Юный техник, 2009 № 09 - [18]

Проскальзывания у пластин почти нет. КПД вариатора братьев Ван Дорн может достигать 99 %. Потери в 10 раз меньше, чем у клиноременного вариатора, и втрое меньше, чем у коробок передач. Ресурс нового вариатора равен сроку службы автомобиля.

Все ведущие автомобильные фирмы уже приобрели у наследников братьев патенты и развернули массовый выпуск легковых автомобилей с бесступенчатыми автоматическими вариаторами. Их ставят за отдельную плату, составляющую около 10 % стоимости автомобиля, на модели, обычно оснащаемые автоматическими коробками передач.

Автоматический вариатор братьев Ван Дорн. Толкающий ремень собран из стальных пластин, нанизанных на тончайшие металлические кольца.

Простейший дисковый вариатор можно собрать из деталей конструктора «Юниор». На ведущий диск наденьте резиновое кольцо, отрезав колечко от соски. Вращая ведущий вал рукой и двигая его вдоль, можно увидеть, как вариатор сначала увеличивает свою скорость, затем, дойдя до середины, перестает ее передавать, а далее начинает вращаться в обратную сторону.

Казалось бы, все примитивно просто, но попробуйте представить себе любое другое устройство, способное делать то же самое при таких же размерах. Насколько оно будет сложнее!

Теперь сделаем вариатор автоматический. Все элементы его располагаются на жестяной станине. В этом вариаторе в качестве ведущего диска использован старый лазерный диск. В центре его вклеим шайбу и через нее гайкой привернем его к рукоятке. Роль ведомого диска выполнит колесо от игрушечного автомобиля. Он должен легко, но без зазора скользить по ведомому валу. На том же валу поставим опорную шайбу и закрепим ее двухсторонним скотчем. Опорную шайбу и ведомый диск соединим пружиной.

Покрутите рукоятку, и ведомый вал начнет быстро вращаться. Попробуйте затормозить его — он замедлит вращение, но ведомый диск передвинется к центру диска ведущего, и крутящий момент возрастет. Это свойство очень важно. На таком принципе можно сделать, например, «умную» дрель.

Вы знаете, наверное, что под конец, когда сверло начинает проходить сквозь материал, возникают заусенцы, на которых сверла ломаются. Автоматический вариатор позволяет создать дрель, которая начинает сверлить с максимально большой скоростью, постепенно замедляет ее по мере углубления в материал и резко уменьшает в момент, когда сверло выходит наружу, исключая тем самым поломку сверла.

На рисунке общий вид ручной дрели с автоматическим вариатором. В качестве ведущего диска в ней применен абразивный диск от шлифмашины. Он имеет прочную стеклопластиковую основу, идеально ровен, вся поверхность его равномерно покрыта наждаком.

В контакте с ней — ведомый диск. Это металлический ролик, на который надет предварительно нагретый на зажигалке кусок винилового поливочного шланга, соединенный со сверлильным патроном, станиной и рукояткой от старой дрели.

«Умная» дрель:

_{1 — ведущий диск (жесткий стеклопластиковый диск от шлифовальной машины); 2 — ведомый диск; 3 — регулировочная пружина.}

А. ИЛЬИН

Рисунки автора

ФИЗИЧЕСКИЙ ЭКСПЕРИМЕНТ Электростатическая машина

Не будет преувеличением сказать, что наука во многом обязана своим развитием царствующим особам. Это можно отнести и к науке об электричестве. Хрестоматийным стал опыт, поставленный при дворе короля Людовика XV в XVIII веке. Вот как его описал один из очевидцев: «Семьсот монахов парижского монастыря в присутствии короля Людовика XV взялись за руки и подскочили все разом, подобно вороху желтых листьев…»

Эти монахи, добровольно решившие испытать на себе действие электрического разряда, получили ощутимый удар. Какое же напряжение могло так подействовать на всю цепочку из 700 взрослых людей?

Расчет прост: чтобы вызвать достаточно сильное ощущение, на каждого монаха должно было действовать не менее 100 В. Нетрудно подсчитать: к цепочке могло быть приложено 70 000 В. Это напряжение дала простенькая электрическая машина, создававшая электричество при помощи трения вращающегося стеклянного цилиндра о кожаную подушечку.

В наши дни подобные машины стали довольно распространенным увлечением любителей стиля «ретро». При тщательном исполнении они служат прекрасным украшением любой комнаты, но при этом позволяют показывать гостям занимательные опыты и вести школьные уроки. Самые простые из таких устройств воспроизводят машину трения, изобретенную в 1755 г. немецким физиком Мартином Планте. Важнейшая ее часть — стеклянный диск, к которому прижимались две кожаные подушки. При вращении они заряжались отрицательно, а поверхность стеклянного диска — положительно.

Машину создавали ради того, чтобы получать электрические заряды, а для этого их нужно было научиться снимать со стекла и кожи. В те времена это было сложной задачей: кожа электричество не проводит, поэтому снять с нее образовавшийся заряд казалось невозможно. Но безвестный изобретатель додумался сделать ее электропроводной, пропитав цинковой амальгамой.

Это жидкое вещество, получавшееся путем растворения цинка в ртути, по своей природе склонно к распаду, поэтому ртуть постепенно испарялась. Людей того времени это не беспокоило, поскольку ртуть считали тогда чуть ли не лекарством.