तंत्रज्ञान

चासी एक रचना अनेक

मोड्युलर फर्निचर, मोड्युलर किचन हे शब्द तुम्ही ऐकले असतील. गेल्या एकदोन वर्षांत 'मोड्युलर प्लॅटफॉर्म' हा शब्दप्रयोग मोटारक्षेत्रात रुळू लागलाय. नुकतीच 'टोयोटा'ची 'यारिस' ही 'मोड्युलर प्लॅटफॉर्म'वर बांधलेली हायब्रीड मोटार युरोपियन बाजारपेठेत दाखल झाली. हे एक नवे तंत्र आहे आणि त्याचा वापर करून वेगवेगळ्या क्षमतेची इंजिने बसवलेल्या, कमीअधिक लांबी रुंदीच्या आणि निरनिराळ्या शक्तिस्रोतांचा वापर केलेली इंजिने एकाच चासीवर बसविता येतील. 

नुकतीच 'टोयोटा'ची 'यारिस' ही 'मोड्युलर प्लॅटफॉर्म'वर बांधलेली हायब्रीड मोटार युरोपियन बाजारपेठेत दाखल झाली. हे एक नवे तंत्र आहे. यापूर्वी 'टाटा अल्ट्रोज'करिता हे तंत्रज्ञान वापरल्याची माहिती 'मोटार जगत'मध्ये देण्यात आली होती. या तंत्राचा वापर करून गाडीचे पुढचे व मागचे या ओव्हरहँग आणि एका आसावरील दोन चाकांमधील अंतर वाढवून संपूर्ण वाहनाची लांबीरुंदी वाढवता येते. हे करताना वाहनांचा समतोल न बिघडणे, वाढीव आकारामुळे पडणारा ताण सहन करण्याची क्षमता वाहनात आणणे याची काळजी घ्यावी लागते. बदलत्या इंधनानुसार इंजिनाचा थरथराट आणि पीळ गुणोत्तर (टॉर्क) यांत होणारे बदल सहन करण्याची शक्ती चासीमध्ये असावी लागते. मात्र मूळ चासीत फेरफार न करता सस्पेंशनचे विशबोन, लोअर आर्म, ट्रेलिंग लिंक वगैरे भाग बदलून हे साध्य करता येते. यामुळे एका विशिष्ट लांबीरुंदीच्या मर्यादेपर्यंत थोड्याफार फरकाने हॅचबॅक, सलून, क्रॉसओव्हर अशा विविध प्रकारच्या मोटारी एकच मूळ चासी वापरून बनविता येतात. 

या तंत्रज्ञानामुळे निरनिराळे आराखडे असलेली वाहने तयार करण्यातील श्रम, वेळ आणि खर्च यांत मोठी बचत साध्य होईल. केवळ कमीजास्त क्षमतेचीच नव्हे तर वेगवेगळ्या इंधनांवर चालणारी इंजिने 'मोड्युलर प्लॅटफॉर्म'वर कशी बसतात त्याची कल्पना वरील चित्र पाहीन येईल. 'फॉक्सवॅगन'च्या या प्रकारच्या चासीचे हे चित्र आहे. पारंपरिक पेट्रोलियम इंधने, पर्यायी ऊर्जास्रोत वापरणारी इंजिने, पूर्णपणे विजेवर चालणारी, हायब्रीड तंत्र वापरणारी आणि फ्युएल सेलचा वापर करणारी अशी सर्व प्रकारची इंजिने या तंत्रज्ञानामुळे एकाच चासीवर विनासायास आणि मुख्य सांगाड्यात बदल न करता बसविता येतील. कारखानदारांच्या दृष्टीने आणखी एका बाबतीत हे तंत्र लाभदायक ठरत आहे. वेगवेगळ्या प्रकारच्या मोटारी (अर्थात समान क्षमता गटातील) एकाच उत्पादन पट्ट्यावर (कन्व्हेयर बेल्ट) जुळविता येतील. त्यामुळे कारखान्यांची उभारणी करताना होणारा संरचनेवरील खर्च कमी होईल. 

