मनुष्याने निसर्गनियमांचा अभ्यास करून, त्यांचा उपयोग करून आपले जीवन अधिक सुखकर कसे होईल यासाठी सातत्याने प्रयत्न केले आहेत. अगदी आदिम चाकाच्या शोधापासून ते अलीकडच्या सौरऊर्जेपर्यंत. यातील मूलभूत यांत्रिक उपकरणांची आणि संकल्पनांची ओळख आपण गेल्या काही लेखांमधून करून घेतली आहे. सुलभ यंत्रे, गीयर आणि इंजिन यांचा मेळ घालून बनली स्वयंचलित वाहने. माणसाने स्वत:ला गती देण्यासाठी आधी इतर प्राण्यांचा वापर सुरू केला. सुरुवातीला बैल, घोडा इ. पाळीव प्राण्यांवर बसून त्यांना पळवायला सुरुवात केली. नंतर चाक आणि आसावर एक बैठक घातली आणि ती बैठक या प्राण्यांना ओढायला लावली. ही स्वत: आरामात बसून एका जागेवरून दुसरीकडे जाण्याकरता बनवलेली प्राथमिक वाहनव्यवस्था होती. जसजशी इतर यंत्रे शोधली गेली, तसतशी ही वाहनव्यवस्था अधिकाधिक कार्यक्षम आणि आरामदायी बनत गेली. आणि आज तर स्वयंचलित वाहने हा जगातील एक मोठा उद्योग बनला आहे. माणसे वाहून नेऊ शकणारी पहिली चारचाकी गाडी (कार) इ. स. १७६८ मध्ये निकोलस-जोसेफ क्युग्नोटने बनवली. ही वाफेवर चालणारी गाडी होती. अंतज्र्वलन इंजिनावर चालणारी पहिली गाडी इ. स. १८०७ मध्ये फ्रान्स्वा आयझाक द रिवाजने बनवली. यात इंधन म्हणून हायड्रोजन वापरला जायचा. कार्ल बेंझने इ. स. १८८६ मध्ये पेट्रोलवर चालणारी कार बनवली आणि ऑटोमोबाइल उद्योगाची मुहूर्तमेढ रोवली गेली. आता एकविसाव्या शतकात विद्युतऊर्जेवर चालणाऱ्या गाडय़ा रस्त्यावर येऊ लागल्या आहेत. दुचाकी स्वयंचलित वाहनांचा प्रवास थोडा उशिरा सुरू झाला. इ. स. १८८४ मध्ये इंग्लंडच्या एडवर्ड बटलरने पेट्रोलवर चालणारे अंतज्र्वलन इंजिन असलेली पहिली दुचाकी (खरे तर तीनचाकी) तयार केली. पुढे १८९४ मध्ये हिल्डेब्रांड आणि वुल्फम्युलर यांनी आताच्या दुचाकीच्या आद्य स्वरूपातील गाडय़ांचे व्यावसायिक उत्पादन करायला सुरुवात केली. दुचाकी असो वा चारचाकी- गाडीचे इंधन बदलत गेले आहे, त्यातील सुखसोयी वाढल्या आहेत, असंख्य बदल झाले आहेत आणि होत आहेत; पण ही गाडी चालण्याची यांत्रिक संकल्पना मात्र अजून तरी फारशी बदललेली नाही. हीच संकल्पना चित्र क्र. १ मध्ये दाखवली आहे. चित्रात दाखवल्याप्रमाणे गाडीच्या चलन यंत्रणेचे (Driving Mechanism) तीन मुख्य विभाग असतात. १. इंजिन २. क्लच आणि फ्लाय व्हील ३. गीयर यंत्रणा. यापैकी इंजिनाची माहिती आपण घेतली आहे. गाडी सुरू करताना आपण आधी इंजिन सुरू करतो. त्यावेळेला इंजिन आणि चाके यांच्यात संपर्क नसतो. त्यामुळेच