வளைவுகள் ஜாக்கிரதை-1

கடந்தப்பதிவில் வளைவுகளில் ஒரு நான்கு சக்கர வாகனத்தின் உள், வெளிப்புற சக்கரங்களின் பயண தூரம் வேறுபடுவதால் வேகம் மாறுபடுகிறது என்பதைப்பார்த்தோம். இப்பொழுது எப்படி ஒரு மாறு பட்ட வேகத்தினை சக்கரங்களுக்கு அளிக்க முடிகிறது என்பதைப்பார்ப்போம்.

ஒரு 4 சக்கர மோட்டார் வாகனத்தின் செலுத்தும் சக்கரங்கள் கொண்ட அச்சு வெளியில் பார்ப்பதற்கு ஒரே அச்சு போல தெரிந்தாலும், உட்புறம் இடம், வலது என்று இரண்டு அச்சுகள் இருக்கும். இந்த இரண்டு அச்சுக்களின் மையத்தில் செலுத்தும் தண்டுடன்((driver shaft) இணைத்து சுழல வைக்க ஒரு மாறு படு பல்லிணை சக்கர அமைப்பு (differential gear) இருக்கும்.

"differential gear" படம்.

எஞ்சினில் இருந்து வரும் செலுத்து தண்டு ஒரு வளைய பல்லிணைசக்கரத்துடன் பொருந்தி இருக்கும், இது பெரியதாக இரண்டு அச்சுக்களின் முனையில் இருக்கும் பல்லிணை விட பெரியதாக இருக்கும் வளையச்சக்கரம் பிளானட்டரி வகை கியர் ஆகும், இதனுள் மற்றொரு சிறிய கியர் ஒரே பொது அச்சில் சுழலும் வண்ணம் இருக்கும். வழக்கமாக ஒரு கியர் ,மற்றொன்றுடன் வெளிப்புறமாக பொருந்தி சுழலும், ஆனால் பிளானட்டரி என்றால் உட்புறமாக ஒரே பொது அச்சில் இணைந்து சுழலும் என்ற அளவில் புரிந்துக்கொள்ளுங்கள் அது போதும். இந்தமைப்பில் வெளிப்புற வளைய பல்லிணை பெரிதாகவும், உள்ளே இருப்பது சிறிதாகவும் இருக்கும்.

இப்போது வலப்புற அச்சினை A எனவும் அதன் வேகம் 1 அலகு எனவும் வைத்துக்கொள்வோம்.

அதே போல இடப்புற அச்சினை B எனவும், அதன் வேகமும் 1 அலகு என வைத்துக்கொள்வோம்.

இந்த இரண்டு அச்சுடன் இணைந்த பிளானட்டரி வகை வளையப்பல்லினை சக்கரம் , எஞ்சினின் செலுத்தும் தண்டுடன் இணைந்து இருக்கும். இப்போது இந்த பிளானட்டரி கியரின் வேகம் 2 அலகு ஆக இருப்பது போல வடிவமைத்து இருப்பார்கள்.மேலும் இந்த பிளானட்டரி கியருடன் ஒரே பொது அச்சில் இணைந்த ஒரு மற்றொரு சிறிய பல்லிணை இருக்கும் எனப்பார்த்தோம் அதன் வேகம் 1 அலகு இருப்பது போலவே வடிவமைத்து இருப்பார்கள். அதன் மூலமே வழக்கமாக வாகனம் இயங்கும் போது எஞ்சினின் சக்தி இரண்டு சக்கரத்திற்கும் செலுத்தப்படும்.

தெளிவாக சொல்லவில்லை என்ற பொழுதும் இப்பொழுது ஓரளவு ஒரு டிபரெண்ஷியல் கியர் எப்படி இருக்கும் என்ற ஒரு புரிதல் கிடைத்து இருக்கும்.

டிபரென்ஷியல் இயங்கும் விதத்தினைப்புரிந்து கொள்ள முதலில் கிளட்ச் எப்படி செயல்படுகிறது எனதெரிய வேண்டும்.

கிளட்ச் என்ற பெயரினை அனைவரும் கேள்விப்பட்டு இருப்பீர்கள், எஞ்சின் சக்கரங்களுக்கு செலுத்தும் சக்தியை தற்காலிகமாக விடுவிக்க, மீண்டும் வழங்க எனப்பயன் படுவது.இது உராய்வு மூலம் செயல் படும் அமைப்பு, எஞ்சினில் இருந்து வரும் கிராங்க் ஷாப்ட், நேரடியாக கியர் உடன் இணைந்து இருக்காது கிளட்ச் வழியாக தான் இணைந்து இருக்கும் .திடிரென்று பிரேக் போடுகிறோம் சக்கரம் சுழல்வது நின்று விடுகிறது , ஆனால் எஞ்சின் நிற்காது , ஏன் ? அப்படி நிற்கவிலலை எனில் எஞ்சின் சேதம் ஆகிவிடும். எனவே தான் கிளட்ச் பயன் படுத்தப்படுகிறது.

இதில் இரண்டு சொரசொரப்பான தகடுகள் ஒன்றோடு ஒன்று அழுத்தமாக பொருந்தி இருக்கும் , அதன் மூலம் ஒன்றாக இணைந்து சுழலும், அதன் பிடிமானத்தை விட அதிகம் அழுத்தம் தரப்பட்டால் ஒரு முனை விடுப்பட்டு சுழலாமல் நிற்கும், மறு முனை மட்டும் சுழலும்.

சரி இதை எதற்கு இப்போது சொல்லி குழப்ப வேண்டும் என்று முறைக்காதீர்கள், கிளட்ச் போன்ற ஒரு அமைப்பும் , இந்த டிபரன்ஷியல் கியர் உள்ளே இருக்கும்.இதில் ஹைட்ராலிக், காற்று, மெக்கானிக்கல் என பல வகை டிபரென்ஷியல் கிளட்ச்கள் உள்ளது.

