فلایویل چیست؟
فلایویل (FlyWheel یا Fly+Wheel) یک دیسک یا صفحه فلزی و دایره‌ای شکل است که محیطی دندانه دار دارد. بنابراین می توان این قطعه را در ظاهر اولیه، ماند چرخ دنده ای با دنده های ریز و سطح مقطع بزرگ دانست. از فلایویل در تمام ابزار و ماشین آلات صنعتی به عنوان ذخیره کننده انرژی استفاده می شود. البته این انرژی تنها به حالت چرخشی و یا زاویه ای است. در واقع فلایویل قادر به ذخیره انرژی رفت و برگشتی نیست و تنها توانایی دارد که نیروی گشتاور را در خود حفظ و منتقل کند. این قطعه در خودروها چرخ طیار نیز نامیده می‌شود.
فلایویل که در خودرو بین گیربکس و موتور و کلاچ قرار دارد نیروی چرخشی موتور را به جعبه دنده منتقل می کند. این قطعه در موتور با میل لنگ در ارتباط بوده و با چرخش میل لنگ چرخیده و گشتاور موتور را دریافت می کند. همچنین این قطعه ضمن انتقال انرژی به ذخیره مازاد آن نیز می پردازد. به این معنی که زمان بالا بودن تعداد احتراق ها و در نتیجه گشتاور موتور، انرژی مازاد را در خود ذخیره کرده و در مواقع افت انرژی از آن استفاده می کند. در واقع فایویل این ذخیره را در زمان انتقال انرژی و حین تنظیم و یکنواخت کردن میل لنگ انجام می دهد.
وظایف فلایویل
– انتقال گشتاور موتور به گیربکس
– ذخیره انرژی انتقالی جهت تنظیم سرعت
– یکنواخت کردن سرعت میل لنگ
در واقع ذخیره انرژی توسط فلایویل به معنی دفع و دریافت ضربات موتور هنگام احتراق و پایین آمدن پیستون از نقطه مرگ بالا در سیلندر به نقطه مرگ پایین است. به این ترتیب که این ضربات به شکل نیروی ناهماهنگ و متغیر از پیستون و شاتون به میل لنگ منتقل می شوند. در نتیجه میل لنگ دارای سرعت گردش یکنواخت و منظم نیست. فلایویل از طریق قدرت ذخیره انرژی خود ضمن جذب ضربات ناشی از این تغییرات سرعت میل لنگ را تنظیم می کند. یعنی سرعت مازاد را در خود ذخیره نموده زمان افت نیروی میل لنگ از آن استفاده می نماید.
ساختار فلایویل
فلایویل وزنه سنگینی است که انتهای میل لنگ قرار دارد. انتهای میل لنگ یک قطعه نعلبکی شکل دوار به نام فلنج وجود دارد و فلایویل روی این قطعه پیچ می شود. در مرکز فلایویل و فلنج سوراخ نچندان بزرگی وجود دارد که شفت ورودی گیربکس از آن عبور کرده و انتقال نیرو از این طریق به گیربکس صورت می‌شود. برای پیشگیری از اصطحکاک این قطعات، در این سوراخ از یک بلبرینگ سوزنی یا بوش مخصوص استفاده می شود.
اجزای فلایویل
- دنده رینگی
- چرخ دنده اولیه
- صفحه درایو
- فنر داخلی
- چرخ دنده ثانویه
- بلبرینگ
- فنر خارجی
ناگفته نماند که تمامی این اجزا درون صفحه‌های فلایویل هستند و ما آنچه از این قطعه می بینیم وزنه ای دیسکی با تعدادی سوراخ برای محل پرچ ها و پیچ های اتصال به میل لنگ و شافت آن و کلاچ و دیسک صفحه آن است.
این قطعه از جنس چدن خاکستری ساخته می شود تا مقاومت لازم را در برابر ضربات داشته باشد. نکته مهم در ساخت این قطعه، صاف و صیقلی بودن سطوح آن و تاب نداشتن آن است.
به طوری که تعادل آن به خوبی حفظ شود. اندازه فلایویل به نوع موتور و ابعاد آن، تعداد سیلندرها و تعداد احتراق‌ها بستگی دارد. به این ترتیب که هرچه تعداد سیلندرها در موتور بیشتر باشد فلایویل کوچکتر خواهد بود.
چرا که تعداد بیشتر سیلندر به معنای احتراق بیشتر در نتیجه انتقال قدرت یکنواخت تر به میل لنگ است. بنابراین وظیفه فلایویل در این مواقع سبکتر شده و نیاز به ذخیره و تنظیم انرژی کاهش می یابد، پس کوچکتر طراحی می شود.
طرز کار فلایویل
در موتورهای چند سیلندر که احتراق ها متوالی و تقریبا بدون فاصله صورت می گیرند، تولید قدرت به نحوی است که گاهی این روند با هم همپوشانی داشته و در زمان تولید آن ها تداخل ایجاد می شود.
به این معنی که با پایین آمدن یک پیستون و رسیدن آن به نقطه مرگ پایین، ممکن است پیستون دیگر نیز بلافاصله پایین آمده و به میل لنگ نیرو وارد کند. به این ترتیب در یک لحظه ازدیاد نیرو به دلیل این همپوشانی داریم.
اما در مواقعی که پیستون‌ها متوالی به سمت بالا و نقطه مرگ بالا می‌روند هیچ یک نیرویی تولید نکرده و میل لنگ با کاهش نیرو مواجه می شود. این نوسان، گشتاور میل لنگ را ناهماهنگ و غیریکنواخت می‌کند.
عدم تنظیم و هماهنگی نیروها و گشتاور میل‌لنگ در موتور، در صورت انتقال با همان شکل، ایجاد ضربات محکم در خودرو می‌کند. بنابراین نیاز به یک واسطه جهت ایجاد این هماهنگی است.
فلایویل با ذخیره نیروی گشتاور مازاد میل لنگ در زمان تولید متوالی نیرو توسط پیستون‌ها و استفاده از آن در زمان افت نیرو، انتقال گشتاور را یکنواخت صورت می دهد و از ایجاد این ضربات پیشگیری می کند.
البته فلایویل تکیه گاه کلاچ و اجزای آن نیز محسوب می شود. همچنین چرخ دنده بیرونی فلایویل با دنده محرک سیستم استارت درگیر است و انتقال نیروی اولیه به موتور جهت روشن شدن آن را نیز بر عهده دارد.