্বাসযোগ্যতা প্রদান করে। এটাও উল্লেখযোগ্য যে OPOC-এ হফবাউয়ারের কাজ প্রাথমিক Porsche প্রকৌশল দর্শনের প্রতিধ্বনি করে — Volkswagen ব্র্যান্ড গড়ে তোলায় ফার্দিনান্দ পর্শের নিজস্ব মৌলিক ভূমিকার কথা স্মরণ করিয়ে দেয়।
এটি একটি অনুবাদ। আপনি মূল লেখাটি এখানে পড়তে পারেন: https://www.drive.ru/technic/4efb337600f11713001e5522.html
প্রকাশিত অক্টোবর 21, 2021 • পড়তে 6m লাগবে
