اصل علمى و قانون عملكرد چرخ طيار در عصر سفالگري كشف شد.چرخ طيار يك دستگاه مكانيكى متداول است كه باعث يكنواخت شدن سرعت دوراني موتور در حالت هاي مختلف كاري مي شود. طرح اين چرخ براى اولين بار توسط يكي از مهندسان جنوب اسپانيا)اندلس جنوب غربي اروپا- به نام ابن باسال در كتاب الفيلاها مطرح شد. او فلايويل را درچرخ زنجير و پمپ آبكشى از چاه مورد استفاده قرار داد. برطبق نوشته هاي " لين تاون سند وايت "، تاريخ نگار معاصر اين مورد تاييد شده است. شبيه همان چرخ توسط هنرمند آلمانى،تئو فيلوس پرس بيتردر ماشين هاي مختلف مورد استفاده قرار گرفت.
چرخ طيار، دستگاهي است مكانيكى با اينرسي قابل توجه كه براى انبارش انرژى جرخشى به كار مي رود. پايدارى چرخ طيار در سرعت هاي چرخشى تغيير و به ثابت و يكنواخت بودن دور كمك مى كند. اين امر زماني اتفاق مي افتد كه تغييرات گشتاور و قدرت در منبع مولد (موتور) اتفاق مي افتد.
اخيرا چرخ طيار ،موضوع تحقيقات گسترده اى براي ذخيره انرژي در وسيله نقليه است.چرخ طيار مى تواند براى توليد نيروي زياد به صورت پالسى در برخى ازماشين ها مورد استفاده قرار گيرد. چرخ طيار درموتورهاي كوچك مى تواند در بين مراحل كاري موتور زماني كه هيچ كاري در موتور صورت نمي گيرد به عنوان تامين كننده انرژي به كار رود.
ميل لنگ
ميل لنگ، ميله غير يكنواختي است كه فقرات موتور را تشكيل مى دهد. وظيفه اصلي ميل لنگ تبديل حركت خطي به دوراني است. زماني كه پيستون در محفظه سيلندر بالا و پايين مي رود توسط ميله رابط (شاتون) حركت خطي خود را به ميل لنگ منتقل مي كند. ميل لنگ نيز با حركت حول محور خود حركت خطي پيستون را به دوراني تبديل مي كند. كليه مكانيزم هاي متحرك موتور به طور مستقيم يا غير مستقيم نيروى خود را از ميل لنگ دريافت مى كنند. محفظه ميل لنگ علاوه بر نگاه داشتن وتحمل آن اجازه چرخش ميل لنگ را در داخل كپه هاى خود كه همگى در يك امتداد قرار دارند، مى دهد. در اكثر موتورها محفظه ميل لنگ يا بلوك سيلندر يا بدنه اصلى موتور به طور واحد و يك تكه ريخته گرى مى شود.
هرميل لنگ داراى تعدادى تكيه گاه ثابت يا (انگشتى ) و تعدادي لنگ هاى متحرك يا انگشتى متحرك است البته تعداد لنگ هاى متحرك در موتورهاى خطى به نسبت تعداد سيلندرهاى موتور است درصورتى كه در موتورهاى V شكل برا ى هر لنگ متحرك دو عدد شاتون بسته مى شود. تعداد لنگ هاى ثابت بستگى به طول ميل لنگ دارد ،هر چه طول بزرگ تر باشد تعداد ثابت ها هم زيادتراست و معمولا افزايش تعداد ثابت ها در ميل لنگ يك موتور سبب كاهش بارها و فشارها شده و در نتيجه تنش ها و لرزش هاى وارد بر ميل لنگ كم شده و موتور نرم و يكنواخت كار مى كند.
ضربه هايى كه به ميل لنگ وارد مى شود و در آن نوسان پيچشى ايجاد مى كند موقعى كه پيستون در زمان احتراق به سمت نقطه مرگ پايين حركت مى كند، نيروى وارد شده به ميل لنگ از يك تن نيز تجاوز مى كند. اين نيروها تمايل دارند كه لنگ ميل لنگ را در جهت گردش بپيچاند يعنى حركت آن لنگ از ساير قسمت هاى ميل لنگ جلو مى افتد، يكلحظه بعد نيرو از روى ميل لنگ برداشته مى شود و لنگ تمايل به پيچيدن در جهت عكس مى كند و مى خواهد در وضعيت اول خود نسبت به ساير قسمت هاى ميل لنگ برگردد. اين پيچش در جهت معكوس كه پس از هر زمان در ميل لنگ توليد مى شود، يك حركت نوسانى در ميل لنگ به وجود مى آورد.اگر اين نوسان پيچشى كنترل نشود، ممكن است در يك دور معين اين نوسانات به حالت تشديد درآيد و موجب شكستن ميل لنگ شود ،براى كنترل نوسانات پيچشى از دستگاهى به نام نوسان گير يا دستگاه تعادل پيچشى ميل لنگ استفاده مى شود كه اين دستگاه معمولا در جلوى ميل لنگ سوار مى شود و شامل پولى پروانه نيز است.