या तंत्रज्ञानाचा वापर करताना काही बाबतीत विषेश काळजी घ्यावी लागेल. समाईक भागांचे प्रमाण जास्त असल्यामुळे अनेक मॉडेलांचे उत्पादन केले आणि एखाद्या समाईक भागाच्या बनावटीत दोष अथवा त्रुटी आढळली, तर मालिकेतील सर्वच मॉडेलांमध्ये तो दोष आल्याने ती परत घेऊन (रीकॉल) ग्राहकांना ती दोषमुक्त करून द्यावी लागतील, ही मोठी खर्चिक गोष्ट होईल.

............................................................................................................................

गरजेनुसार उघडणार इंजिनाचे व्हाल्व 

         विजेवर चालणाऱ्या मोटारींना प्रोत्साहन देण्याचे धोरण अनेक देश आखत असले तरी पारंपरिक पेट्रोलियम इंधनांवर चालणाऱ्या गाड्यांमध्ये नवीन सुधारणा करण्याचे संशोधन वाहन उत्पादकांनी थांबविले नाही. इंजिनाचे व्हाल्व गरजेनुसार कमीजास्त वेळ उघडे राहण्याची क्लुप्ती ह्युंदाई कंपनीने शोधून काढली असून या नव्या तंत्रामुळे इंधनाची बचत, इंजिनाच्या शक्तीची वाढ आणि धुराच्या प्रमाणात भरपूर घट साध्य होईल असा दावा त्यांनी केला आहे. या तंत्रज्ञानाला CVVD (कंटिन्युअसली  व्हेरिएबल व्हाल्व ड्युरेशन) असे नाव दिले आहे. यापूर्वीच अस्तित्त्वात आलेल्या CVVT आणि CVVL या दोन्ही यंत्रणांपेक्षा हे निराळे आणि अधिक प्रगत तंत्रज्ञान असल्याचे 'ह्युंदाई'तर्फे सांगण्यात आले आहे.

             

CVVD इंजिनाचे सिलिंडर हेड आणि कॅमशाफ्ट 

         या तंत्रज्ञानामध्ये इंजिनच्या गरजेनुसार इनलेट व्हाल्व उघडा राहण्याची वेळ आपोआप कमीजास्त होण्याची व्यवस्था केली जाते. जेव्हा गाडी कोणत्याही भाराशिवाय चांगल्या वेगाने पळत असते तेव्हा कॉम्प्रेशन स्ट्रोकच्या मध्यापासून एण्डपर्यंत इनलेट व्हाल्व उघडा राहतो. यामुळे कॉम्प्रेशन  स्ट्रोकमधील दाबाचा विरोध न झाल्याने इंजिनची थरथर कमी होते आणि इंधनाची कार्यक्षमता वाढते. वेगाने इंजिन चालताना इंधन पूर्णपणे जळणे आणि हवेचे प्रमाण कमी झाल्याने कार्बन वगैरे घटकांचा अंश कमी होऊन धुराची तीव्रता कमी होते. जेव्हा इंजनाला जास्त शक्ती निर्माण करण्याची आवश्यकता असते तेव्हा इनलेट व्हाल्व कॉम्प्रेशन स्ट्रोकच्या सुरुवातीला बंद होऊन सिलिंडरमध्ये कोंडलेल्या हवेवर अधिकाधिक दाब देणे शक्य होते.

            

           CVVD, CVVT आणि CVVL या तिन्ही तंत्रज्ञानातील फरक समजावून घेतला पाहिजे.

          CVVT (कंटिन्युअसली व्हेरिएबल व्हाल्व टायमिंग) यामध्ये कॅमशाफ्ट अशा रीतीने तयार केलेला असतो की इंजिनची गती वाढवितात इनलेट व्हाल्व उघडण्याची व मिटण्याची वेळ अलीकडे येते. 

