بهینه سازی منحنی بادامک ها و پره های موتور دوار پره ای بر اساس تحلیل دینامیکی

موتور دوار پره ­ای، نوع جدیدی از موتورهای احتراق داخلی است که با دارا بودن تعداد بیشتری محفظه احتراق نسبت به موتورهای معمولی، می­تواند در هر دور چرخش محور خروجی، احتراق­ های زیادتری ایجاد و توان بسیار قویتر تولید نماید و این در حالی است که وزن این موتور در توانی برابر با سایر موتورها، بسیار کمتر است. این موتور از چهار قسمت اصلی محور دوار، بادامک­، پره­ و پوسته تشکیل میشود. برخی از مسائل اصلی در طراحی این نوع موتور، بررسی تعداد پره­ها و مباحث گرمایی آن­ها­­ست که تاکنون کارهای اندکی در این زمینه­ ها انجام شده است. یکی دیگر از مسائل اساسی در طراحی این موتور، با توجه به اینکه دور عملکردی آن­ حدود ۷۰۰۰ د.د.د. است، ایجاد مسیر مناسب برای حرکت روان پره­ها روی بادامک­ ها و مهار تنش در منطقه تماس پره­ ها با بادامک­ هاست. شتابی که منحنی بادامک برای پره ­ها ایجاد می­ کند باعث ایجاد نیروی لختی در پره ­ها و متعاقبا ضربه زدن به بادامک­ ها و ایجاد تنش در آن­ها می شود. بنابراین هراندازه شتاب کمتری در پره­ ها ایجاد شود، تنش ­ها کمتر خواهد بود که نتایج نشان می­دهد با کاهش ۸% شتاب، تنش به مقدار ۱۲% کاهش می­یابد. در این مقاله به بررسی منحنی­ های مختلفی که از آن­ها در ساخت بادامک­ها استفاده میشود، پرداخته و بهترین منحنی­ از نظر کمتر بودن شتاب و تکانه و تنش ایجاد شده در موتور و همچنین بزرگتر بودن نسبت تراکم ایجاد شده انتخاب میشود. علاوه بر منحنی بادامک­ ها، جرم پره نیز نقش مهمی در ایجاد تنش دارد و سبک­تر شدن آن باعث کاهش تنش در مجموعه بادامک و پره­ میشود. به منظور کاهش جرم دو روش تغییر جنس و توخالی کردن پره در پیش گرفته میشود. نتایج نشان می­دهد با تغییر جنس پره از فولاد به تیتانیوم تنش به مقدار ۲۹% و با توخالی کردن پره، تنش به مقدار ۲۴% کاهش می­یابد.

کلیدواژه ها:

Rotary vane engine ، Cam curve ، Cycloidal curve ، ۳-۴-۵ poly nominal ، موتور دوار پره ای ، منحنی بادامک ، منحنی چرخزاد ، منحنی درجه پنج