ఇది నా AP ఫిజిక్స్ సి క్లాస్ కోసం.
వాంకెల్ రోటరీ ఇంజన్లు చాలా తెలివిగలవి. పిస్టన్-ఆధారిత ఇంజిన్‌లను సవాలు చేసే ప్రయత్నంగా ఇవి తలెత్తాయి మరియు పిస్టన్‌ల పరస్పర కదలిక లేకుండా తగినంత శక్తిని సృష్టించవచ్చని నిరూపించారు. శక్తి ఉత్పత్తిని ఉత్పత్తి చేయడానికి అవి చాలా తక్కువ కదిలే భాగాలపై ఆధారపడతాయి మరియు ఈ కొన్ని భాగాలను చాలా తెలివైన మల్టీ టాస్కింగ్ పద్ధతిలో ఉపయోగించుకుంటాయి. మనం ఒకదాన్ని నిర్మించటానికి ముందు వాంకెల్ రోటరీ ఇంజిన్ యొక్క భాగాలతో పరిచయం పెంచుకుందాం.
సామాగ్రి:
దశ 1: రోటర్ హౌసింగ్
రోటర్ హౌసింగ్ ఒక వాంకెల్ ఇంజిన్లోని అన్ని చర్యలకు నిలయం. ఇంజిన్ ఆపరేషన్ సమయంలో ఇది స్థిరంగా ఉంటుంది మరియు దహన చక్రాన్ని కలిగి ఉన్న ప్రయోజనాన్ని అందిస్తుంది. హౌసింగ్ యొక్క గోడ దానిలో మరియు వెలుపల గాలి యొక్క సరైన ప్రవాహాన్ని ప్రారంభించడం ద్వారా దహన చక్రం (తరువాతి దశలో వివరించడానికి) సరైన పరిస్థితులను అనుమతిస్తుంది. హౌసింగ్ దాని దిగువ ఎడమ మూలలో ఎగ్జాస్ట్ వాయువులను విడిచిపెట్టడానికి ఒక పోర్టును కలిగి ఉంది మరియు వాహక ఉష్ణ బదిలీ ద్వారా ఆపరేషన్ యొక్క ఉష్ణోగ్రతను నియంత్రించడానికి దాని చుట్టుకొలత చుట్టూ శీతలకరణి జాకెట్లు ఉన్నాయి.
* చిత్రాలలో వ్రాతపూర్వక వివరణకు సహాయపడే హోవరబుల్ నోట్స్ ఉంటాయి
దశ 2: రోటర్
రోటర్ ఇంజిన్లో మొదటి కదిలే భాగం. దాని పరిమాణం అది కూర్చున్న హౌసింగ్ కంటే చిన్నది, కానీ ఇది చాలా ముఖ్యమైన ఆస్తిని కలిగి ఉంది, అది కదిలేటప్పుడు హౌసింగ్ యొక్క పూర్తి పరిమాణాన్ని పూరించడానికి వీలు కల్పిస్తుంది. రోటర్ హౌసింగ్‌లో కోణం ఎలా ఉందో దాని ఆధారంగా ఒకే స్థానంలో మాత్రమే సరిపోతుంది (రెండు ప్రస్తారణలు ప్రదర్శించబడతాయి), మరియు దానిని హౌసింగ్ చుట్టూ తరలించడానికి ఏకైక మార్గం భ్రమణం మరియు అనువాదం రెండూ అవసరం. రోటర్ వృత్తాకార పద్ధతిలో కదలనప్పటికీ, రోటర్ హౌసింగ్ చుట్టూ పూర్తి చక్రం పూర్తి చేసినప్పుడు దాని కేంద్రం ఒక వృత్తాన్ని అమలు చేస్తుంది. ఇంజిన్ ఈ ఆస్తిని దోపిడీ చేస్తుంది మరియు రోటర్ యొక్క కదలికను ప్రత్యక్ష వృత్తాకార కదలికకు అనువదిస్తుంది.
