موتورهای احتراق داخلی دوار

[ریپورتر]

ساختمان موتورهای احتراقی داخلی پیستونی طوری می‌باشد كه برای استفاده از آنها از شاتون و میل لنگ در قسمت پائین پیستون استفاده می‌شود. چون این موتورها حركت رفت‌ و برگشتی دارند و ما نیاز به این حركت رفت‌ و برگشتی نداریم و نیاز به حركت دورانی داریم لذا باید از وسایل اضافی دیگری استفاده شود تا بتوانیم این حركت رفت ‌و برگشتی را به حركت دورانی تبدیل كنیم.
بنابراین مخترعین به این فكر افتادند تا از موتوری استفاده كنند كه در وهله اول همان حركت دورانی مستقیم را تولید كنند و از بكار بردن قطعات اضافی كه باعث بالا رفتن وزن موتور و بالا رفتن قیمت موتور می ‌شوند و همچنین باعث می‌شوند تا مقدار زیادی كار مفید موتور در آنها تلف شود جلوگیری كنند.
و از طرف دیگر مشاهده موتورهای دوزمانه كه با حركت خود پیستون دریچه‌های گاز باز و بسته می ‌شوند و از بكار بردن قطعات اضافی دیگری مانند سوپاپ، میل‌بادامك و…جلوگیری می ‌شود، آنها را به این فكر واداشت كه آیا می ‌شود این عمل را بر روی موتورهای خاص انجام داد؟!
لذا مخترعین به این فكر افتادند كه موتورهای جدیدی بسازند كه :
اولاً: فاقد حركت متناوب باشند،
ثانیاً: عمل چهارضربه در آنها مثل موتورهای چهار زمانه پیستونی باشد،
ثالثاً: در آنها سوپاپ حذف گردیده و مثل موتورهای دوزمانه ورود سوخت و خروج دود انجام شود
http://www.motorha.com/upl/vankel.JPG
اگر این كارها انجام پذیرد خیلی از مزایا را در برخواهد داشت كه به آنها اشاره خواهد شد
اولین موتور وانكل را یك مخترع‌ آلمانی به نام فلیكس وانكل در كارگاه خود تولید كرد كه این موتور پیستون نداشت و سیال موجود در اتاق احتراق آن، عمل چهار ضربه را متوالیاً انجام می ‌داد. و نیروی تولید شده از احتراق سیال موجود در اتاقك احتراق مستقیماً به جسم سوار شده بر محور اثر می‌كرد و باعث گردش آن می شد.

[ریپورتر]