इंजिन सुरू झाल्याबरोबर गाडी गती घेत नाही. क्लच ही यंत्रणा इंजिन आणि गीयर यांच्यातील दुवा असते; जी आपल्याला हवे तेव्हाच इंजिन आणि गीयर यांच्यातील संपर्क घडवून आणते. जेव्हा क्लच इंजिनाच्या संपर्कात असतो तेव्हाच इंजिनात तयार झालेले वर्तुळाकार चलन क्रँकशाफ्टला जोडलेल्या भरीव चक्राद्वारे (Fly Wheel) क्लचकडे हस्तांतरित केले जाते. क्लचमधून येणारा दांडा गीयर यंत्रणेला जोडलेला असतो. आपण निवडलेल्या गीयर साखळीनुसार गीयरचा दांडा फिरू लागतो. गीयर यंत्रणेमधून पुढे येणारा दांडा ‘डिफरन्शियल’ व्यवस्थेमधून (चित्र क्र. २) गाडीच्या चाकांना जोडलेला असतो. डिफरन्शियलमध्ये असलेले बिव्हेल गीयर गतीची दिशा बदलण्याचे काम करतात आणि त्यांना जोडलेल्या दांडय़ांना असलेली चाके फिरवू लागतात. अशा रीतीने इंजिनात तयार झालेली यांत्रिकी ऊर्जा गाडीला गती देते. ही यंत्रणा कशी चालते, ते जरा अधिक तपशिलात पाहू. वर सांगितल्याप्रमाणे इंजिनानंतर येणारा दुसरा महत्त्वाचा भाग म्हणजे फ्लाय व्हील आणि क्लच. फ्लाय व्हील इंजिनातील क्रँकशाफ्टला मिळालेली वर्तुळाकार गतिज ऊर्जा साठवण्याचे काम करते आणि जेव्हा क्लच जोडला जातो तेव्हा सातत्य असलेली गती पुरवते. क्लच इंजिनाला पुढच्या गीयर यंत्रणेपासून हवे तेव्हा अलग करण्याचे काम करतो. हे केल्यामुळे इंजिन चालू असतानासुद्धा गाडीची चाके स्थिर राहतात. हे कसे होते ते चित्र. क्र. ३ आणि ४ मध्ये दाखवले आहे. चित्र क्र. ३ मध्ये दाखवल्याप्रमाणे क्लचची चकती फ्लाय व्हीलवर दाबून धरलेली असते. हा दाब त्या चकतीवर असलेल्या दुसऱ्या चकतीमार्फत क्लचमधील यंत्रणा देत असते. जेव्हा क्लचची पट्टी मोकळी असते तेव्हा फ्लाय व्हील आणि गीयर यंत्रणा जोडलेली असते. जेव्हा क्लच दाबला जातो तेव्हा चित्र क्र. ४ मध्ये दाखवल्याप्रमाणे क्लच चकतीवर दाब देणारी चकती मागे सरकते आणि क्लच चकती फ्लाय व्हीलपासून मोकळी होते आणि इंजिनाचा गीयर यंत्रणेशी संबंध राहत नाही. त्यामुळेच गाडी सुरू करताना अथवा गीयर बदलताना क्लच दाबावा लागतो. गाडी जेव्हा न्युट्रल गीयरमध्ये असते तेव्हाही क्लच इंजिनाला जोडलेलाच असतो, पण गीयर यंत्रणेतील दांडा त्यावेळी फिरत नसल्याने चाके फिरत नाहीत. थोडक्यात सांगायचे म्हणजे स्वयंचलित वाहनामधील क्लच म्हणजे विद्युत परीपथातील बटण किंवा खटका. जेव्हा बटण चालू असते तेव्हाच दिवा लागतो. या बटणाविषयी जाणून घेतल्यानंतर गीयर यंत्रणेविषयी जाणून घेऊ - पुढच्या भागात. दीपक देवधर- dpdeodhar@gmail.com