فلايويل
درقسمت انتهاى ميل لنگ فلايويل قرار دارد فلايويل كه به نام چرخ طيار يا چرخ لنگر نيز خوانده مى شود، وزنه سنگينى است كه در كار موتور تاثير بسزايى دارد . عمليات زير به عهده فلايويل قرار دارد:
الف - در زمان احتراق كه پيستون از نقطه مرگ بالا به نقطه مرگ پايين مى آيد جلوى ضربه را گرفته و لرزش موتور را از بين مى برد.
ب- چون قدرتى كه از طرف پيستون به ميل لنگ داده مى شود، يكنواخت نيست موجب مى شود كه سرعت ميل لنگ كم يا زياد شود. اينرسى فلايويل تمايل دارد كه آن را با سرعت ثابت حركت دهد بنابراين فلايويل در موقعى كه ميل لنگ تمايل به افزايش سرعت داشته باشد قدرت را گرفته و هنگامى كه تمايل به كاهش سرعت داشته باشد ،قدرت به آن پس مى دهد. اين عمل ضربات وارده از پيستون را خنثى كرده و مانع شكستن و پيچش ميل لنگ مى شود. بزرگى و سنگينى فلايويل نسبت عكس باتعداد سيلندرها دارد، مثلا فلايويل خودروي چهار سيلندر از فلايويل خودروي هشت سيلندر بزرگ تر و همين طور سنگين تراست.
ج- نيروى انفجارى را در خود ذخيره كرده و براى تكميل عمليات سه گانه بعدى به ميل لنگ كمك مى كند.
د- در سطح خارجى (محيط ميل لنگ) دنده هاى مخصوصى نصب شده كه به منظور گرداندن موتور به وسيله دستگاه الكتريكى استارت به كار مي رود و باعث گردش ميل لنگ هنگام استارت زدن و روشن شدن موتور مى شود.
و- فلايويل ،يكى از قطعات دستگاه انتقال نيرو محسوب شده و نيروى موتور به وسيله كلاچ از اين قطعه به جعبه دنده منتقل مى شود. فلايويل روى صفحه مدورنعلبكى شكلى كه در انتهاى ميل لنگ قرار دارد و به نام فلانچ ته ميل لنگ معروف است ،توسط پيچ هايى متصل مى شود. در مركز دايره فلانچ سوراخى وجود دارد كه به عنوان تكيه گاه سر شفت ورودى گيربكس بوده و براى جلوگيرى از اصطكاك داخل سوراخ از بوش يا بلبرينگ سوزني استفاده شده است.
آزمايش اى فلايول (چرخ طيار يا چرخ لنگر)
ساده ترين كنترل فلايويل زماني ميسراست كه فلايويل در محل خودش يعنى روى ميل لنگ و موتور سواراست. روش ديگر استفاده از پايه هاى جناغى بلند و يا مرغك تراش به شرح زير است :
- كنترل سطح فلايويل از نقطه نظرتاب داشتن
- كنترل هم مركز بودن محل بلبرينگ شفت ورودي گيربكس
- كنترل لنگى عمودى فلايويل
- كنترل دنده متحرك استارت
- كنترل ظاهري دنده هاي سنسور دور موتور
- خط افتادن بر روي دنده فلايويل
- گشاد شدن محل پيچ هاى فلايول
كاربردهاي چرخ طيار
كاربردهاى چرخ طيار در خودرو و وسايل نقليه به صورت يك پديده در حال پيشرفت مطرح شده است.حركت چرخشى چرخ طيار به نيروى آنى حركتى جهت تغيير چرخشى تبديل مي شود كه تمايل به تغيير مسير محور چرخش دارد . وسيله نقليه با محور عمودى چرخ طيار نيروى حركت آنى افقى را تجربه خواهد كرد.وقتى كه قسمت بالايى چرخ طيار به نقطه اوج كورس حركتي خود مي رسد و چرخش بالعكس در چرخ طيار شايد بتواند اين اثر را از بين ببرد. عكس بالا نشان دهنده چرخ طيار بزرگ موتور ايستا است كه در سال 1898 ساخته شد.
- چرخ طيار از زمان هاى دور استفاده مى شده. زماني كه مردمان ازمنه قديم از چرخش كوزه هاى سفالى و ديگ هايشان الهام گرفته اند. درانقلاب صنعتى جيمز وات به پيشرفت چرخ طيار با استفاده كردن ازآن در موتور بخار خود كمك شايانى كرد. شخصى به اسم جيمز پيكارد كه همدوره وات بود چرخ طيارى را استفاده كرد كه حاوى يك ميل لنگ بود كه براى تبديل حركت رفت و برگشتى به حركت چرخشى مورد استفاده قرار مي گرفت. كاربردهاي ديگرچرخ طيار در ماشين هاى منگنه زنى و پرچ است.جايى كه آن ها انرژى را از موتور ذخيره كرده و در طول مرحله پرچ و منگنه زنى رها مى كند.
