Muốn khởi động, một bộ máy bất kỳ đều phải vượt qua được sức ỳ nào đó. Để khắc phục điều này, một kỹ sư người Pháp đã sáng tạo ra một hệ thống bánh răng độc đáo. Đây có thể sẽ là điểm khởi đầu cho một cuộc cách mạng trong lĩnh vực cơ khí dân dụng cũng như công nghiệp.
 |
| Jean - Marc Baggio và chiếc xe mẫu sử dụng hệ thống Varistart. |
Ai cũng biết khi đi xe đạp, những vòng quay đầu tiên bao giờ cũng nặng nhọc. Điều này rất bình thường bởi người đạp xe phải vượt qua một lực cản cố hữu: đó là sức ỳ luôn níu kéo mọi khối lượng khi di chuyển. Chính vì vậy mà các nhà chế tạo xe đạp đã nghĩ ra những bánh răng giảm tải, hoặc các nhà sản xuất ô tô làm ra hộp số.
Phải mất tới một năng lượng cỡ 15 sức ngựa để một chiếc xe đạp đạt tốc độ 130 km/giờ. Thế nhưng, những khó khăn nêu trên đã được một kỹ sư người Pháp ở Metz giải quyết bằng một hệ thống cụ thể có tên Jean - Marc Baggio (chính là tên của nhà sáng chế). Nhờ vận dụng hiệu quả của lực đòn bẩy, kỹ sư Baggio đã đơn giản hóa mọi quá trình khởi động của các dụng cụ quay. Thay vì sử dụng các bánh răng hình tròn đều như trước, Jean-Marc Baggio đã tạo ra các bánh răng hình xoắn và đặt tên là các bánh răng logarit. Đây chính là hệ thống triệt tiêu mọi sức ì gặp phải của bất cứ bộ máy nào.
Sự thần kỳ của hình học
 |
| Nguyên lý hoạt động: lực từ pedal truyền vào bánh răng tròn nhỏ (3), truyền sang bánh răng tròn lớn (4), kéo theo bánh răng xoắn (1) quay, và truyền động tới bánh răng xoắn (2). Hết một vòng, quá trình lại đảo ngược. |
Điều cần thiết là phải thuyết phục được các nhà kỹ thuật sử dụng sáng chế này. Bởi vì kể cả khi nguyên tắc bánh xe xoắn được thừa nhận, nó lại rất dễ bị đổ bể bởi một trở ngại khác. Đó là khi các bánh xe gây ra được hiệu ứng tích cực sau vòng thứ nhất, vai trò của chúng lại trở thành thừa. Tệ hơn, các vòng quay tiếp sau đó nếu tiếp tục thì khi gặp các rãnh không đều nhau, chúng có thể gây hiệu ứng sốc. Kết quả, ngay sau khi người ta tăng tốc thì các bánh răng có nguy cơ bị vỡ, gãy hết, tác giả của sáng chế cho biết.
Nhưng sau khi quan sát hệ thống vận hành của một đồ chơi, Jean-Marc Baggio đã tìm thấy được cách thoát hiểm. Cơ chế này, rất xứng đáng được cấp bản quyền, được đặt tên là Varistart. Nói một cách cụ thể hơn, nhờ sự giúp đỡ của hai bánh xe tròn phụ trợ và nhờ đặt hệ thống bánh răng xoắn lên một phần độc lập, Varistart cho phép chuyển hệ thống bánh răng xoắn sang hệ thống bánh răng thường với cùng một tốc độ ngay khi vòng thứ nhất của bánh răng xoắn kết thúc. "Ở mức tốc độ này, về mặt kỹ thuật có thể cho phép chuyển đổi được hệ thống từ các bánh răng xoắn nhờ các phần khớp nối. Thiết kế đặc biệt sẽ cho phép hai hệ thống bánh răng có thể đạt cùng một tốc độ và người đạp xe không cảm thấy khác biệt khi chuyển từ bánh răng này sang bánh răng kia", Jean-Marc nói.
Mặc dù chỉ cần có thêm vài bánh răng trung gian, nhưng để Varistart vận hành được không phải là điều dễ dàng. Chính vì vậy, Jean-Marc Baggio đã phải nhờ tới các kỹ sư của trường Enim ở Metz. Hai sinh viên sắp ra trường có tên Franck Morellato và Filipe Piedrahita đã dành 6 tháng cuối cùng ở trường để phát triển Varistart và coi đó như luận văn tốt nghiệp. Bao nỗ lực đó cuối cùng cũng chỉ tìm ra được vài bánh răng nối rất bình thường. "Việc hoàn thiện nó hóa ra đơn giản hơn chúng tôi nghĩ. Ý tưởng phát triển Varistart rất hấp dẫn, những tính toán đã cho thấy tiến trình khó có thể thực hiện được với các vật liệu dẻo. Và phải mất 6 lần làm đi làm lại chúng tôi mới tạo ra được một hệ thống cơ khí hoàn hảo và dễ thực hiện bằng dây chuyền công nghiệp", Christian Zimpfer, giáo sư phụ trách dự án nói.
Một mẫu hệ thống (với ba bánh xoắn) đã được trang bị cho một chiếc xe đạp dùng để chuyên chở dụng cụ cho các xưởng nghiên cứu của trường đại học. "Mặc dù chở thêm một khối lượng lên tới 40 kg, chiếc xe này vẫn dễ dàng vượt lên so với những chiếc xe đạp thường", Zimpfer nói và tin tưởng thành công này sẽ báo hiệu một tương lai tốt đẹp cho sáng chế mới.
Các ứng dụng tiềm năng của nó khá nhiều, như chế tạo bộ phận khởi động cho những máy xén cỏ, bộ phận khởi động phụ cho môtơ rời.. Trước mắt, Jean-Marc hy vọng sáng chế của mình có thể được áp dụng đối với những hệ thống quay như xe đạp, ôtô, tàu điện ngầm, máy bơm, tàu hộ tống, quạt... Tóm lại, với bất cứ hệ thống chuyển động nào có sức ỳ lớn.
Không chỉ giúp thao tác khởi động dễ dàng hơn, sáng chế này còn có tác dụng tiết kiệm nhiên liệu và các bộ phận rắc rối khác như hộp số hay bộ phận chuyền tải... Jean-Marc cũng cho rằng sáng chế sẽ giúp ích nhiều cho thiết bị phát điện bằng sức gió. "Một phiên bản kế tiếp của Varistart sẽ tạo điều kiện cho các cánh quạt có tốc độ nhanh hơn trong điều kiện gió yếu, và như vậy gia tăng công suất sản điện của các thiết bị phát điện bằng sức gió". Công việc cuối cùng mà Baggio cần làm là tìm được các đối tác công nghiệp để phát triển và thương mại hóa sáng chế Varistart.
Tia sáng (theo Science et Vie)