اصول كاكرد موتور وانكل

در موتورهای احتراقی پیستونی چهار زمانه، حجم داخلی سیلندر متناوباً تغییر می‌كند و این مقدار تغییر از یك مقدار حداقل (e) به نام اتاقك احتراق به یك مقدار حداكثر موسوم به حجم كل (v+e) سیلندر و بالعكس می‌رسد و تفاوت این دو جسم را سیلندره، سیلندر می‌نامند. و اگر دریك موتور احتراقی دوار چند فضایی بین دو جسم قرار گیرد كه با حركت یكی از این دو جسم در داخل جسم دیگر، حجم هر یك از فضای محصور بین دو جسم متناوباً، میان دو حد
مشخص http://www.motorha.com/upl/vankel.JPG e و v+e تغییر نماید.
این تغییرات فضای موجود میان دو جسم مانند موتورهای پیستونی‌احتراقی داخلی معمولی خواهد بود وامكان آن را خواهد داشت كه با حركت یكی ازاین دو جسم در داخل جسم دیگر، كه ثابت می باشد مجرای ورود هوا و خروج سوخت را باز وبسته نمود وآن را روی این موتوراحتراقی دوار نصب نمود.
موتور روتوری، نوع خاصی از موتور پیستونی می‌باشد كه از مكانیزم حركت محوری به جای مكانیزم لنگ استفاده شده است. و این موتور كه شامل محفظه احتراق می‌باشد به صورت فرفره‌ای می‌چرخد. در برش عرضی یك روتور موتور روتوری به شكل مثلث می باشد كه طرفین آن محدب می‌باشند و در داخل آن هوزینگی می‌چرخد، سه گوشه روتورهمیشه به سمت داخل هوزینگ تماس دارد بنابراین سه محفظه c ایجاد می‌شود كه هر كدام كمانی به اندازه 120 درجه می‌باشند وهركدام نسبت به دیگری به‌وسیله تیغه‌های آب بندی می‌باشند. این محفظه‌های مولد به طور مولد به طور متناوب با چرخش روتور كوچكتر و بزرگتر می‌شوند،در طول هرچرخش روتور، در هر محفظه‌ عمل سیكل چهار زمانه انجام می‌شود مركز محور روتور با مركز محفظه ‌بر همدیگر منطبق می‌باشند ، در حالی كه روتور یك دور كامل در محفظه ‌گردش می‌كند محور اصلی را سه دور می‌چرخاند.در موتور وانكل، نیروی حاصل از انفجار به روتور اعمال شده و به علت اختلاف مركز دهانی بین روتور و میل‌لنگ نیروی پیچشی در روتور تولید می‌شود این نیروی پیچشی در روتور تولید شده به بادامك محور كه در داخل روتور وبه طور جذب با آن قرار داده شده وبه فلایول وسیستم انتقال قدرت می‌رسد. با چرخش بیشتردر موتور وانكل نمی‌توان از اصطلاح دو زمانه یا چهارزمانه بودن استفاده كرد زیرا حركات شخص در یك سیكل آن قابل دریافت نمی‌باشد

http://www.motorha.com/upl/s2/van4.JPGhttp://www.motorha.com/upl/s2/van3.JPGhttp://www.motorha.com/upl/s2/van2.JPGhttp://www.motorha.com/upl/s2/van1.JPG .



منبع:www.motorha.com

[ریپورتر]

قطعات تشكیل دهنده موتور دوار یك واحده

موتور پیستونی دوار وانكل از دو قسمت عمده تشكیل شده است. یكی بدنه ثابت آن كه از داخل توخالی بوده و توسط پروفیل مخصوص محصور می باشد كه مولد این پروفیل به نام تروكئید نامیده می‌شود و كار میل‌لنگ را درموتورهای‌ پیستونی معمولی انجام می دهد.


