מדריך מנוע ואקום מלגו – להפוך שאיבה למהירות

ברמה גבוהה, מנועי ואקום מנצלים הפרשי לחץ. כשהשסתום נפתח, שואב האבק מוריד את הלחץ בצילינדר, והלחץ האטמוספרי דוחף את הבוכנה כלפי מעלה. כשהשסתום נסגר (או נפתח לאטמוספרה), אוויר זורם פנימה והבוכנה יורדת חזרה. כשהמחזור הזה חוזר מספיק מהר, גל הארכובה מסתובב – בדיוק כמו מנוע קיטור אטמוספרי קטן, רק שכאן שואב האבק הוא תחנת הכוח. חובבי פנאומטיקה בלגו שיחקו עם הרעיון הזה במשך שנים, תוך שימוש בקורות טכניק, צירים, בושינגים, ובוכנות מלבנים כדי ליצור תנועה סיבובית אמיתית מזרימת אוויר. למרות שהפנאומטיקה של לגו לא תוכננה מלכתחילה כמנוע, הקהילה פיתחה שסתומים חכמים, מנגנוני תזמון, וטריקים של שימון כדי להפוך אותם למהירים ואמינים.

המדריך כאן מתמקד בפריסה קומפקטית עם סל"ד גבוה (לעיתים מכונה “גרסה 5” לפי התקדמות הערוץ), ומדגיש את הפרטים הקטנים שמשפרים ביצועים: מסבים חלקים, שלדות מרובעות, צילינדרים אטומים, ושסתום עם אטימה טובה. יחד עם מקור ואקום יציב, אפשר להגיע לאלפי סיבובים לדקה במבנה פשוט עם בוכנה אחת – מספרים שתואמים למה שרבים מדווחים בקהילת ה־LVE.

אם אתם חדשים בעולם מנועי הוואקום – אל תיבהלו. רשימת החלקים רגילה לגמרי: לבנים ופלייטים פשוטים למעטפת הצילינדר, צירי טכניק/מחברים לגל הארכובה והשסתום, גלגל צמיג או גלגל כבד לגלגל התנופה, וקצת סלופים/אריחים להכוונת זרימת האוויר. הקסם טמון בתזמון השסתום – להיפתח בדיוק כשצריך יניקה, ולהיסגר כדי לאפשר כניסת אוויר – ובשמירה על חיכוך ודליפות במינימום. כשתצליחו להפעיל בוכנה אחת – תוכלו להרחיב למנועים רב-בוכנתיים, להוסיף גל זיזים (camshaft) ושסתומי poppet, או אפילו מערכת תזמון בשרשרת – בונים רבים מתנסים במבני SOHC/DOHC מלגו כדי לחקות מנועים אמיתיים.

הנה טיפים פרקטיים שיעזרו להפעיל את המנוע הראשון שלכם כמו במדריך, ורעיונות למוקים שאפשר ליצור בעזרת הטכניקה הזו – החל מצעצועי שולחן ועד מופעי רב-בוכנתיים פרועים.

טיפים לתוצאות טובות

• מקור אוויר והתאמת צינור. השתמשו בשואב תעשייתי או ביתי עם פיה ניתנת לשליטה; ודאו חיבור אטום טוב לצינור הכניסה כדי שלא תאבּדו יניקה לפני שהאוויר מגיע לצילינדר. (דליפות קטנות = איבוד RPM גדול.)

• מזערו חיכוך. השתמשו בצירים חדשים, בושינגים ישרים ולא שחוקים, ודאגו שהצירים מיושרים לחלוטין בשלדות. כל שפשוף בגל הארכובה, השסתום או מסילת הבוכנה יפגע בסל"ד. סרטוני הבסיס בתחום הזה מדגישים יישור כפרמטר קריטי.

• תזמון שסתום חשוב. כוונו את שלב השסתום כך שיהיה פתוח לגמרי כשהבוכנה נמצאת קרוב לנקודת השיא העליונה במהלך ה"יניקה", וסגור (או פתוח לאטמוספרה) בדרך חזרה. אם מוסיפים בהמשך גל זיזים ושסתומי poppet – שמרו על תזמון קצר, מהיר, ואטום.

• אטמו את הצילינדר. השתמשו באריחים חלקים פנימיים, הימנעו מרווחים, ובנו בוכנה שמתאימה בול למעבר חלק. גלגל קל או דיסקים משוקללים על הגל הארכובה יתפקדו כגלגל תנופה להחלקת הדחיפות.

• שימנו בחוכמה. רבים מהבונים שמים טיפה קטנה של שמן קל וידידותי לפלסטיק על מסבי הצירים ומסילות הבוכנה; יותר מדי ימשוך אבק. מדריכים ייעודיים ל־LVE מציגים בדיוק איפה לשמן – ואיפה לא.

• בדקו בפרצי זמן קצרים. הפעילו ל־10–20 שניות, בדקו חום בנקודות חיכוך ובצינור, יישרו מחדש אם מרגישים רעידות – ואז נסו שוב. עקביות מנצחת ריצות ארוכות בשלב ההתחלתי.

רעיונות: מה לבנות עם הטכניקה הזו

• תצוגת שולחן (מנוע "מפציץ" עם בוכנה אחת): בנו את המנוע מהמדריך, הוסיפו חלון שקוף לצילינדר, מד RPM מודבק, ובסיס יציב. מושלם לדמואים לימודיים ולסרטוני רשת קצרים.

• ניסויי ראש SOHC/DOHC: הוסיפו גל זיזים בשרשרת ושסתומי poppet ל"נשימה" ריאליסטית יותר; כוונו גובה/משך פתיחה וראו איך זה משפיע על הצליל וה־RPM. (יש המון דוגמאות קהילתיות השראתיות.)

• בלוקים של Inline-3 / Inline-4: חברו כמה בוכנות עם פיזור זוויות שונה לגל הארכובה לקבלת סיבוב חלק יותר. נסו השוואות בין מישור צולב למישור שטוח, והוסיפו תא יניקה משותף.

• V-Twin או Boxer: סדרו שתי בוכנות בזווית של 60–90° (V) או 180° (בוקסר) כדי לחקור איזון ומבנה. קיימים מדריכים מלאים ודוגמאות לבנייה כזו.

• מתקן דינמו: בנו בלם פשוט (רצועת חיכוך או גנרטור) למדידת מומנט מול סל"ד; החליפו מסות גלגל תנופה והשוו הבדלים בזמני האצה. (בונים מתקדמים אפילו מודדים RPM בזמן אמת בווידאו.)

• הפעלת תצוגה: השתמשו במנוע כדי לסובב שלט, מסוע או פסל קינטי – מעולה לתערוכות שבהן תנועה רציפה מושכת את העין.

מנוע ואקום בלגו הוא מסוג הפרויקטים שמלמדים הנדסה דרך תחושה: תשמעו כשהתזמון נכון, תראו כשהיישור משתפר, ותרגישו את ההבדל כשמתוקנת דליפה קטנה. התחילו עם מדריך הבוכנה הבודדת לביצועים גבוהים כדי לשלוט ביסודות – ואז תשפרו: הוסיפו ראש עם גל זיזים, הכפילו את מספר הבוכנות, או בנו מתקן בדיקה כדי לבדוק את השיפורים. כשמכניסים לגו, אוויר, והנדסה חכמה למפגש אחד – נולד מבנה קומפקטי שנראה פשוט, אבל מתגמל את מי שמתכוונן בקפידה. וזה בדיוק מה שהופך את מנועי ה־LVE לכל כך ממכרים.