اصل علمى و قانون عملکرد چرخ طیار در عصر سفالگری کشف شد.چرخ طیار یک دستگاه مکانیکى متداول است که باعث یکنواخت شدن سرعت دورانی موتور در حالت های مختلف کاری می شود. طرح این چرخ براى اولین بار توسط یکی از مهندسان جنوب اسپانیا)اندلس جنوب غربی اروپا- به نام ابن باسال در کتاب الفیلاها مطرح شد. او فلایویل را درچرخ زنجیر و پمپ آبکشى از چاه مورد استفاده قرار داد. برطبق نوشته های ” لین تاون سند وایت “، تاریخ نگار معاصر این مورد تایید شده است. شبیه همان چرخ توسط هنرمند آلمانى،تئو فیلوس پرس بیتردر ماشین های مختلف مورد استفاده قرار گرفت.
چرخ طیار، دستگاهی است مکانیکى با اینرسی قابل توجه که براى انبارش انرژى جرخشى به کار می رود. پایدارى چرخ طیار در سرعت های چرخشى تغییر و به ثابت و یکنواخت بودن دور کمک مى کند. این امر زمانی اتفاق می افتد که تغییرات گشتاور و قدرت در منبع مولد (موتور) اتفاق می افتد.
اخیرا چرخ طیار ،موضوع تحقیقات گسترده اى برای ذخیره انرژی در وسیله نقلیه است.چرخ طیار مى تواند براى تولید نیروی زیاد به صورت پالسى در برخى ازماشین ها مورد استفاده قرار گیرد. چرخ طیار درموتورهای کوچک مى تواند در بین مراحل کاری موتور زمانی که هیچ کاری در موتور صورت نمی گیرد به عنوان تامین کننده انرژی به کار رود.
میل لنگ
میل لنگ، میله غیر یکنواختی است که فقرات موتور را تشکیل مى دهد. وظیفه اصلی میل لنگ تبدیل حرکت خطی به دورانی است. زمانی که پیستون در محفظه سیلندر بالا و پایین می رود توسط میله رابط (شاتون) حرکت خطی خود را به میل لنگ منتقل می کند. میل لنگ نیز با حرکت حول محور خود حرکت خطی پیستون را به دورانی تبدیل می کند. کلیه مکانیزم های متحرک موتور به طور مستقیم یا غیر مستقیم نیروى خود را از میل لنگ دریافت مى کنند. محفظه میل لنگ علاوه بر نگاه داشتن وتحمل آن اجازه چرخش میل لنگ را در داخل کپه هاى خود که همگى در یک امتداد قرار دارند، مى دهد. در اکثر موتورها محفظه میل لنگ یا بلوک سیلندر یا بدنه اصلى موتور به طور واحد و یک تکه ریخته گرى مى شود.
هرمیل لنگ داراى تعدادى تکیه گاه ثابت یا (انگشتى ) و تعدادی لنگ هاى متحرک یا انگشتى متحرک است البته تعداد لنگ هاى متحرک در موتورهاى خطى به نسبت تعداد سیلندرهاى موتور است درصورتى که در موتورهاى V شکل برا ى هر لنگ متحرک دو عدد شاتون بسته مى شود. تعداد لنگ هاى ثابت بستگى به طول میل لنگ دارد ،هر چه طول بزرگ تر باشد تعداد ثابت ها هم زیادتراست و معمولا افزایش تعداد ثابت ها در میل لنگ یک موتور سبب کاهش بارها و فشارها شده و در نتیجه تنش ها و لرزش هاى وارد بر میل لنگ کم شده و موتور نرم و یکنواخت کار مى کند.
ضربه هایى که به میل لنگ وارد مى شود و در آن نوسان پیچشى ایجاد مى کند موقعى که پیستون در زمان احتراق به سمت نقطه مرگ پایین حرکت مى کند، نیروى وارد شده به میل لنگ از یک تن نیز تجاوز مى کند. این نیروها تمایل دارند که لنگ میل لنگ را در جهت گردش بپیچاند یعنى حرکت آن لنگ از سایر قسمت هاى میل لنگ جلو مى افتد، یکلحظه بعد نیرو از روى میل لنگ برداشته مى شود و لنگ تمایل به پیچیدن در جهت عکس مى کند و مى خواهد در وضعیت اول خود نسبت به سایر قسمت هاى میل لنگ برگردد. این پیچش در جهت معکوس که پس از هر زمان در میل لنگ تولید مى شود، یک حرکت نوسانى در میل لنگ به وجود مى آورد.اگر این نوسان پیچشى کنترل نشود، ممکن است در یک دور معین این نوسانات به حالت تشدید درآید و موجب شکستن میل لنگ شود ،براى کنترل نوسانات پیچشى از دستگاهى به نام نوسان گیر یا دستگاه تعادل پیچشى میل لنگ استفاده مى شود که این دستگاه معمولا در جلوى میل لنگ سوار مى شود و شامل پولى پروانه نیز است.