రోటర్ కూడా దాని కదలికకు మార్గనిర్దేశం చేయడానికి ఇంజిన్ యొక్క బ్యాక్‌ప్లేట్‌తో మెష్ చేసే సన్నని దంతాలను కలిగి ఉంటుంది.
దశ 3: అసాధారణ షాఫ్ట్
రెండవ (రెండు) కదిలే భాగాలుగా, అసాధారణ షాఫ్ట్ అంటే రోటర్ యొక్క ఆఫ్-సెంటర్ కదలికను ఏకరీతి వృత్తాకార ఉత్పత్తిగా అనువదించడానికి ఉపయోగిస్తారు. షాఫ్ట్ యొక్క విశాలమైన భాగం రోటర్ యొక్క రౌండ్ ఓపెనింగ్‌లోకి సరిపోతుంది మరియు దాని ఇరుకైన భాగాలను మరొక రోటర్ యొక్క అసాధారణ షాఫ్ట్ లేదా వాహనం యొక్క డ్రైవ్‌ట్రెయిన్ వరకు కట్టిపడేశాయి.
అసాధారణ షాఫ్ట్ దాని కదలిక మరియు వృత్తాకార ఉత్పత్తి కోసం టార్క్ సూత్రంపై ఆధారపడుతుంది. పివట్ పాయింట్ అవుట్పుట్ షాఫ్ట్ యొక్క కేంద్రం. భ్రమణం యొక్క అక్షం అవుట్పుట్ షాఫ్ట్ మధ్య నుండి పెద్ద అసాధారణ భాగం మధ్యలో ఉంటుంది. వర్తించే శక్తి ఇంజిన్ యొక్క దహన మరియు విస్తరించే వాయువుల నుండి (చర్చించాల్సిన) లంబ కోణంలో భ్రమణ అక్షానికి వస్తుంది. టార్క్ అవుట్పుట్ τ = rFsinθ చేత రూపొందించబడింది, ఇక్కడ θ = 90.
దశ 4: ఫ్రంట్ ప్లేట్
ఫ్రంట్ ప్లేట్ ఇంజిన్ ముందు వైపు ఉంటుంది. ఇది అవుట్పుట్ షాఫ్ట్ కోసం ఒక రంధ్రం కలిగి ఉంది మరియు గాలి తీసుకోవడం కోసం రెండు పోర్టులను కూడా కలిగి ఉండాలి. ఈ పోర్టులను కలిగి ఉన్న అదనపు మోడల్ జతచేయబడింది.
దశ 5: బ్యాక్‌ప్లేట్
ఈ ప్రదర్శన యొక్క ప్రయోజనాల కోసం, బ్యాక్‌ప్లేట్ దాని స్థిరమైన సమకాలీకరణ గేర్‌కు దగ్గరగా ఉన్న భాగానికి తగ్గించబడుతుంది, ఇది రోటర్ యొక్క గేరింగ్‌తో కలిసిపోతుంది. వాస్తవానికి, ప్లేట్ ఫ్రంట్ ప్లేట్ లాగా కనిపిస్తుంది మరియు గాలి తీసుకోవడం కోసం పోర్టులను కలిగి ఉంటుంది.
దశ 6: అసెంబ్లీ!
ఇది వాంకెల్ ఇంజిన్ యొక్క సరళీకృత మోడల్ అయినప్పటికీ, ఈ డిజైన్ నిజ జీవితానికి కొలవబడుతుంది. చాలా తక్కువ భాగాలను కలిగి ఉండటం మరియు వాటి పరస్పర సంబంధాన్ని అర్థం చేసుకోవడం వేగవంతమైన సమావేశానికి కారణమవుతుంది.
1. హౌసింగ్ ఫ్లాట్ వేయడం ప్రారంభించండి. నిజ జీవితంలో, రబ్బరు పట్టీలు వర్తించే భాగం ఇది.
