Expansion chamber
দ্বি-স্ট্রোক ইঞ্জিনে, একটি সম্প্রসারণ চেম্বার বা সুরযুক্ত পাইপ হল একটি সুরযুক্ত নিষ্কাশন ব্যবস্থা যা তার আয়তনগত দক্ষতা উন্নত করে তার শক্তি উৎপাদন বাড়ানোর জন্য ব্যবহৃত হয়। 1938 সালে জার্মান প্রকৌশলী লিম্বাচ দুটি স্ট্রোক ইঞ্জিনে জ্বালানি সাশ্রয় করার জন্য সম্প্রসারণ চেম্বার উদ্ভাবন ও সফলভাবে তৈরি করেছিলেন। জার্মানিতে পেট্রোলের অভাব ছিল, যা সেই সময়ে কয়লা এবং পয়ঃনিষ্কাশন রূপান্তর ব্যবহার করে উত্পাদিত হত। একটি অপ্রত্যাশিত বোনাস ছিল যে সুরযুক্ত নিষ্কাশন ব্যবহার করে দুটি স্ট্রোক ইঞ্জিন একটি সাধারণ সাইলেন্সারের সাথে চলার তুলনায় অনেক বেশি শক্তি উত্পাদন করে। দ্বিতীয় বিশ্বযুদ্ধ শেষ হওয়ার পর, শীতল যুদ্ধের সময় পূর্ব জার্মান ওয়াল্টার কাডেন দ্বারা ধারণাটি পুনরায় বিকশিত হওয়ার আগে কিছু সময় কেটে যায়। 1961 সালের সুইডিশ গ্র্যান্ড প্রিক্সে এমজেড-এর হয়ে রেসিং করার সময় পূর্ব জার্মান মোটরসাইকেল রেসার আর্নস্ট ডেগনার পশ্চিমে দলত্যাগ করার পরে তারা পশ্চিমে জাপানি মোটরসাইকেলগুলিতে প্রথম উপস্থিত হয়েছিল। পরে তিনি তাঁর জ্ঞান জাপানের সুজুকিকে দিয়েছিলেন। এটি কিভাবে কাজ করে সিলিন্ডার থেকে বেরিয়ে আসা উচ্চ চাপের গ্যাস প্রাথমিকভাবে একটি "তরঙ্গমুখ" আকারে প্রবাহিত হয় যেমন তরলের সমস্ত ব্যাঘাত ঘটে। নিষ্কাশন গ্যাস পাইপের মধ্যে তার পথ ধাক্কা দেয় যা ইতিমধ্যে পূর্ববর্তী চক্র থেকে গ্যাস দ্বারা দখল করা হয়, সেই গ্যাসকে এগিয়ে ঠেলে দেয় এবং একটি তরঙ্গ সামনে সৃষ্টি করে। একবার গ্যাসের প্রবাহ বন্ধ হয়ে গেলে, তরঙ্গ চলতে থাকে, শক্তিটি পরবর্তী গ্যাসের নিচের প্রবাহে এবং পাইপের শেষ পর্যন্ত প্রবাহিত হয়। এই তরঙ্গ যদি ক্রস সেকশন বা তাপমাত্রায় কোনও পরিবর্তনের মুখোমুখি হয় তবে এটি তার শক্তির একটি অংশ তার ভ্রমণের বিপরীত দিকে প্রতিফলিত করবে। উদাহরণস্বরূপ, আয়তনের বৃদ্ধির সম্মুখীন একটি শক্তিশালী অ্যাকোস্টিক তরঙ্গ বিপরীত দিকে একটি দুর্বল অ্যাকোস্টিক তরঙ্গ প্রতিফলিত করবে। এলাকা হ্রাসের সম্মুখীন হওয়া একটি শক্তিশালী ধ্বনিগত তরঙ্গ বিপরীত দিকে একটি শক্তিশালী ধ্বনিগত তরঙ্গকে প্রতিফলিত করবে। মৌলিক নীতিটি তরঙ্গ গতিবিদ্যায় বর্ণনা করা হয়েছে। একটি সম্প্রসারণ চেম্বার চক্রের