میل لنگ: نیروی ماورایی

با سلام و عرض ادب و احترام... امروز میخوایم با قطعه ای در خودرو آشنا بشیم که اسمش خیلی آشناست... ولی کاری که می کنه رو کسی نمیدونه. کسی نمیدونه این بزرگوار با چه زحمت و مشقتی داره صبح تا شب جون میکنه. اونم بدون اینکه صداش در بیاد و حرفی بزنه. ایشون با این کمر خمیده اونقدر دور خودش میگرده که سرش گیج میره ولی بازم به چرخش و گردش ادامه میده تا ما به مقصد برسیم. اسم این قطعه، میل لنگه! یعنی میلی که لنگه! حالا چرا لنگه؟ آیا زمین خورده و لنگ شده؟ یا از اول لنگ بوده؟ اینها همه سوالاتی است که قصد داریم پاسخ بدیم! پس با ما همراه باشید..

در نوشته های قبلی با عملکرد پیستون آشنا شدیم. فهمیدیم که پیستون با قدرت احتراق به پایین حرکت میکنه.

سوال اول: پیستون با چه نیرویی به بالا حرکت میکنه و بر میگرده سر جاش؟

میدونیم که پیستون برای این بالا و پایین میره که ماشین حرکت کنه و بره جلو. برای اینکه ماشین حرکت کنه چرخ ها باید بچرخن. در واقع نیرویی نیاز داریم که چرخشی باشه. اما حرکت پیستون ها بالا پایینه رفتنه و در واقع، حرکت خطی دارن.

سوال دوم: حرکت خطی پیستون چطور به حرکت چرخشی تبدیل میشه؟

جواب هردو سوال بالا، در نیرویی ماورائی هست که قبلا درباره ش صحبت کردیم و حالا میخوایم مفصل توضیحش بدیم. نیرویی ماورائی به اسم میل لنگ.

قبل از اینکه بریم سراغ خود میل لنگ، یه لحظه یه دوچرخه رو تصور کنید. فرض کنید سوار بر دوچرخه هستید و دارید رکاب می زنید. زانوی خودتون رو تصور کنید. پا رو تصور نکنید ها فقط زانو رو تصور کنید. زانوی شما به بالا و پایین داره حرکت میکنه درسته؟ پس حرکت خطی داره. این حرکت خطی تبدیل میشه به حرکت چرخشی چرخ ها. چطوری؟ از طریق رکاب. در واقع رکاب دوچرخه از روبرو یه همچین شکلی داره:

دقیقا همین شکلیه درسته؟ میخوایم این شکل رکاب و کارکردش رو خوب یاد بگیرید (پیلیییز!!)

شکل رکاب جوری طراحی شده که یکی از پدال ها برعکس اون یکیه. یعنی وقتی یکی از پدال ها بالا قرار داره، اون یکی پایینه. شما موقع دوچرخه سواری، همیشه روی پدالی که بالا هست فشار وارد میکنید. با این کار دوتا اتفاق می افته: رکاب می چرخه (و چرخ ها هم می چرخن) و اتفاق دوم اینه که اون یکی پدال میاد بالا. اون یکی پدال با چه نیرویی میاد بالا؟ با نیروی ماوراییِ رکاب!

رکاب دوچرخه در واقع نمونه ای از یک میل لنگه! زانوی شما همون پیستونه که همیشه نیرویی به سمت پایین وارد میکنه. حرکت پیستون به سمت پایین، باعث میشه میل لنگ بچرخه و بعدش تایرها بچرخن و ماشین حرکت کنه. همچنین حرکت پیستون به سمت پایین باعث میشه اون یکی پیستون که الان پایینه، بیاد بالا.

اما...

اما قضیه میل لنگ در خودرو یکمی پیچیده تره (فقط یکمی پس نترسید!)