http://www.motorha.com/upl/s2/van6.JPGhttp://www.motorha.com/upl/s2/van5.JPG


دوم : جسم دواری كه در داخل این فضای خالی ثابت می‌چرخد كه قسمت خارجی این جسم دوار پروفیل مخصوص دیگری دارد كه مولد پروفیل جسم ثابت را دارد و به همین نام خوانده می‌شود پروفیل دوار مزدوج یك نوع تروكئید متحرك می‌باشد. محور كه جسم دوار حول آن می‌چرخد محور قرینه جسم دوار می‌باشد كه موازی محور موتور ولی برآن منطیق نمی‌باشد، یعنی به مقدار (e) كه فاصله خارج از مركزی نامیده می‌شود از آن فاصله دارد.
جسم دوار در حین گردش استوانه‌ای را طی می‌كند كه شعاع قاعده آن (e) می‌باشد كه در حقیقت نیروی وارد بر جسم دوار در این فاصله گشتاور موتور به وجود می‌آید. چون جسم دوار روی قسمت خارج از مركز محور موتور به طور آزاد تكیه دارد، این قسمت از محور را محور خارج از مركز می‌نامند. در این موتور تروكئید ثابت دارای 2 برآمدگی و تروكئید را به صورت سه گوش اختیار كرده‌اند بین جسم ثابت و جسم متحرك اتاقك بوجود می‌آید كه با گردش جسم متحرك ماكزیمم و مینیمم حجم بین آنها به وجود می‌آید.
چگونگی استفاده از دو نوع پروفیل در عملی ساختن موتور پیستونی دوار
دو چرخ دنده را در نظر می‌گیریم یكی (R) كه دندانه‌های آن در خارج قرار دارد و چرخ دنده خارجی می‌باشد. دیگری (K) كه دنده‌های آن در داخل بوده و چرخ دنده داخلی می‌باشد. این دوچرخ دنده با هم درگیر می‌باشند. چرخ دنده (R) حول محورش (a) وچرخ دنده (k) حول محورش (I) می‌چرخد. دو محور با هم موازی بوده وبرهم منطبق نمی‌باشند. و فاصله آنها از هم به اندازه (c) می‌باشد. شعاع دوایر دو چرخ دنده به نسبت R/K=2/3 اختیار گردیده است پس هرگاه دور چرخ دنده R را n*R دوردردقیقه ودور چرخ دنده K را n*K دور در دقیقه در نظر بگیریم پس بین دو سرعت دورانی رابطه زیر وجود خواهد داشت :
n*R/n*k=3/2
پس اگر چرخ دنده (R) به اندازه یك دور حول محرش (a) بچرخد چرخ دنده (k) به اندازه 2/3 دور حول محور خود خواهد چرخید حال اگر چرخ دنده 1/5(R) دور بزند چرخ دنده (K) به اندازه یك دور خواهد چرخید ارتباط دو دنده نشان می‌دهد كه جهت گردش دو دنده در كلید حالات با هم یكی یعنی هر دودر یك سو می‌چرخند .
اینك قلم ضباطه‌ای بچرخ دنده (K) وصل می‌كنیم كه فاصله نوك قلم از محور (i) بقدر (r) باشد انتهای قلم نقطه (p) روی صفحه (E) مربوط به چرخ دنده (R) تكیه دارد (مطابق شكل)
راندمان حرارتی n كه به صورت نسبت ‌حرارت پس داده شده - حرارت داده شده تقسیم بر حرارت داده شده بیان می‌گردد برای سیستم موتورهای بنزینی در حدود 28% می‌باشد. به آسانی نمی‌توان عدد نامبرده را به‌طور قابل توجهی بالا برد. در جدول زیر نمونه یك نوع تعادل حرارت در یك نوع موتور نشان داده شده‌ است.


جدول تبدیل حرارت در یك نوع موتور

حرارت تبدیل شده به كار مفید


28%
حرارت ‌پس‌داده‌شده ‌ازطریق ‌گازهای‌ خروجی


43%
حرارت تلف شده توسط دستگاه خنك كننده


20%
حرارت تلف شده از طریق روغن به وسیله رادیاتور وغیره


9%
حرارت داده شده


100%


موتورهای دیزل خیلی بزرگ زمینی و نیروی دریایی دارای راندمان حرارتی تا 42% می‌باشند. اگر بخواهیم خیلی دقیق شویم اصطلاح راندمان حرارتی رابطه پیچیده‌‌ای را بیان می‌كند كه در آن حرارت فعال قابل تبدیل به كار، دینامیك احتراق (مربوط به نسبت سوخت وهوا )، نسبت سوخت تبخیر شده، تركیب شیمیایی خود سوخت، میزان مؤثر بودن جرقه، پیچش (توربالانس) مخلوط درجه حرارت مخلوط، و درجه حرارت دیواره سیلندر موتور به حساب می‌آید. عوامل مختلف مانند نسبت تراكم تأثیر تعیین‌كننده‌ای روی راندمان حرارتی دارند رابطه تجربی بین راندمان حرارتی و نسبت تراكم در شكل زیر نشان داده شده‌است به همین ترتیب هرچه درجه حرارت مجاز كاركردن موتور بالاتر باشد راندمان حرارتی نیز بالاتر می‌رود و این یك قضیه بدیهی است كه در مورد موتورهای پیستونی رفت ‌و آمدی و دوار صدق می‌كند