வாகனம் நேராக செல்லும் போது பிளானட்டரி கியரில் உள்ள ஒரு அலகு வேகத்தில் உள்ள கியர் மூலம் மட்டும் இரண்டு அச்சுகளும் இயங்கும். ஏதேனும் ஒரு அச்சில் அதிக அழுத்தம் வந்து கிளட்ச் அமைப்பு போன்ற விடுவிக்கும் அமைப்பால் ஒரு அச்சு சுழலாமல் நின்றால் அப்பொழுது பிளானட்டரி கியரில் உள்ள இரண்டு அலகு வேகத்தில் இயங்கும் கியர் தானே இயங்க ஆரம்ப்பிக்கும்,அதன் மூலம் , மற்றொரு அச்சு செலுத்தப்படும்.சக்கரங்களில் ஏற்படும் அழுத்தத்திற்கு ஏற்ப " lock & unlock " ஆகிக்கொள்ளும்.

இப்போது , வலப்புறமாக வாகனம் திரும்ப்புகிறது. என வைத்துக்கொள்வோம், உட்புற சக்கரம் குறைவான தூரம் செல்லும், திரும்பும் போது ஏற்படும் அழுத்தம் உட்புற சக்கரத்தில் அதிகமாக இருக்கும், எனவே அதன் காரணமாக வலப்புற அச்சுடன் இணைந்த டிபரென்ஷியல் கியரில் அழுத்தம் உணரப்படும் , ஏற்கனவே கிளட்ச் போன்ற அமைப்பு உள்ளது என்று பார்த்துள்ளோம் அதன் காரணமாக வலப்புற அச்சு சுழலாமல் விடுபடும், அதே நேரம் பிளானட்டரி கியரில் உள்ள 2 அலகு வேகத்தில் சுழலக்கூடிய பல்லிணை சக்கரம் மட்டும் இயங்கும் வண்ணம் இப்போது மாறிவிடும், எனவே அதனுடன் இணைந்த இடப்புற அச்சு இரண்டு மடங்கு வேகத்துடன் சுழலும். எனவே வளைவில் அதிக தூரம் கடக்க ஒரே நேரத்தில் இயலும்.

எளிய உதாரணத்திற்காக ஒரு அலகு வேகம் , இரண்டு அலகு வேகம் என சொல்லப்பட்டுள்ளது.

ரொம்ப சிக்கலாக தோன்றும் இந்த அமைப்பு தேவையா? என்று தோன்றலாம்.

இப்போது ஒரே முழு அச்சாக வைத்து இயக்கும் போது , வளைவில் ஒரு சக்கரம் சுழலவில்லை எனில் அடுத்த சக்கரமும் சுழலாது இழுபடும் இதனால் வாகனம் நிலை குலையும். சமயத்தில் கவிழவும் நேரலாம்.

வளைவில் சக்கரங்கள் சுழல வேண்டும் , சுழலாமல் இழுபட்டால் வாகனம் நிலை தடுமாறி , விபத்து ஏற்படும், அவ்வாறு சக்கரம் சுழலாமல் இழுபடுவதை தடுக்க தான் ABS , Anti Brake lock system என்ற ஒன்றினை நவீன வகைக்கார்களில் வைத்துள்ளார்கள்.வளைவில் பிரேக் போட்டு சக்கரம் இழுபட்டாலோ, அல்லது தானாகவே சக்கரங்களில் அழுத்தம் ஏற்பட்டு இழுபட்டாலோ மின்னனு கருவி மூலம் உணர்ந்து , டிபரென்ஷியல் கியரில் உள்ள கிளட்ச் அமைப்பு தானாகவே விடு பட்டு விடும். சக்கரங்களும் சுழலும்.

பொதுவாக வாகனங்கள் குறைவான டர்னிங் ரேடியஸ் பெற்றதாக இருக்க வேண்டும், பல வாகனத்தயாரிப்பாளர்களும் அவர்கள் வாகனம் தான் குறைவானது என்று சொல்லிக்கொள்வார்கள்,எல்லா வாகனத்திலும் ஒரே போல ஸ்டியரிங்க் தானே எப்படி வளைவு தூரம் மாறும் என்றால், இந்த டிபரென்ஷியலின் திறனைப்பொருத்தும் வளைவு தூரம் மாறும், நன்கு வடிவமைக்கப்பட்ட டிபரென்ஷியல், ஸ்டியரிங்க் இருந்தால் குறைவான தூரத்திலேயே வளைத்து ஓட்டலாம்.

k= 1+T/R

K= turning radious,and track width,
T= constant
R= velocity of the inner wheel

இந்த சூத்திரத்தின் மூலம் ஒரு கார் வளைய எவ்வளவு இடம் தேவை எனக்கணக்கிடலாம்.

சரி வளைவுகள் ஜாக்கிரதைனு சொன்னது எதற்கு என்று புரியவில்லையா, வளைவுகளில் திரும்பும் போது வேகம் குறைக்க பிரேக் போடக்கூடாது, கியர் மாற்றித்தான் வேகம் குறைக்க வேண்டும், இல்லை எனில் "skid" ஆகிப்பக்கத்தில் உள்ள கார் மீது மோத வேண்டியது வரும்! வளைவில் சக்கரம் சுழலாமல் போய்விடக்கூடாது என்று டிப்பரென்ஷியல், ABS, எல்லாம் வைத்துக் கார் தயாரிக்கிறார்கள், நாம் பிரேக் போட்டு காரியத்தைக்கெடுக்க கூடாதல்லவா? எனவே தான் வளைவுகள் ஜாக்கிரதை!