در نمونه ی دوچرخه، ما یک میل لنگ داشتیم (رکاب) که دو نقطه برای اعمال نیرو داشت. یکی برای پای چپ و یکی برای پای راست. درسته؟

در نمونه ی خودرو، ما چهارتا نقطه برای اعمال نیرو داریم. و جاگذاری این نقطه ها مثل دوچرخه نیست. در دوچرخه، یک نقطه این طرفه یکی اون طرف. خیلی ساده. اما در میل لنگ خودرو، دو تا از این نقطه ها وسط قرار دارن، و دوتاشون دوطرف. ببینید:

توی عکس بالا مقایسه ی میل لنگ دوچرخه و خودرو رو می بینید. در واقع در خودرو، نقطه ی 1 و 4 همیشه باهم بالا یا پایین هستن، و نقطه ی 2 و 3 همیشه باهم. هر کدوم از نقطه ها در میل لنگ که شماره گذاشتم، محل اتصال یک پیستون هست. و هر پیستون هم در یک سیلندر قرار داره. پس میشه گفت نقطه ی 1 در عکس بالا، در واقع مرتبط با سیلندر 1 هست و نقطه 2 مرتبط با سیلندر 2 و ....

پس میشه فهمید میل لنگ بالا، مال یه ماشینی هست که چهار سیلندره! و هر کدوم از سیلندرها وظیفه اینو داره که نقطه ی مربوط به خودش رو به سمت پایین هل بده! اما در زمان مناسب!

زمان مناسب یعنی این:

1) الان نقطه1و4 بالا هستن. سیلندر شماره 1 احتراق میکنه و نقطه 1 در میل لنگ رو هل میده پایین. با این کار سیلندر 4 میره تو مرحله ی مکش! سیلندر 2 و 3 هم یکیشون میره تو مرحله ی تراکم و یکیشون میره تو مرحله تخلیه!

یعنی با نیروی احتراق یکی از سیلندرها، اون سه تای دیگه هم کارشون راه می افته!

2) الان نقطه 2و3 بالا هستن. سیلندر شماره 3 احتراق میکنه و نقطه 3 رو میده پایین. (مرحله دوم هستیم ولی سیلندر3 احتراق میکنه! در واقع ترتیب احتراق اینطوریه: 1>3>4>2 ) با این کار نقطه 2 هم میره پایین و مکش میکنه. نقطه 1و4 هم میان بالا و یکیشون تراکم میکنه یکیشون تخلیه.

3) الان دوباره نقطه1و4 بالا هستن. حالا سیلندر شماره 4 احتراق میکنه و نقطه 4 در میل لنگ رو هل میده پایین. با این کار سیلندر 1 میره تو مرحله ی مکش! سیلندر 2 و 3 هم دوباره یکیشون میره تو مرحله ی تراکم و یکیشون میره تو مرحله تخلیه!

4) باز دوباره نقطه 2و3 بالا هستن. حالا نوبت میرسه به سیلندر شماره 2 که احتراق کنه و نقطه 2 رو بده پایین. با این کار نقطه 3 هم میره پایین و مکش میکنه. نقطه 1و4 هم میان بالا و یکیشون تراکم میکنه یکیشون تخلیه.

این چرخه ی چهار زمانه مدام و مدام تکرار میشه تا میل لنگ بتونه بچرخه و چرخشش منتقل بشه به تایر ها و ماشین بره جلو. اتصال پیستون ها به میل لنگ رو ببینید:

پیستون ها از طریق یه دسته، به میل لنگ متصل میشن. همونطور که زانو از طریق ساق پا متصل میشه به رکاب. به این دسته میگن شاتون. اون قسمتی هم که شاتون متصل میشه به میل لنگ، یه چیزی شبیه بلبرینگ بین شاتون و میل لنگ میذارن که هم راحت تر حرکت کنه هم ساییده نشه. به این قطعه هم میگن یاتاقان

خب، یکی یکی نقاشی کشیدم و عکس گرفتم و دورش رو بریدم و بلوتوث کردم روی سیستم و بارگذاری کردم اینجا... پس حق دارم خسته شده باشم نه؟ تازه میترسم مطلب سنگین بشه....

شما بگید تا اینجای کار چطور پیش رفتیم؟ ساده بود یا سخت؟ خوب متوجه کارکرد میل لنگ شدید؟

در پست بعدی عکس واقعی میل لنگ رو میذارم و توضیح میدم چرا عکس واقعیش رو که می بینید چیزی ازش متوجه نمیشید و انگار که ربطی به این نقاشی های من نداره! (اما در واقع داره... تا عبرت گیرند متفکرین!)

اگه حال داشتم و یه راه خوب برای آپلود فیلم پیدا کردم، شاید یه فیلم هم بذارم که خیلی قشنگ تر کارکرد موتور رو متوجه بشید. چطوره؟