কাঙ্ক্ষিত সময়ে সিলিন্ডারে ফিরে আসার জন্য তার ব্যাস (ক্রস বিভাগ) এবং দৈর্ঘ্য পরিবর্তন করে এই ঘটনাটিকে ব্যবহার করে। সম্প্রসারণ চক্রের তিনটি প্রধান অংশ রয়েছে। যখন অবরোহী পিস্টনটি প্রথমে সিলিন্ডার দেওয়ালে নিষ্কাশন বন্দরটি উন্মুক্ত করে, তখন তার চাপের কারণে নিষ্কাশনটি শক্তিশালীভাবে প্রবাহিত হয় (সম্প্রসারণ চেম্বারের সহায়তা ছাড়াই) তাই পাইপের প্রথম অংশের দৈর্ঘ্যের উপর ব্যাস/এলাকা 0 থেকে 2 ডিগ্রি বিচ্যুতি সহ ধ্রুবক বা প্রায় ধ্রুবক যা তরঙ্গ শক্তি সংরক্ষণ করে। সিস্টেমের এই অংশটিকে "হেডার পাইপ" বলা হয় (নিষ্কাশন বন্দরের দৈর্ঘ্য পরিমাপের উদ্দেশ্যে হেডার পাইপের অংশ হিসাবে বিবেচিত হয়)। হেডার পাইপের ব্যাস স্থির রাখার মাধ্যমে, তরঙ্গের শক্তি সংরক্ষণ করা হয় কারণ চক্রের পরবর্তী সময় পর্যন্ত কোনও সম্প্রসারণের প্রয়োজন হয় না। বেশিরভাগ ব্লোডাউন প্রক্রিয়ার সময় সিলিন্ডার ছেড়ে যাওয়া প্রবাহটি সোনিক বা সুপারসনিক, এবং তাই কোনও তরঙ্গ সেই প্রবাহের বিরুদ্ধে সিলিন্ডারে ফিরে যেতে পারে না। একবার নিষ্কাশনের চাপ বায়ুমণ্ডলীয় স্তরে নেমে গেলে, পিস্টন স্থানান্তর বন্দরগুলিকে উন্মোচন করে। এই সময়ে সম্প্রসারণ চেম্বার থেকে শক্তি সিলিন্ডারে তাজা মিশ্রণের প্রবাহে সহায়তা করতে ব্যবহার করা যেতে পারে। এটি করার জন্য, সম্প্রসারণ চেম্বারটি ব্যাসে বাড়ানো হয় যাতে বহির্মুখী অ্যাকোস্টিক তরঙ্গ (জ্বলন প্রক্রিয়া দ্বারা তৈরি) একটি প্রতিফলিত ভ্যাকুয়াম (নেতিবাচক চাপ) তরঙ্গ তৈরি করে যা সিলিন্ডারে ফিরে আসে। চেম্বারের এই অংশটিকে ডাইভারজেন্ট (বা ডিফিউজার) বিভাগ বলা হয় এবং এটি 7 থেকে 9 ডিগ্রিতে বিচ্ছিন্ন হয়। এটি প্রয়োজনের উপর নির্ভর করে একাধিক ডাইভারজিং শঙ্কু দিয়ে গঠিত হতে পারে। স্থানান্তর চক্রের সময় ভ্যাকুয়াম তরঙ্গ সিলিন্ডারে আসে এবং ক্র্যাঙ্ককেস থেকে সিলিন্ডারে তাজা মিশ্রণ চুষতে এবং/অথবা ক্র্যাঙ্ককেসে নিষ্কাশন গ্যাসের শোষণ প্রতিরোধ করতে সহায়তা করে (ক্র্যাঙ্ককেস ভ্যাকুয়ামের কারণে)। যাইহোক, তরঙ্গটি নিষ্কাশন বন্দর থেকে নতুন মিশ্রণটি সম্প্রসারণ চেম্বারের হেডারে চুষতে পারে। এই প্রভাব পোর্ট-ব্লকিং তরঙ্গ দ্বারা প্রশমিত হয়। পোর্ট ব্লকিং যখন স্থানান্তর সম্পূর্ণ হয়, তখন পিস্টনটি কম্প্রেশন