מתנע

מַתנע (סטרטר) הוא מכשיר המשמש לסיבוב מנוע בעירה פנימית כדי להתחיל את פעולת המנוע. מתנעים יכולים להיות חשמליים, פנאומטיים או הידראוליים. המתנע יכול להיות גם מנוע בעירה פנימית נוסף, במקרה של מנועים גדולים מאוד, מנועי דיזל חקלאיים או דחפורים.

מנועי בעירה פנימית הם מערכות משוב, אשר לאחר שהתחילו, מסתמכות על האינרציה מכל מחזור כדי להתחיל את המחזור הבא. במנוע ארבע פעימות, הפעימה השלישית משתמשת באנרגיה מהדלק, ומניעה את הפעימה הרביעית (פליטה) וגם את שתי הפעימות הראשונות (יניקה, דחיסה) של המחזור הבא, כמו כן מפעיל את העומס החיצוני של המנוע. בזמן הנעת הרכב אין כוח אינרציה עליו אפשר להסתמך כדי להתחיל את 2 הפעימות הראשונות במחזור הראשון. המתנע משמש למטרה זו והוא אינו נדרש ברגע שהמנוע מתחיל לפעול ולולאת המשוב שלו מתחילה להזין את עצמה.

 היסטוריה 
לפני הופעת מנוע המתנע, המנועים הופעלו בשיטות שונות כולל קפיץ ספירלי שטוח, גלילי אבק שריפה וטכניקות המונעות על ידי אדם כגון ידית ארכובה נשלפת אשר התחברה לחזית גל הארכובה, סיבוב מדחף או משיכת כבל שהיה כרוך סביב גלגלת פתוחה מצד אחד.

שיטת הארכובה הידנית הייתה מקובלת להתנעת מנועים, אך היא הייתה לא נוחה, קשה ומסוכנת. ההתנהגות של מנוע במהלך ההתנעה אינה תמיד צפויה. המנוע עלול היה לפנות לפתע לצד השני ולגרום לסיבוב פתאומי לאחור. מתנעים ידניים רבים כללו אפשרות החלקה או שחרור בכיוון אחד, כך שברגע שהחל סיבוב המנוע, המתנע יתנתק מהמנוע. במקרה של נסיגה, סיבוב הפוך של המנוע עלול להפעיל לפתע את המתנע, לגרום לארכובה להתנדנד באופן בלתי צפוי ואלים, ועלול לפגוע במפעיל. עבור מתנעים שהונעו באמצעות כבל, מקרה של סיבוב לצד השני יכול למשוך את המפעיל לעבר המנוע או המכונה, או להניף את כבל המתנע והידית במהירות גבוהה סביב גלגלת המתנע. כאשר המנוע התניע, הארכובה עשויה להתחיל להסתובב יחד עם גל הארכובה ועלולה לפגוע באדם המניע את המנוע. בנוסף, היה צריך לנקוט בזהירות כדי לעכב את ההצתה הראשונית כדי למנוע דטונציה. כשמעכבים את ההצתה המנוע עלול לפתע להסתובב לצד השני, ולמשוך איתו את הארכובה, מכיוון שמנגנון הבטיחות לדריסה פועל בכיוון אחד בלבד.

למרות שהומלץ למשתמשים לחפון את האצבעות והאגודל מתחת לארכובה ולמשוך כלפי מעלה, זה הרגיש טבעי למפעילים לתפוס את הידית עם האצבעות בצד אחד, האגודל בצד השני. אפילו זינוק פשוט לאחור עלולה לגרום לשבירה של אגודל וזה היה אפשרי להסתיים גם עם פרק כף יד שבור, כתף פרוקה או גרוע מכך. יתר על כן, מנועים יותר ויותר גדולים עם יחסי דחיסה גבוהים יותר הפכו את ההפעלה למאמץ פיזי תובעני.

המתנע החשמלי הראשון הותקן על ארנולד, עיבוד של ה-בנץ וולו, שנבנה בשנת 1896 באיסט פקהאם, אנגליה, על ידי מהנדס החשמל ה. ג. דאוזינג.

