איך עובד מנגנון טעינת מכונית צעצוע? (למידה) - קישור מצורף

קיצור היה לי קצת זמן פנוי בבוקר, ומצאתי מכונית צעצוע מהסוג הזה שאם אתה מזיז אחורה אז היא מתנגדת קצת, ואז כשמשחררים אז הגלגלים זזים קדימה מאוד מהר למרחק גדול.

בתור חננה ותכף מהנדס, מה שעניין אותי זה המנגנון שאחראי לזה בפנים, אז פירקתי וניתחתי לבד ועם הצאט את התנועה שמתחוללת בפנים.
החלק הקל להבנה הוא שיש שם קפיץ ספירלי, שאתה דורך ככל שגלגלי המכונית מסתובבים אחורה.
כאשר האנרגיה של הקפיץ משתחררת כשמשחררים את הדריכה של הקפיץ, כלומר כשמשחררים אחיזה בגוף המכונית, אז הגלגלים מסתובבים ובגלל חיכוך המכונית נעה קדימה.

החלק היותר מעניין הוא איך אנחנו יכולים לגרום לכך שבטעינה של הרכב נצטרך להזיז אותו יחסית מעט ולספק לו יחסית הרבה אנרגיה, אבל בשחרור נראה שחרור של אנרגיה שייתבטא יותר בתנועה של המכונית ופחות במומנט רגעי.

כלומר אנחנו נרצה:

טעינת אנרגיה -> המשתמש צריך להזיז מעט את הרכב אחורה, מפעיל כוח יחסית גדול אבל למרחק קצר.
פריקת אנרגיה -> הרכב ינוע מרחק גדול קדימה במשך זמן ממושך יחסית, האינרציה תנוצל בצורה מירבית.

פה נכנס מנגנון מאוד חכם של גלגלי שיניים.
אישית אני פירקתי את האחד שהיה במכונית שמצאתי, ובמשך איזה שעתיים ניסיתי לחשב ולראות את אופן הפעולה של המנגנון.
בתכלס, לא באמת הייתי צריך כי חננה ביוטיוב הכין על זה כבר סרטון.
______________________________________
העיקרון של המנגנון הוא שיש שם שני מסלולי העברת מומנט, והם מתנתקים ומתממשקים לקפיץ/לגלגלים בהתאם לשלב שהמנגנון נמצא בו:

1) שלב טעינת אנרגיה, ששם אנחנו מפעילים הרבה התנגדות בשביל שנוכל להזיז מרחק קצר את הרכב ולטעון הרבה את הקפיץ.

2) שלב פריקת אנרגיה עקב שחרור של הקפיץ, ששם אנחנו רוצים מומנט נמוך (שרק יספיק לתנועה של הרכב), תוך העניין שאנחנו רוצים הרבה סיבובים מהירים של הגלגלים של הרכב.

3) שלב שימור אינרציה לאחר שהקפיץ סיים להתרחב, ששם אנחנו מאפשרים לגלגלים של הרכב להסתובב בחופשיות, עד שהחיכוך בצירי המנגנון והחיכוך של גוף הרכב עם האוויר גורמים לעצירה.
______________________________________

הוספתי קישור לסרטון בשביל החננות שזה מעניין אותם גם, רק אומר שהסרטון לא ממש מרחיב על שלב 3, אבל אפשר להבין פחות או יותר לבד איך שלב 3 מתקיים שם.
יש גם פטנט על המנגנון הזה שראיתי שיצא ב1992 למי שזה מעניין אותו להעיף שם מבט.