স্ট্রোকে থাকে তবে নিষ্কাশন বন্দরটি এখনও খোলা থাকে, যা দুই স্ট্রোকের পিস্টন পোর্ট ডিজাইনের একটি অনিবার্য সমস্যা। খোলা নিষ্কাশন বন্দর থেকে পিস্টন তাজা মিশ্রণকে ধাক্কা দেওয়া রোধ করতে সহায়তা করার জন্য সম্প্রসারণ চেম্বার থেকে শক্তিশালী অ্যাকোস্টিক তরঙ্গ (জ্বলন দ্বারা উত্পাদিত) সংকোচন স্ট্রোকের শুরুতে পৌঁছানোর সময় হয়। চেম্বারের ব্যাস কমিয়ে পোর্ট ব্লকিং ওয়েভ তৈরি করা হয়। একে কনভারজেন্ট সেকশন (বা ব্যাফল শঙ্কু) বলা হয়। বহির্গামী অ্যাকোস্টিক তরঙ্গ সংকীর্ণ অভিসারী বিভাগে আঘাত করে এবং সিলিন্ডারে অ্যাকোস্টিক পালসের একটি শক্তিশালী সিরিজ প্রতিফলিত করে। এগুলি নিষ্কাশন বন্দরটি অবরুদ্ধ করার জন্য সময়মতো পৌঁছায়, এখনও কম্প্রেশন স্ট্রোকের শুরুতে খোলা থাকে এবং সম্প্রসারণ চেম্বারের হেডারে টানা যে কোনও তাজা মিশ্রণ সিলিন্ডারে ফিরিয়ে দেয়। অভিসারী অংশটি প্রয়োজনীয়তার উপর নির্ভর করে 16 থেকে 25 ডিগ্রিতে একত্রিত করা হয়। অ্যাকোস্টিক তরঙ্গের সাথে মিলিত হয়ে চেম্বারে চাপের একটি সাধারণ বৃদ্ধি ঘটে যা ইচ্ছাকৃতভাবে স্টিংগার নামে একটি ছোট নল দিয়ে আউটলেটকে সীমাবদ্ধ করে, যা একটি ব্লিডার হিসাবে কাজ করে, সংকোচন/পাওয়ার স্ট্রোকের সময় চেম্বারটি খালি করে পরবর্তী চক্রের জন্য প্রস্তুত করে। স্টিংগারের দৈর্ঘ্য এবং ভিতরের ব্যাস হেডার পাইপের ব্যাস 0.59 থেকে 0.63x এর উপর ভিত্তি করে এবং এর দৈর্ঘ্য তার ব্যাসের 12 গুণের সমান, ফলাফল অর্জনের উপর নির্ভর করে। একটি সু-পরিকল্পিত সুরযুক্ত নিষ্কাশন ব্যবস্থায়, চাপের মোট বৃদ্ধি যে কোনও ক্ষেত্রে একটি মাফলার দ্বারা উত্পাদিত চাপের তুলনায় অনেক কম হয়। স্টিংগারের একটি ভুল আকারের ফলে হয় দুর্বল কর্মক্ষমতা (খুব বড় বা খুব ছোট) বা অত্যধিক তাপ (খুব ছোট বা খুব দীর্ঘ) হতে পারে যা ইঞ্জিনের ক্ষতি করবে। জটিল কারণগুলি বাস্তবে সম্প্রসারণ চেম্বারগুলির বিস্তারিত ক্রিয়াকলাপ উপরে বর্ণিত মৌলিক প্রক্রিয়ার মতো সোজা নয়। পাইপের পিছনে ভ্রমণকারী তরঙ্গগুলি বিপরীত দিকে বিচ্ছিন্ন অংশের মুখোমুখি হয় এবং তাদের শক্তির একটি অংশ প্রতিফলিত করে। পাইপের বিভিন্ন অংশে তাপমাত্রার তারতম্য শব্দের স্থানীয় গতিতে প্রতিফলন এবং পরিবর্তন ঘটায়। কখনও কখনও এই গৌণ তরঙ্গ প্রতিফলনগুলি আরও