בשנת 1911, צ'ארלס פ. קטרינג, יחד עם הנרי מ. לילנד, מחברת Dayton Engineering Laboratories) DELCO), המציא והגיש פטנט עבור מתנע חשמלי באמריקה. (קטרינג החליף את הארכובה הידנית במנוע של קופה רושמת חמש שנים קודם לכן)

היבט אחד של ההמצאה טמון בהבנה שמנוע קטן יחסית, המונע עם מתח וזרם גבוהים יותר ממה שניתן יהיה לפעול ברציפות, יכול לספק מספיק כוח כדי להפעיל את המנוע בהתנעה ראשונית. ברמות המתח והזרם הנדרשות, מנוע כזה יישרף תוך דקות ספורות של פעולה רציפה, אך לא במהלך השניות הבודדות הדרושות להפעלת המנוע. הסטרטרים הותקנו לראשונה על דגם קאדילק מודל 30 בשנת 1912, כאשר אותה מערכת אומצה על ידי חברת לנצ'סטר מאוחר יותר באותה שנה. סטרטרים אלה עבדו גם כגנרטורים בזמן שהמנוע פעל, קונספט שזוכה כעת לתחייה בכלי רכב היברידיים .

למרות שמנוע המתנע החשמלי היה אמור להשתלט על שוק הרכב, בשנת 1912, היו כבר כמה סוגים מתחרים של מתנע, כאשר לחלק מכוניות יש מתנעי אוויר ישירים, ו- Sunbeam הציגה מנוע מתנע אוויר עם גישה דומה לזו המשמשת את מנועי המתנע החשמליים של דלקו וסקוט-קרוסלי (כלומר חיבור עם טבעת שיניים על גלגל התנופה). למכוניות סטאר ואדלר היו מנועי קפיצים (המכונה לפעמים מנועי שעון), שהשתמשו באנרגיה שנאגרה בקפיץ שנסע דרך הילוך הפחתה. אם המכונית לא הצליחה להתניע, ניתן היה להשתמש בידית המתנע כדי להרים את הקפיץ לניסיון נוסף.

פורד מודל T הסתמכה על ידית מתנע עד 1919. במהלך שנות העשרים, סטרטרים חשמליים הפכו כמעט אוניברסליים ברוב המכוניות החדשות, מה שהקל על נשים וקשישים לנהוג. זה עדיין היה נפוץ שמכוניות סופקו עם ידיות מתנע בשנות ה-60, וזה נמשך הרבה יותר מאוחר עבור כמה יצרנים (למשל סיטרואן 2CV עד סוף הייצור ב-1990). במקרים רבים, ידיות מתנע שימשו להגדרת תזמון במקום להתנעת המנוע, מכיוון שגדלים, נפחים, ויחסי דחיסה הפכו פעולה זו לבלתי מעשית. מכוניות של הגוש הקומוניסטי כמו לאדאס עדיין היו עדיין מתניעות בארכובה גם בשנות ה-80.

עבור הדוגמאות הראשונות לייצור של מנועי טורבו-סילון גרמניים מאוחר יותר במלחמת העולם השנייה, נורברט רידל תכנן מנוע בנזין דו-פעימתי קטן, מנוגד כפול, כדי להפעיל את טורבינות הגז של מטוסי Junkers Jumo 004 וגם BMW 003 כסוג של יחידת כוח עזר לגרום לציר המרכזי של כל תכנון מנוע להסתובב - אלה הותקנו בדרך כלל בחלק הקדמי של הטורבו-סילון, והופעלו בעצמם באמצעות כבל משיכה כדי להפעיל אותם במהלך הליך ההפעלה של מנועי הסילון שהם הותאמו אליהם.

לפני החידוש של קרייזלר ב-1949 במתג המשולב של הצתה-מתנע, המתנע הופעל לעיתים קרובות על ידי הנהג שלחץ על כפתור המותקן על הרצפה או בלוח המחוונים. בחלק מכלי הרכב הייתה דוושה ברצפה שחיברה ידנית את גלגל הנעת המתנע עם גלגל התנופה, ולאחר מכן השלימה את המעגל החשמלי למנוע המתנע ברגע שהדוושה הגיעה לסוף נסיעתה. לטרקטורים של פרגוסון משנות ה-40, כולל פרגוסון TE20, היה מיקום נוסף על ידית ההילוכים שהפעילה את מתג המתנע, מה שמבטיח בטיחות על ידי מניעת התנעת הטרקטורים בהילוך.
קישורים חיצוניים

קטגוריה:מנועים