משמעותו התאורטית והמעשית של המונח 'מומנט' או 'מומנט סיבובי' מצליחה לבלבל יותר מכל מונח אחר, במיוחד את רוכבי האופנוע שאני מלמד במשך שנים בבית הספר לטכנאות אופנועים מעשית. אז הבה נעשה סדר בבלאגן... הדרך הפשוטה ביותר לעשות זאת מחייבת לבצע ניסוי פשוט באמצעות ידית הדלת בביתך או בחדרך.
אבל רגע אחד בבקשה... הרשה לי להציע לך קורס וידאו מקצועי וייחודי במתנה! הקורס חדש לגמרי, הוא הופק במהלך חודש אפריל 2014, והוא כולל 3 סרטוני HD באורך של שעה! בקר לרגע באתר הבית החדש שלי, הרשם ב- 10 שניות 'לנבחרת המקצוענים הפרטית שלי', וקבל את הקורס מיידית אל תיבת המייל שלך. שווה ביותר... ;-) ועכשיו, הנה נמשיך במאמר...
הבה נבצע ניסוי קטן ומועיל...
ובכן, הנח את אחת מאצבעותיך בניצב (זווית של 90 מעלות) לידית הדלת, סמוך לקצה המרוחק ביותר מציר הסיבוב שלה, והפעל עליה כוח לפתיחתה. שים לב כי הידית תנוע סביב צירה בקלות יתרה והדלת תיפתח. הכיצד? ובכן, הפעלת הכוח באזור הקצה המרוחק של הידית יוצרת את זרוע ההפעלה (רדיוס) הגדולה ביותר. הכוח הנדרש אפוא להזיז את הידית יהיה מינימלי, והמומנט המתקבל יהיה בעל ערך גבוה מאוד.
כעת סגור את הדלת והנח את האצבע על מרכז הידית. שים לב כי הפעם תצטרך להפעיל עליה כוח גדול באופן משמעותי בכדי לגרום לדלת להיפתח. מדוע? ובכן, הזזת האצבע בכיוון הציר יצרה רדיוס סיבוב קטן יותר ובהתאם קטן גם המומנט, דבר אשר דרש ממך להפעיל כוח (אנרגיה) גבוה יותר על?מנת לפתוח את אותה הדלת.
כעת, הנח את האצבע בדיוק מעל ציר הסיבוב של הידית ונסה לסובבה. האם תצליח?! אין סיכוי ולא משנה כמה אנרגיה תשקיע בניסיונותיך. הפעם יצרת מצב שבו הרדיוס המתקבל שווה ל- 0, ומסיבה זו אין זה משנה כמה כוח תשקיע – עדיין תהיה מכפלתם של הזרוע (רדיוס הסיבוב) שיצרת והכוח שהפעלת שווה ל- 0.פתיחת הדלת מותנית בראש ובראשונה ביצירת מומנט סיבובי, ולכן, אם ערכו שווה ל- 0, חבל לנסות להשקיע כוחות מיותרים. הדלת לא תיפתח!
חשוב להבין כי גם לכיוון הפעלת הכוח על הידית משמעות חשובה מאין כמותה. לדוגמה, אם תחזור על שביצעת בסעיף הראשון, אלא שהפעם תניח את האצבע בזווית שאינה 90º ביחס לידית הדלת, תיווכח כי עליך להפעיל כוח רב יותר. מדוע, אתה שואל? ובכן, המומנט המרבי מתקבל אך ורק כאשר הכוח פועל בניצב לזרוע! על כן, אם תכוון את הכוח בכל זווית אחרת הקטנה מ- 90º ומבלי לשנות את ערכו, יתקבל ערך מומנט נמוך יותר. הסיבה לכך נובעת מכך שהרדיוס מתקצר!
כיצד נוצר המומנט הסיבובי במנוע בערה פנימית?
בטרם נבין מהו המומנט הסיבובי במנוע הבערה הפנימית, כיצד הוא נוצר ומדוע ערכו משתנה כל העת שהמנוע עובד, יש צורך להבין ולו רק על קצה המזלג כיצד פועל המנוע. ובכן, תחילה הרשה לי לציין כי המנוע הנו לא יותר מאשר משאבת אוויר מכאנית, אם כי מורכבת למדי. במהלך היניקה של מנוע הפועל בעיקרון 'ארבע מהלכים', הבוכנה יורדת לאורך הצילינדר עד שהיא מגיעה לנקודה מתה תחתונה (נמ"ת).
