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

نویسندگان

1 دانشگاه مالک اشتر

doi
چکیده

موتور دوار پره‌­ای، 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، احتراق­‌های 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 زمینه­‌ها انجام شده است. یکی دیگر از مسائل اساسی در طراحی این موتور، با توجه به اینکه دور عملکردی آن­ حدود 7000 د.د.د. است، ایجاد مسیر مناسب برای حرکت روان پره­ها روی بادامک­‌ها و مهار تنش در منطقه تماس پره­‌ها با بادامک­‌هاست. شتابی که منحنی بادامک برای پره‌­ها ایجاد می­‌کند باعث ایجاد نیروی لختی در پره‌­ها و متعاقباً ضربه زدن به بادامک­‌ها و ایجاد تنش در آن­ها می‏‌شود. بنابراین هراندازه شتاب کمتری در پره­‌ها ایجاد شود، تنش‌­ها کمتر خواهد بود که نتایج نشان می­دهد با کاهش 8% شتاب، تنش به مقدار 12% کاهش می­یابد. در این مقاله به بررسی منحنی­‌های 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 بادامک­‌ها، 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 29% و با توخالی کردن پره، تنش به مقدار 24% کاهش می­یابد.