Tren tekerlekleri kusursuz silindir değil, hafif koniktir. Bizce, bu konik şekil iki önemli şeyi başaran bir mühendislik harikasıdır, birincisi, trenin merkeze doğru rotasını düzeltmek ve ikincisi, trenin diferansiyel aksiyonu gerçekleştirmesine yardımcı olmak. İlk başarılanı anlamak için, yapıştırılmış kağıt bardaklarla basit bir deney yapmayı düşünelim.
Bu yapıştırılmış kağıt bardak setini bu raylara yuvarladığımda, tamamen düz hareket ettiklerini görebilirsiniz. Başlangıçta bardaklar için küçük bir eğim vermeye çalışsam bile, hala idare ediyorlar. Şimdi, bu sete bakalım mı? Bu tam tersi şekilde yapıştırılmış. Bardakları aynı raylarda yuvarladığımda başarısız oluyor. Demiryolu tekerlekleri bu tür konik şekiller kullanır. Bu açı, tekerleklerin asla pistten ayrılmamasını sağlar, ancak asıl soru nedenidir.
Bu konik düzenleme kendiliğinden merkezlenen bir kuvvet üretir. Nasıl olduğunu anlamak için tekerleklere etki eden kuvvetleri kontrol etmemiz gerekiyor. Düz bir ray hareketi sırasında tekerleklere etki eden ana kuvvetler burada gösterilir. Reaksiyon kuvvetleri her zaman koninin yüzeyine dik olacaktır. Tekerlekler ortalandığında, bu kuvvetlerin yatay bileşenleri birbirini iptal eder.
Şimdi, bir nedenden dolayı tekerleklerin sağa doğru yattıklarını varsayalım. Eksen boyunca hareket ettiğinde trenin tekerleklerine ilginç bir şey olur. Fark ettiniz mi? Görselden, tüm tren tekerleği setinin gösterildiği gibi eğildiği açıktır. Bu eğimle birlikte normal kuvvetler de eğilir. Bu durumda bir kuvvet analizi yaparsanız, sol yöne doğru net bir kuvvet olacağını görebilirsiniz. Bu kuvvet tekerlekleri otomatik olarak merkeze getirecektir. Tekerlekler merkeze yaklaştıkça, otomatik merkezleme kuvveti kaybolacaktır. Tekerlekleri kendi kendine ortalamak için ne kadar basit ama akıllıca bir teknik, değil mi? Flanşlar, ekstra bir güvenlik özelliği olarak tekerleklerin her iki tarafına da takılmıştır.
Eğlencesine, trenin tekerleklerinin ters açıda olduğunu varsayalım. Burada doğru yer değiştirme sırasında aynı kuvvet analizini yaparsanız, geliştirilen net kuvvetin yine sağa doğru yatık olduğunu görebilirsiniz. Bu nedenle bu tekerlek geometrisi için tren tekerlekleri her zaman raydan çıkarılır.
Bu yapıştırılmış kağıt bardak setini bu raylara yuvarladığımda, tamamen düz hareket ettiklerini görebilirsiniz. Başlangıçta bardaklar için küçük bir eğim vermeye çalışsam bile, hala idare ediyorlar. Şimdi, bu sete bakalım mı? Bu tam tersi şekilde yapıştırılmış. Bardakları aynı raylarda yuvarladığımda başarısız oluyor. Demiryolu tekerlekleri bu tür konik şekiller kullanır. Bu açı, tekerleklerin asla pistten ayrılmamasını sağlar, ancak asıl soru nedenidir.
Bu konik düzenleme kendiliğinden merkezlenen bir kuvvet üretir. Nasıl olduğunu anlamak için tekerleklere etki eden kuvvetleri kontrol etmemiz gerekiyor. Düz bir ray hareketi sırasında tekerleklere etki eden ana kuvvetler burada gösterilir. Reaksiyon kuvvetleri her zaman koninin yüzeyine dik olacaktır. Tekerlekler ortalandığında, bu kuvvetlerin yatay bileşenleri birbirini iptal eder.