ירידת הבוכנה מגדילה באופן הדרגתי את נפח הצילינדר ומקטינה בהתאם את הלחץ בתוכו (פיזיקה בסיסית). באופן זה גדל הפרש הלחצים המתקבל בין חוץ הצילינדר לבין זה השורר בתוכו, דבר המאפשר למשאבת האוויר שלנו "לשאוף אוויר" ודלק, המוזרק גם הוא לאותו חלל בטרם אטימתו במהלך הדחיסה. כאשר הבוכנה מגיעה לנקודה מתה תחתונה (נמ"ת), היא משנה את כיוון תנועתה, עולה חזרה מעלה לאורך הצילינדר ודוחסת את האוויר הכלוא בתוכו.
בשלב מסוים באותו המהלך מצטרפים לחגיגה המצתים (פלגים) אשר מציתים את תערובת האוויר והדלק ובכך מאפשרים להגביר באופן הרבה יותר דרמטי את הלחץ בחלל ההולך ומצטמצם. מיד לאחר מכן, הבוכנה מגיעה לנקודה העליונה ביותר לאורך הצילינדר – נקודה מתה עליונה (נמ"ע), מה שיוצר את נפח הבערה הקטן ביותר מעל ראש הבוכנה ומאפשר ללחץ התערובת להגיע לשיאו.
למעשה, לחץ התערובת ממשיך להתגבר עד לרגע שהבוכנה משנה שוב את כיוון תנועתה והוא זה שמעודד אותה, מיד לאחר מכן, להידחף כלפי מטה לאורך הצילינדר! הכוח הנוצר על פני שטח ראש הבוכנה מאלץ אותה להידחף לאורך הצילינדר בכיוון נקודה מתה תחתונה, ועל כן הוא מועבר דרך פין הבוכנה אל הטלטל.
אבל, זה האחרון מחובר בקצהו התחתון אל הארכובה על?ידי פין הטלטל, וכך מתחיל גל הארכובה להסתובב סביב צירו (מסביו). כאשר הבוכנה מגיעה לנקודה מתה תחתונה, היא משנה שוב את כיוון תנועתה, עולה מעלה ובדרכה הקסומה פולטת את שאריות הבערה מחלל הצילינדר. זהו אמנם הסבר חפוז בלבד, אלא שהוא מספק לעניינינו. לעת עתה כמובן.
מומנט משתנה
במנוע הבערה הפנימית שלנו הבוכנה מבצעת כאמור תנועה קווית לאורך הצילינדר, וזו מומרת על?ידי הטלטל לתנועה הסיבובית של גל הארכובה. התנועה היחסית התמידית בין הבוכנה–טלטל–ארכובה יוצרת מציאות שבה הן כיוון הפעלת הכוח לאורך הטלטל והן הרדיוס שהטלטל יוצר עם הארכובה משתנים באופן סימולטני כל עת שהמנוע מסתובב.
לדוגמה, כאשר הבוכנה נמצאת בנקודה מתה עליונה, נוצר מצב שפין הבוכנה, הטלטל ופין הטלטל נמצאים במישור אחד עם הצילינדר, ויוצרים רדיוס השווה לאפס. על כן, גם ערכו של המומנט הסיבובי שווה לאפס. בסיטואציה זו אין זה משנה אפוא כמה כוח יופעל על ראש הבוכנה בניסיונות לדחוף אותה למטה – הבוכנה לא תזוז לאורך הצילינדר! לעומת זאת, כאשר הבוכנה מתחילה לנוע לאורך הצילינדר בכיוון נקודה מתה תחתונה, מתחילה להיווצר זווית הולכת וגדלה בין הפינים (בוכנה וטלטל), ובהתאם לכך גדל גם הרדיוס האפקטיבי כמו גם המומנט הסיבובי.
