எங்கேயும் எப்போதும் 14: தொடர்வண்டிகளுக்கு ‘கியர்’ உண்டா?

ஹாலாஸ்யன்

ரயில்கள் என்றுமே அலாதியானவை; தாலாட்டும் அதன் அசைவுகள், தடக் தடக் ஓசை, ஒலியெழுப்பல் எல்லாமே அழகானவை. இந்த ரயில்கள் எப்படி இயங்குகின்றன. நாம் பொதுவாக கியர்கள் என்று அழைக்கும் வாகனங்களில் உள்ள விசையூடிணைப்புகள் (Transmission) ரயில்களுக்கும் உண்டா?

முதலில் அடிப்படை வேறுபாடு ஒன்றைப் பார்த்துவிடலாம். தொடர்வண்டியின் முதல் பெட்டிக்குப் பெயர் நாம் அழைப்பதைப் போல எஞ்சின் கிடையாது. எஞ்சின் என்று அதைச் சொல்வது ஒட்டுமொத்த வீட்டையும் சமையலறை என்று சொல்வதைப் போன்றது. அதன் பெயர் உந்துப்பொறி (Locomotive). வாகனங்களில் பெட்ரோல் வாகனம், டீசல் வாகனம் என்றிருப்பதைப் போல், உந்துப்பொறியுடைய ஆற்றல் மூலத்தை வைத்து அதற்குப் பெயர் உண்டு.

இயக்கத்தின் வகைகள்

டீசல் எரிபொருளில் இயங்குகிற உந்துப்பொறிக்கு டீசல்-மின் உந்துப்பொறி (Diesel-Electric Locomotive) என்று பெயர். வாகனங்களில் இருப்பதைப் போல் டீசல் எஞ்சின் ஒன்று அதற்குள் இருக்கும். அதுதான் டீசலில் இருந்து ஆற்றலை உற்பத்தி செய்யும். தண்டவாளத்துக்கு மேலே செல்லும் மின்கம்பிகளில் இருந்து நேரடியாக மின் ஆற்றலைப் பெறும் மற்றொரு வகை மின் உந்துப்பொறி (Electric Locomotive). இன்னும் சில வகைகள் புழக்கத்தில் இருந்தாலும் அவை பெரும்பாலும் அழகுக்காகவும், சுற்றுலாப் பயன்பாடுகளுக்காகவுமே இயக்கப்படுகின்றன. தொடர்வண்டிப் போக்குவரத்தை ஆள்பவை மேற்சொன்ன இரண்டும்தான்.

இந்த டீசல்-மின் உந்துப்பொறி இருக்கிறதே, அதில் நம் வாகனங்கள் போல் விசையூடிணைப்பு (Transmission) கிடையாது. கியர்பாக்ஸ் (Gearbox) என்று அழைக்கப்படும் விசையூடிணைப்புப் பெட்டி கிட்டத்தட்ட எஞ்சின் அளவுக்குப் பெரிதாக இருப்பதை நம் இருசக்கர வாகனங்களிலேயே கவனித்திருக்கலாம். உந்துப்பொறிகளின் அளவைப் பார்க்கும்போது அவை பூதாகரமாக இருக்க வேண்டும்; அதையும் சேர்த்து இழுத்துக்கொண்டு நகர்வது கூடுதல் சுமை. டீசல் உந்துப்பொறிகள் சிலவற்றில் தொடக்கக் கட்டத்தில் இவை புழக்கத்தில் இருந்தாலும், இப்போது கிட்டத்தட்ட இல்லை.

மாறுதிசை மந்திரம்

உண்மையில் டீசல்-மின் உந்துப்பொறிகளில், டீசல் எஞ்சினை இயக்கி, மாறுமின்னாக்கிகள் (Alternator) மூலம் மின்சாரம்தான் தயாரிக்கிறார்கள். மாறுமின்னாக்கிகள் என்பவை நம் வாகனத்தின் மின்கலத்துக்கான ஆற்றலை உற்பத்தி செய்யும் அதே கருவிதான். மின் உந்துப்பொறிகளில் அந்த மின்சாரம் நேரடியாகக் கம்பிகள் வழியாகக் கிடைக்கிறது. மின்சாரம்தான் டீசல்-மின் - மின் உந்துப்பொறிகளைச் செயல்பட வைக்கிறது.

அந்த மின்சாரத்தை, உந்துப்பொறியின் சக்கரங்களுடன் இணைக்கப்பட்ட மின்மோட்டர்களில் செலுத்தித்தான் தொடர்வண்டியை இழுக்கிறார்கள். ஆனால், உருவாகிற மின்சாரத்தை நேரடியாக மோட்டார்களில் செலுத்தினால் அவை ஒரே வேகத்தில்தான் ஓடும். நமக்குத் தேவையான வேகத்தில் எல்லாம் தொடர்வண்டியை நகர்த்த முடியாது. அங்கேதான் விசையூடிணைப்புகளுக்கு மாற்று ஒன்று தேவைப்படுகிறது.

மின்சார மோட்டார்கள், குறிப்பாக மாறுதிசை மின்சாரத்தில் இயங்கும் மோட்டார்களுக்கு (AC motor) உள்ள பண்புகளில் ஒன்று: அவற்றுக்குச் செலுத்தப்படும் மாறுதிசை மின்சாரத்தின் துடிப்பெண் (Frequency) கூடக்கூட அவற்றின் வேகம் கூடும். துடிப்பெண் என்பது மின்சாரம் நொடிக்கு எத்தனை முறை அதன் பாயும் வேகத்தை மாற்றிக்கொள்கிறது என்பதன் அளவீடு. உதாரணமாக நம் வீடுகளுக்கு வரும் மின்சாரத்தின் துடிப்பெண் 50 ஹெர்ட்ஸ் (Hertz).

அதனால் மாறுதிசை மின்மோட்டார்கள் பொருத்தப்பட்ட உந்துப்பொறிகளில், மோட்டார்களுக்குச் செல்லும் மின்சாரத்தின் துடிப்பெண்ணை மாற்றுவதன் மூலம் அதன் வேகத்தை மாற்றலாம். மாறுமின்னாக்கிகள் உற்பத்தி செய்யும் மின்சாரமோ, நேரடியாக மின்கம்பிகளில் இருந்து கிடைக்கும் மின்சாரமோ, தனிப்பட்ட மின்சுற்றுகளில் அதைச் செலுத்தி, பல வகைச் சீரமைப்புகளுக்குப் பின்னர், தொடர்வண்டி நகரவேண்டிய வேகத்துக்குத் தேவையான துடிப்பெண் கொண்ட மின்சாரமாக மாற்றுகிறார்கள். அவைதான் மோட்டார்களை இயக்கி, தொடர்வண்டிகளை இயக்குகின்றன.

ஒரு அறை அளவுக்குப் பெரிய, ராட்சத விசையூடிணைப்புகள் செய்ய வேண்டிய வேலையை, இரண்டு காத்ரெஜ் பீரே அளவிலான மின்சுற்றுகள் செய்து முடித்துவிடுகின்றன. இப்படித்தான் விசையூடினைப்புகள் இல்லாமல் தொடர்வண்டிகள் ஓடுகின்றன.

(தொடரும்) கட்டுரையாளர் தொடர்புக்கு: yes.eye.we.yea@gmail.com