Şimdi, bir nedenden dolayı tekerleklerin sağa doğru yattıklarını varsayalım. Eksen boyunca hareket ettiğinde trenin tekerleklerine ilginç bir şey olur. Fark ettiniz mi? Görselden, tüm tren tekerleği setinin gösterildiği gibi eğildiği açıktır. Bu eğimle birlikte normal kuvvetler de eğilir. Bu durumda bir kuvvet analizi yaparsanız, sol yöne doğru net bir kuvvet olacağını görebilirsiniz. Bu kuvvet tekerlekleri otomatik olarak merkeze getirecektir. Tekerlekler merkeze yaklaştıkça, otomatik merkezleme kuvveti kaybolacaktır. Tekerlekleri kendi kendine ortalamak için ne kadar basit ama akıllıca bir teknik, değil mi? Flanşlar, ekstra bir güvenlik özelliği olarak tekerleklerin her iki tarafına da takılmıştır.
Eğlencesine, trenin tekerleklerinin ters açıda olduğunu varsayalım. Burada doğru yer değiştirme sırasında aynı kuvvet analizini yaparsanız, geliştirilen net kuvvetin yine sağa doğru yatık olduğunu görebilirsiniz. Bu nedenle bu tekerlek geometrisi için tren tekerlekleri her zaman raydan çıkarılır.
Şimdi, tekerleklere konik bir şekil vermenin ikinci nedenini keşfedelim. Bu konik şekille, mühendisler diferansiyel aksiyon elde edebildiler. Trenin gösterildiği gibi bir dönüş yapması gerektiğini varsayalım. Burada, sol tekerleğin sağ tekerleğe göre daha fazla mesafe kat etmesi gerekir. Bununla birlikte, tekerlekler ortak bir mil kullanılarak bağlandığında, bir tekerlek diğerinden nasıl daha fazla mesafe kat edebilir? Konik şeklin devreye girdiği yer tam da burasıdır. Bunu başarmak için, tekerlekleri döndürmek hafifçe sola doğru kaymasına neden olacaktır. Tekerleklerin temas noktasını göz önünde bulundurursanız, sol tekerlek sağ tekerleklerden daha yüksek bir yarıçapa sahiptir. Kısacası, aynı açı dönüşü için, sol tekerlek daha fazla mesafe kat edecek ve diferansiyel hareket elde edecektir.
Unutmayın, otomobillerde diferansiyel hareket elde etmek için mühendislerin tekerlekleri ayırması ve farklı hızlarda döndürmesi gerekiyordu. Burada, sadece tekerleklere konik bir şekil vererek diferansiyel aksiyonu mümkün kıldılar. İlginç, değil mi?
Elbette, tekerlekler sola doğru kaydığında, daha önce gördüğümüz gibi otomatik olarak sağa doğru bir kuvvet üretecektir. Bir viraj alma durumu sırasında, bu kuvvet dönüş için gereken merkezcil kuvveti sağlamak için sağlanır. Bu nedenle, viraj alma sırasında tekerlekler merkeze geri kaymayacaktır.
Sadece tekerleklerin inceltilmesiyle iki ana mühendislik hedefine ulaşan zeki mühendisleri selamlıyoruz. Videoyu izlediğiniz için teşekkür ederiz. Bir dahaki sefere görüşmek üzere.
Unutmayın, otomobillerde diferansiyel hareket elde etmek için mühendislerin tekerlekleri ayırması ve farklı hızlarda döndürmesi gerekiyordu. Burada, sadece tekerleklere konik bir şekil vererek diferansiyel aksiyonu mümkün kıldılar. İlginç, değil mi?
Elbette, tekerlekler sola doğru kaydığında, daha önce gördüğümüz gibi otomatik olarak sağa doğru bir kuvvet üretecektir. Bir viraj alma durumu sırasında, bu kuvvet dönüş için gereken merkezcil kuvveti sağlamak için sağlanır. Bu nedenle, viraj alma sırasında tekerlekler merkeze geri kaymayacaktır.
Sadece tekerleklerin inceltilmesiyle iki ana mühendislik hedefine ulaşan zeki mühendisleri selamlıyoruz. Videoyu izlediğiniz için teşekkür ederiz. Bir dahaki sefere görüşmek üzere.