فلایویل
درقسمت انتهاى میل لنگ فلایویل قرار دارد فلایویل که به نام چرخ طیار یا چرخ لنگر نیز خوانده مى شود، وزنه سنگینى است که در کار موتور تاثیر بسزایى دارد . عملیات زیر به عهده فلایویل قرار دارد:
الف – در زمان احتراق که پیستون از نقطه مرگ بالا به نقطه مرگ پایین مى آید جلوى ضربه را گرفته و لرزش موتور را از بین مى برد.
ب- چون قدرتى که از طرف پیستون به میل لنگ داده مى شود، یکنواخت نیست موجب مى شود که سرعت میل لنگ کم یا زیاد شود. اینرسى فلایویل تمایل دارد که آن را با سرعت ثابت حرکت دهد بنابراین فلایویل در موقعى که میل لنگ تمایل به افزایش سرعت داشته باشد قدرت را گرفته و هنگامى که تمایل به کاهش سرعت داشته باشد ،قدرت به آن پس مى دهد. این عمل ضربات وارده از پیستون را خنثى کرده و مانع شکستن و پیچش میل لنگ مى شود. بزرگى و سنگینى فلایویل نسبت عکس باتعداد سیلندرها دارد، مثلا فلایویل خودروی چهار سیلندر از فلایویل خودروی هشت سیلندر بزرگ تر و همین طور سنگین تراست.
ج- نیروى انفجارى را در خود ذخیره کرده و براى تکمیل عملیات سه گانه بعدى به میل لنگ کمک مى کند.
د- در سطح خارجى (محیط میل لنگ) دنده هاى مخصوصى نصب شده که به منظور گرداندن موتور به وسیله دستگاه الکتریکى استارت به کار می رود و باعث گردش میل لنگ هنگام استارت زدن و روشن شدن موتور مى شود.
و- فلایویل ،یکى از قطعات دستگاه انتقال نیرو محسوب شده و نیروى موتور به وسیله کلاچ از این قطعه به جعبه دنده منتقل مى شود. فلایویل روى صفحه مدورنعلبکى شکلى که در انتهاى میل لنگ قرار دارد و به نام فلانچ ته میل لنگ معروف است ،توسط پیچ هایى متصل مى شود. در مرکز دایره فلانچ سوراخى وجود دارد که به عنوان تکیه گاه سر شفت ورودى گیربکس بوده و براى جلوگیرى از اصطکاک داخل سوراخ از بوش یا بلبرینگ سوزنی استفاده شده است.
آزمایش اى فلایول (چرخ طیار یا چرخ لنگر)
ساده ترین کنترل فلایویل زمانی میسراست که فلایویل در محل خودش یعنى روى میل لنگ و موتور سوار است. روش دیگر استفاده از پایه هاى جناغى بلند و یا مرغک تراش به شرح زیر است :
– کنترل سطح فلایویل از نقطه نظرتاب داشتن
– کنترل هم مرکز بودن محل بلبرینگ شفت ورودی گیربکس
– کنترل لنگى عمودى فلایویل
– کنترل دنده متحرک استارت
– کنترل ظاهری دنده های سنسور دور موتور
– خط افتادن بر روی دنده فلایویل
– گشاد شدن محل پیچ هاى فلایول
کاربردهای چرخ طیار
کاربردهاى چرخ طیار در خودرو و وسایل نقلیه به صورت یک پدیده در حال پیشرفت مطرح شده است.حرکت چرخشى چرخ طیار به نیروى آنى حرکتى جهت تغییر چرخشى تبدیل می شود که تمایل به تغییر مسیر محور چرخش دارد . وسیله نقلیه با محور عمودى چرخ طیار نیروى حرکت آنى افقى را تجربه خواهد کرد.وقتى که قسمت بالایى چرخ طیار به نقطه اوج کورس حرکتی خود می رسد و چرخش بالعکس در چرخ طیار شاید بتواند این اثر را از بین ببرد. عکس بالا نشان دهنده چرخ طیار بزرگ موتور ایستا است که در سال 1898 ساخته شد.
– چرخ طیار از زمان هاى دور استفاده مى شده. زمانی که مردمان ازمنه قدیم از چرخش کوزه هاى سفالى و دیگ هایشان الهام گرفته اند. درانقلاب صنعتى جیمز وات به پیشرفت چرخ طیار با استفاده کردن ازآن در موتور بخار خود کمک شایانى کرد. شخصى به اسم جیمز پیکارد که همدوره وات بود چرخ طیارى را استفاده کرد که حاوى یک میل لنگ بود که براى تبدیل حرکت رفت و برگشتى به حرکت چرخشى مورد استفاده قرار می گرفت. کاربردهای دیگرچرخ طیار در ماشین هاى منگنه زنى و پرچ است.جایى که آن ها انرژى را از موتور ذخیره کرده و در طول مرحله پرچ و منگنه زنى رها مى کند.