শক্তির কাঙ্ক্ষিত লক্ষ্যকে বাধা দিতে পারে। এটি মনে রাখা দরকারী যে যদিও তরঙ্গগুলি প্রতিটি চক্রের মধ্যে পুরো সম্প্রসারণ কক্ষটি অতিক্রম করে, তবে একটি নির্দিষ্ট চক্রের সময় সিলিন্ডার ছেড়ে যাওয়া প্রকৃত গ্যাসগুলি তা করে না। গ্যাস প্রবাহিত হয় এবং মাঝেমধ্যে থেমে যায় এবং তরঙ্গ পাইপের শেষ পর্যন্ত চলতে থাকে। বন্দর থেকে বেরিয়ে আসা গরম গ্যাসগুলি একটি "স্লাগ" তৈরি করে যা হেডার পাইপটি পূরণ করে এবং সেই চক্রের সময়কালের জন্য সেখানে থাকে। এর ফলে হেড পাইপে একটি উচ্চ তাপমাত্রার অঞ্চল তৈরি হয় যা সর্বদা সাম্প্রতিকতম এবং উষ্ণতম গ্যাসে পূর্ণ থাকে। যেহেতু এই অঞ্চলটি বেশি গরম, তাই শব্দের গতি এবং এর মধ্য দিয়ে প্রবাহিত তরঙ্গগুলির গতি বৃদ্ধি পায়। পরবর্তী চক্রের সময় সেই গ্যাসের স্লাগটি পরবর্তী অঞ্চল দখল করার জন্য পরবর্তী স্লাগ দ্বারা পাইপের নিচে ঠেলে দেওয়া হবে ইত্যাদি। থ্রোটলের অবস্থান এবং ইঞ্জিনের গতি অনুযায়ী এই "স্লাগ"-এর আয়তন ক্রমাগত পরিবর্তিত হয়। এটি শুধুমাত্র তরঙ্গ শক্তি যা একটি একক চক্রের সময় পুরো পাইপকে অতিক্রম করে। একটি নির্দিষ্ট চক্রের সময় পাইপ থেকে বেরিয়ে আসা প্রকৃত গ্যাসটি আগে দুই বা তিনটি চক্র তৈরি করা হয়েছিল। এই কারণেই দুটি স্ট্রোক ইঞ্জিনে নিষ্কাশন গ্যাসের নমুনা নিষ্কাশন বন্দরে একটি বিশেষ ভালভ দিয়ে করা হয়। স্টিংগার থেকে বেরিয়ে আসা গ্যাসের খুব বেশি আবাসিক সময় থাকে এবং অন্যান্য চক্র থেকে আসা গ্যাসের সাথে মিশে যাওয়ার ফলে বিশ্লেষণে ত্রুটি দেখা দেয়। সম্প্রসারণ কক্ষগুলিতে প্রায় সবসময়ই বাঁক এবং বক্ররেখা থাকে যা ইঞ্জিন উপসাগরের মধ্যে তাদের ফিটকে সামঞ্জস্য করে। বাঁক নেওয়ার সময় গ্যাস এবং তরঙ্গ একইভাবে আচরণ করে না। তরঙ্গগুলি প্রতিফলিত এবং গোলাকার বিকিরণ দ্বারা ভ্রমণ করে। বাঁক নেওয়ার ফলে তরঙ্গের আকারের তীক্ষ্ণতা হ্রাস পায় এবং তাই অপ্রত্যাশিত ক্ষতি এড়াতে ন্যূনতম রাখতে হবে। সম্প্রসারণ কক্ষগুলি নকশা করতে ব্যবহৃত গণনাগুলি শুধুমাত্র প্রাথমিক তরঙ্গ ক্রিয়াগুলি বিবেচনা করে। এটি সাধারণত মোটামুটি কাছাকাছি তবে এই জটিল কারণগুলির কারণে ত্রুটি ঘটতে পারে। আরও দেখুন কেডেনেসি প্রভাব সুরযুক্ত নিষ্কাশন তথ্যসূত্র দ্বি-স্ট্রোক ইঞ্জিন প্রযুক্তি নিষ্কাশন ব্যবস্থা