           CVVL (कंटिन्युअसली व्हेरिएबल व्हाल्व लिफ्ट) तंत्रामध्ये व्हाल्व गरजेनुसार जास्त खोल उघडला जातो. (जसे: कार्यालयाचे दार नेहमी अर्धेच उघडे असते आणि पाहुणे येतात तेव्हा पूर्ण उघडले जाते)   

      CVVD (कंटिन्युअसली  व्हेरिएबल व्हाल्व ड्युरेशन) या तंत्रामध्ये वर सविस्तर लिहिलेली प्रक्रिया होते. 

या तंत्रामुळे इंजिनाच्या कार्यक्षमतेत ४% वाढ, ५% इंधनबचत आणि धुराच्या घनतेत १२% घट होते, असे कंपनीने कळविले आहे.  

 'हबलेस व्हील'
      कल्पना करा तुमच्या मोटारसायकलच्या चाकाच्या सगळ्या तारा तुटल्यात असं स्वप्न तुम्हाला पडलं, काय म्हणता, घाबरवू नको ? अहो, उद्या जिकडे तिकडे बिनतारांच्या चाकांच्या सायकली, मोटारसायकली नि कार दिसू लागल्या तर ?

      'हबलेस व्हील' नावाच्या तंत्रज्ञानाने हे स्वप्न सत्यात उतरवणं शक्य केलंय . प्रायोगिक मोटारसायकलींच्या नमुन्यांमध्ये मावळत्या २०१८ या वर्षात ज्यांची सर्वोत्कृष्ट म्हणून निवड करण्यात आली त्यांपैकी बहुतेकींच्या चाकांना ताराही नव्हत्या आणि हबसुद्धा नव्हते.  हबलेस व्हील म्हटल्यावर तुमच्या मनात अनेक प्रश्न येणं स्वाभाविक आहे. चाकाला हब नसेल तर ते जागेवर बसणार कसं हा पहिला प्रश्न. त्याला गती कशी देणार हा दुसरा. हे चाक फिरू लागलं की ब्रेक कसा लावणार हा तिसरा. प्रश्नांची उत्तरं मिळविण्याचा प्रयत्न करू. 

      हब नसल्यामुळे चिमटा (फोर्क) नाही. या गाडीचं चाक म्हणजे मोठ्ठ बेअरिंगच. चासीला जोडलेल्या एका ब्रॅकेटच्या साहाय्याने बेअरिंगरूपी चाकाच्या आतील रिंग (रेस) जखडून ठेवलेली असते. बाहेरच्या रिंगला गती दिली जाते आणि टायरही तीवरच बसवला जातो. हबलेस व्हील म्हटल्यावर तुमच्या मनात अनेक प्रश्न येणं स्वाभाविक आहे. चाकाला हब नसेल तर ते जागेवर बसणार कसं हा पहिला प्रश्न. त्याला गती कशी देणार हा दुसरा. हे चाक फिरू लागलं की ब्रेक कसा लावणार हा तिसरा. प्रश्नांची उत्तरं मिळविण्याचा प्रयत्न करू. 
      हब नसल्यामुळे चिमटा (फोर्क) नाही. या गाडीचं चाक म्हणजे मोठ्ठ बेअरिंगच. चासीला जोडलेल्या एका ब्रॅकेटच्या साहाय्याने बेअरिंगरूपी चाकाच्या आतील रिंग (रेस) जखडून ठेवलेली असते. बाहेरच्या रिंगला गती दिली जाते आणि टायरही तीवरच बसवला जातो. या प्रकारात आस (सीव्ही जॉईंट वगैरे) येत नाही. काही वेळा चेन किंवा बेल्टने गतीपुरवठा होतो. विद्युत वाहनांना चुंबकीय तत्त्व वापरून गती पुरवली जाते.       

हायड्रोजन फ्युएल सेल

हायड्रोजन फ्युएल सेल हा एक प्रकारचा विद्युत घट (सेल) आहे. यामध्ये वीज निर्माण करण्यासाठी हायड्रोजन आणि ऑक्सिजनचा वापर केला जातो. यात अनोड (ऋणभार) बाजूने घटामध्ये हायड्रोजन सोडला जातो आणि कॅथोड (धनभार)च्या बाजूने हवा. (आकृती पहा) 

धन हायड्रोजन इलेक्ट्रोलाईटमधून जाताना ऋण इलेक्ट्रोन प्रवाहित होतात आणि धन कॅथोडच्या बाजूला जातात, परिणामी वीज निर्माण होते व तिचा वापर करून मोटर फिरविली जाते.

