איך פועלת תיבת הילוכים. תרגום תוכן, סרטון מערוץ היוטיוב © DOCUMENTARY TUBE. הערוץ מוקדש למטרות חינוכיות להוראה, מלגה ומחקר, במיוחד בתחום המדע וההיסטוריה. כל הסרטונים בערוץ ערוכים בצורה המקלה על מחקר קל. הסרטון הפעם – הפעולה המכנית הבסיסית של תיבת הילוכים.

הדגמת פעולת הגיר, הסרנים, המצמד והפעלת הכוח מהמנוע לגלגלים

ארכימדס מיוון העתיקה

לפני זמן רב ארכימדס אמר : "תנו לי מנוף מספיק ארוך, ואוכל להזיז את העולם." כוונתו הייתה שהכוח של המנוף הוא כמעט בלתי מוגבל.

כיום, כמעט כולם משתמשים במנופים בצורה כלשהי בחיי היומיום.
פותחן קופסאות שימורים הוא למעשה מנוף עם להב חד.
נדנדת שיווי משקל בגני שעשועים היא מנוף פשוט.
עובדי רכבות משתמשים במוט חזק כדי להזיז קרונות כבדים בקלות – זהו מנוף רב עוצמה.

איך פועל מנוף?

בואו נבחן את הסוג הפשוט ביותר של מנוף:
מוט נוקשה שנשען על נקודת תמיכה קבועה (נקראת "סמך").
אם צד אחד של המנוף ארוך פי שניים מהצד השני – ניתן להרים משקל כבד יותר עם פחות כוח.

לדוגמה:
אם נניח משקל של 10 פאונד בקצה אחד, נוכל לאזן אותו עם 5 פאונד בקצה השני.
>אם נרצה להרים 25 פאונד, פשוט נשתמש במנוף ארוך יותר.

מה קורה כשאנחנו משנים את צורת המנוף?

אם נרים את המנוף באוויר ונשנה את צורתו מעט – נקבל ידית ארכובה (crank).
אם נוסיף מנוף נוסף – נקבל ידית ארכובה כפולה (double crank).
כך ניתן להפעיל כוח גדול יותר עם פחות מאמץ!

איך מנופים הפכו לגלגלי שיניים?

אם נרצה תנועה רציפה, נוסיף עוד מנופים מחוברים.
כך נוכל ליצור גלגלי שיניים – סדרה אינסופית של מנופים שמסתובבים יחד.
על ידי עיצוב הקצוות של המנופים כשיניים, הכוח מועבר בצורה חלקה ויעילה.

כיום קיימים מיליוני גלגלי שיניים ברכבים, בתעשייה ובמכונות שונות.
למשל, תיבת ההילוכים של רכב (transmission) היא מערכת מתוחכמת של גלגלי שיניים שמסייעים להעברת כוח מהמנוע אל הגלגלים.

איך פועלת תיבת הילוכים ברכב?

מצב ניוטרל – המנוע פועל, אך גלגלי הרכב לא זזים.
נמוך (Low Gear) – הכוח ממונף בצורה מקסימלית, כך שהרכב מקבל כוח רב כדי להתחיל לנוע.
שני – מהירות גבוהה יותר, פחות כוח.
בשלישי – הכוח עובר ישירות מהמנוע לגלגלים, ומאפשר מהירות מרבית.
ברוורס – מוסיפים גלגל שיניים נוסף שמשנה את כיוון התנועה.

שיפור תיבת ההילוכים – מערכת הסינכרון (Synchromesh)

בעבר, החלפת הילוכים הייתה רועשת ולא חלקה, כי הגלגלים הסתובבו במהירויות שונות.
הפתרון: סינכרומש (Synchromesh) – מערכת שמסנכרנת את מהירות גלגלי השיניים לפני שהם מתחברים.
כעת ניתן להעביר הילוכים בצורה שקטה וחלקה, ללא שחיקה מיותרת.

תיבת הילוכים מודרנית – שליטה מלאה על הרכב

 הילוך נמוך – יש לנו כוח גדול להתחלת נסיעה. בהילוך שני – אפשר להגביר מהירות במהירות גבוהה יותר. בשלישי – הכוח מועבר ישירות לגלגלים ואפשר להגיע למהירות מרבית.

בסוף הסרטון נהגת המאיטה את רכבה בירידה באמצעות הורדת הילוך. דוגמה מושלמת לשליטה טובה בתיבת הילוכים.

לסרטוני 'איך זה פועל' נוספים עם כתוביות בעברית או תרגום תוכן לעברית לַחֲצוּ על הקישור הזה