بخشی از مقاله
چکیده
موتور دوار وانکل، یکی از انواع موتورهاي احتراق داخلی محسوب میشود که براي اولین بار توسط مهندس آلمانی به نام فیلیکس وانکل اختراع شد. در این موتورها بجاي پیستون رفت و برگشتی، از یک روتور استفاده میشود. موتورهاي وانکل نسبت به موتورهاي پیستونی رفت و برگشتی، داراي مزایاي جذابی هستند که از میان آنها میتوان به این موارد اشاره کرد: نسبت توان به وزن بالاتر، نسبت توان به حجم بالاتر، تعداد قطعات متحرك کمتر، جریان توان نرمتر، قابلیت اطمینان بالاتر و سادگی طراحی. در این مقاله یک موتور آب خنک وانکل 45 hp با حجم جابجایی 294 cc مدنظر قرار گرفته است.
هدف از این تحقیق، ارزیابی تحلیل تنش قسمتهاي مختلف موتور با استفاده از مدل اجزاي محدود است. همچنین نیروي عکسالعملی ایجاد شده در گرههاي قیود محاسبه شده است. نتایج نشان میدهند که تنش اجزاي مختلف موتور در بازه مورد قبولی هستند.
تنها نگرانی در مورد شافت است که اندازه خیز وارد به آن باید از طریق آزمونهاي فنی مورد توجه قرار گیرد.
-1 مقدمه
یکی از موتورهاي مرسوم احتراق داخلی دوار، موتورهاي دوار وانکل هستند که ویژگیهاي مطلوبی مانند نسبت توان به وزن بالا، نسبت توان به حجم بالا، ارتعاشات کم، استفاده از سوختهایی با عدد اکتان پایین، تعداد قطعات متحرك کمتر، قابلیت اطمینان بالاتر و سادگی طراحی را دار میباشند.
این مشخصات موجب شده این نوع موتورها در صنعت هوایی و نظامی کاربرد فراوان داشته باشند. موتورهاي وانکل یکی از گزینههاي مناسب براي جایگزینی موتورهاي پیستونی میباشند بطوريکه براي کاربردهایی نظیر وسایل نقلیه هیبریدي قابل استفاده است.
در برخی مقالات، مکانهاي بحرانی مربوط به شکست خستگی1، مورد بررسی قرار گرفته است.[4] این شکستها ناشی از بارگذاريهاي موتور و تنشهاي کارکردیهستند که در موقعیت بحرانی رخ میدهند. علاوه بر آن، در تعدادي از مقالات، با در نظر گرفتن هندسه قطعه وبا توجه به بارگذاريها در حین کارکرد، بهینه سازي وزن و هزینه ساخت قطعه مدنظر بوده است.
یکی از الزامات طراحی موتورهاي دوار وانکل، ارزیابی مهندسی اجزاي اصلی مجموعه موتور براي اطمینان از استحکام قطعات تحت شرایط کار میباشد. در این مقاله، کلیه قطعات و اجزاي اصلی یک موتور ونکل hp 45 با حجم جابجایی cc 294 مورد تحلیل قرار گرفته است. هدف از اجراي این تحلیل، ارزیابی و برآورد شکل و چگونگی میدان تنش و میدان تغییرشکل وارده به مجموعه موتور دوار مدنظر میباشد. در روند طراحی موتور فوق، تحلیلهاي مهندسی موردنیاز براي ارزیابی استحکام اجزاي موتور، تحت بارهاي طراحی براي تکتک اجزاي اصلی موتور انجام پذیرفت و در این مقاله، به روند تحلیل اجزاي محدود مجموعه موتور تحت بارهاي طراحی پرداخته میشود.
مزیت این تحلیل بهواسطه حضور همه قطعات در محل خود و انتقال صحیح بارهاي وارده به قطعات، موجب افزایش صحت نتایج تحلیل میشود.از سوي دیگر این نتایج میتواند براي صحتسنجی نتایج تحلیل قطعات مجزا نیز مورد استفاده قرار گیرد. طبعاً حجم فایل تحلیلی اخیر بسیار بزرگتر از تحلیلهاي قبلی میباشد. دراین تحلیل در اثر کنار هم قرار گرفتن قطعات، الزامات تماسی بین قطعات ونیز اتصالات بین آنها لحاظ شده است.
جهت ارزیابی صحت عملکرد قطعه تحت بارهاي طراحی، معیار تسلیم تنش فون میسز براي رفتار فلزات الاستیک همگن، مبناي اندازهگیري ضریب اطمینان طراحی قطعه تحت بارهاي طراحی انتخاب شده است.
-2 مشخصات هندسی قطعه
هندسه مدل سه بعدي موتور مشتمل بر قطعات اصلی تشکیلدهنده آن در شکل - 1 - و - 2 - نمایش داده شده است.
شکل - 1 - نماي پرسپکتیو هندسه سه بعدي موتور و اجزاي اصلی آن
شکل - 2 - نماي جانبی هندسه سه بعدي موتور و اجزاي اصلی آن
