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، می تواند 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 مسایل اصلی در طراحی این نوع موتور، بررسی تعداد پره ها و مباحث گرمایی آن ها ست که تاکنون کارهای اندکی در این زمینه ها انجام شده است. یکی دیگر از مسایل اساسی در طراحی این موتور، با توجه به اینکه دور عملکردی آن حدود 7000 د.د.د. است، ایجاد مسیر مناسب برای حرکت روان پره ها 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 آن ها می‏ شود. بنابراین هراندازه شتاب کمتری در پره ها ایجاد شود، تنش ها کمتر خواهد بود که نتایج نشان می دهد با کاهش 8% شتاب، تنش به مقدار 12% کاهش می یابد. در این مقاله به بررسی منحنی های مختلفی که از آن ها در ساخت بادامک ها 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 سبک تر 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 می دهد با تغییر جنس پره از فولاد به تیتانیوم تنش به مقدار 29% و با توخالی کردن پره، تنش به مقدار 24% کاهش می یابد.