हायड्रोजन फ्युएल सेलमध्ये वीज तयार करताना कोणत्याही प्रकारचे ज्वलन होत नाही. त्यामुळे धूर, कोळसा (कार्बन), काजळी निर्माण होण्याचा प्रश्न येत नाही. अनोड आणि कॅथोडमधील इलेक्ट्रोनच्या प्रवासादरम्यान वापरला न गेलेला हायड्रोजन पुन्हा साठवणुकीच्या टाकीकडे परत जातो व आत प्रवेशलेल्या हवेशी संयोग पावलेल्या हायड्रोजनपासून तयार झालेले पाणी (H₂O) सायलेन्सरसारख्या उत्सर्जक नळीतून बाहेर टाकले जाते. प्रक्रिया होताना उष्णता निर्माण होते, त्यामुळे पाणी गरम असते, अर्थात त्याच्या वाफा बाहेर येतात. काही तज्ञांच्या मते गरम वाफा आणि पाणी बाहेर पडते. 

व्हेरिएबल कॉम्प्रेशन इंजिन

मोटारीच्या इंजिनाची कार्यक्षमता वाढविण्यासाठी आणि त्याचवेळी इंधनाचा खप कमी करण्यासाठी नवीनवी तंत्रे शोधून काढण्यात शास्त्रज्ञ नेहमीच असेच प्रयोग करीत असतात. इन्फिनिटी कंपनीने असेच प्रयोग करून गरजेप्रमाणे बदलणारा कॉम्प्रेशन रेशो असणारे इंजिन विकसित केले आहे.  

        अलीकडेच पार पडलेल्या एका पॅरिस मोटार शोमध्ये इन्फिनिटी मोटार कंपनीने व्हेरिएबल कॉम्प्रेशन इंजिन प्रकारचे नव्याने विकसित केलेले इंजिन प्रदर्शित केले होते. ते पाहून आजपर्यंतच्या सुधारित कंबश्चन चेंबर इंजिनामध्ये ते सर्वात प्रगत आहे असा अभिप्राय या प्रदर्शनाला भेट देणार्‍या तज्ञांनी दिला होता.

     व्हीसीटी नावाने हे इंजिन ओळखले जाते. २ लीटर क्षमतेचे चार सिलिंडरचे टर्बोचार्जर बसविलेले पेट्रोल इंजिन आहे. या वैशिष्ट्यपूर्ण इंजिनाच्या प्रत्येक सिलिंडरमधील पिस्टनच्या हालचालीचे डिझाईन असे केले आहे की शक्तीच्या गरजेनुसार इंजिनचा कॉम्प्रेशन रेशो कमीजास्त होतो.

     या विशिष्ट तंत्रामुळे पिस्टन टीडीसी अथवा बीडीसीला पोहोचण्याच्या जागा बदलतात, त्यामुळे कॉम्प्रेशन रेशो ८:१ ते १४:१ प्रमाणे कमीजास्त होतो. अधिक शक्ती हवी असेल तेव्हा रेशो १४:१  होतो, परिणामी १५ भाग हवा एका भागत दाबली जाते जाऊन जास्त कॉम्प्रेशन निर्माण होते आणि इतर वेळी ८:१ होऊन कॉम्प्रेशनमुळे निर्माण होणार्‍या प्रतिरोधाची तीव्रता कमी केली जाते. यामुळे वेगात वाढ आणि इंधंनाची बचत साध्य होते. तसेच इंजिनाची थडथड आणि आवाजाची तीव्रताही कमी होते.

     या संशोधनाने गेली सव्वाशे वर्षे प्रचलित असलेल्या सिलिंडरमधील समवर्ती दाबाच्या क्रियेच्या तत्वाला हादरा दिला आहे.