ערכו המרבי של המומנט הסיבובי מתקבל כאשר הבוכנה מגיעה למחצית מהלך הצילינדר (פחות או יותר) מהסיבה שאז מתקבל הרדיוס הגדול ביותר בין כיוון הפעלת הכוח (לאורך הטלטל) לבין ציר הסיבוב של הארכובה. מנקודה זו ואילך קטנים באופן הדרגתי הן הרדיוס והן ערכי המומנט, מאחר שהבוכנה ממשיכה את דרכה לכיוון נקודה מתה תחתונה, וכאשר זו מגיעה ליעדה, מתקבל שוב רדיוס 'אפסי' ובהתאם לכך יהיה גם ערך המומנט. אפס.
לסיכום
ובכן, אם נרצה לסכם את כל מה שלמדנו עד עתה, ניתן לקבוע כי כאשר הבוכנה נמצאת באחת משתי הנקודות המתות, הטלטל והארכובה יוצרים ביניהם רדיוס השווה לאפס ומסיבה זו תהיה מכפלת הכוח המתקבל על ראש הבוכנה, וגבוה ככל שיהיה, שווה ל- 0! אלו הן אפוא שתי הנקודות הבעייתיות ביותר במהלך סיבובו של המנוע מהסיבה שאין זה משנה כמה כוח יופעל על ראש הבוכנה, המנוע לא יפיק מומנט סיבובי כלל וכלל.
עדיין, כל עוד אנו עוסקים במנוע הבערה הפנימית הקונבנציונאלי – זו היא רק הבעיה הראשונה. חשוב להבין ולהפנים כי הכוח הנוצר על גבי שטח ראש הבוכנה ודוחף אותה לאורך הצילינדר, מתקבל רק באחד מבין כל ארבעת מהלכי המנוע, דהיינו – במהלך העבודה בלבד. זהו אם כן המהלך היחידי שמאפשר הפקת עבודה חיובית (אנרגיה) אשר מניעה או דוחפת את הבוכנה, תנועה הגורמת הלכה למעשה לסיבוב גל הארכובה.
בנוסף לכך, ערכי הכוח משתנים באופן תמידי מעצם התנועה היחסית בין הבוכנה-טלטל-ארכובה כמו גם מעצם תהליך התפשטות התערובת לכל אורך מהלך העבודה היעיל. על כן, ערכי מומנט משתנים ובעייתיים שכאלו לבטח לא מסייעים לך ולי ליהנות מהמנוע המותקן במכונה שבאופנוע שלנו. חוצמיזה, מומנטים משתנים שכאלו לבטח לא תורמים במאומה לאורך חייו. של המנוע...
תודה רבה על זמנך היקר, ועל הקריאה :-)
אל תפספס את קורס הוידאו הייחודי שהפקתי עבורך - זו מתנה! וחבל מאוד שתפספס אותה... בקר באתר הבית החדש שלי, הרשם ב- 10 שניות 'לנבחרת המקצוענים הפרטית שלי', וקבל את הקורס מיידית אל תיבת המייל שלך.
קורס הוידאו הייחודי יאפשר לך:
1. לבדוק באמצעות רב מודד חשמלי את המצבר של האופנוע, הקטנוע או הטרקטורון שלך.
2. להדק ברגים בכל מכונה (אופנוע, קטנוע וטרקטורון) כמו מקצוען אמתי - באמצעות ידית מומנט!
3. להימנע מהחלפה מיותרת של מחשב ניהול המנוע בעלות של 20,000 ש"ח בשל מתג הצתה (סוויץ') שלא טופל מעולם...
YouTube - הרשם בלחיצת כפתור אחת לערוץ הוידאו החדש ביוטיוב, וקבל כל וידאו חדש שאפיק ישירות למייל הפרטי שלך.
Facebook - חפש שחר לוי 'המכונה שבאופנוע', הצע לי חברות, ועשה לי לייק קטן בדף האוהדים של 'המכונה שבאופנוע'.
מאות רבות של טיפים מקצועיים, מאמרים וסרטוני וידאו באיכות HD, מצפים לך בשלוש ערוצי התקשורת שלנו! והם יסייעו לך לחסוך אלפי שקלים רבים כל שנה, לרכוב על מכונה מקצועית ואמינה, חלקה ובטיחותית עשרות מונים... מבטיח לך. ;-)
שחר לוי
0508633673
shlevi101@gmail.com