2. బ్యాక్‌ప్లేట్ యొక్క రంధ్రాలను హౌసింగ్ యొక్క సంబంధిత రంధ్రాలకు సమలేఖనం చేయండి మరియు రెండింటినీ బోల్ట్‌లతో కనెక్ట్ చేయండి.
3. అసెంబ్లీని తిప్పండి, తద్వారా బ్యాక్‌ప్లేట్ ఉపరితలంపై చదునుగా ఉంటుంది.
4. రోటర్‌ను చొప్పించండి మరియు దాని గేర్ పళ్ళు బ్యాక్‌ప్లేట్‌లోని స్థిర గేర్ యొక్క దంతాలతో మెష్ అయ్యేలా చూసుకోండి.
5. అసాధారణ షాఫ్ట్ను చొప్పించండి, తద్వారా దాని అవుట్పుట్ భాగం బ్యాక్ ప్లేట్ గుండా వెళుతుంది మరియు దాని విస్తృత భాగం రోటర్ ప్రారంభంలోనే సరిపోతుంది.
6. ఫ్రంట్‌ప్లేట్‌ను అతివ్యాప్తి చేసి బోల్ట్‌లతో భద్రపరచండి.
దశ 7: ఇంజిన్ ఇన్ యాక్షన్
ఇంజిన్ దాని దహన చక్రానికి నాలుగు దశలకు లోనవుతుంది: గాలి తీసుకోవడం, గాలి కుదింపు, జ్వలన మరియు ఎగ్జాస్ట్. రోటర్ హౌసింగ్‌ను మూడు విభాగాలుగా విభజిస్తుంది, ఇవి చక్రం యొక్క ప్రతి భాగాన్ని హోస్ట్ చేస్తాయి.
చాంబర్ 1 లో చక్రం ప్రారంభమవుతుంది. బ్యాక్ ప్లేట్ యొక్క స్థిర గేర్ గురించి రోటర్ తిరుగుతున్నప్పుడు, ఛాంబర్ 1 యొక్క వాల్యూమ్ విస్తరిస్తుంది. ఇది గదిలో తక్కువ గాలి పీడనాన్ని కలిగిస్తుంది మరియు బాహ్య గాలి తీసుకోవడం కుండల ద్వారా పరుగెత్తుతుంది. ఇంధనం మరియు నూనె ఒకే సమయంలో ఇంజెక్ట్ చేయబడతాయి. రోటర్ స్పిన్నింగ్ కొనసాగిస్తున్నప్పుడు, గది యొక్క పరిమాణం తగ్గుతుంది మరియు పరిపూర్ణ వాయువు చట్టం ప్రకారం ఒత్తిడి పెరుగుతుంది, PV = nRT. అందించిన చిత్రంలో, ఛాంబర్ 1 నుండి వచ్చే గాలి అంతా ఛాంబర్ 2 యొక్క చిన్న వాల్యూమ్‌లోకి కుదించబడుతుంది మరియు ఆ సమయంలో, జ్వలన జరుగుతుంది. గాలి-ఇంధన మిశ్రమం యొక్క నిల్వ చేయబడిన రసాయన సంభావ్య శక్తి దహన ద్వారా విడుదలవుతుంది మరియు విస్తరిస్తున్న వాయువు రోటర్‌పై శక్తిని కలిగిస్తుంది, దీని వలన దాని కదలిక కొనసాగుతుంది. ఇదే శక్తి రోటర్ ద్వారా అసాధారణ షాఫ్ట్కు బదిలీ చేయబడుతుంది మరియు ఫలితంగా వచ్చే టార్క్ అవుట్పుట్ షాఫ్ట్ను తిరుగుతుంది. విస్తరించిన వాయువు ఎగ్జాస్ట్ పోర్టును బలవంతంగా బయటకు పంపినప్పుడు చక్రం ముగుస్తుంది. చక్రం ఒకే క్రమంలో పునరావృతమవుతుంది, రోటర్ యొక్క ప్రతి వైపు భాగాన్ని ఒకేసారి అమలు చేస్తుంది.
గమనించదగ్గ విషయం ఏమిటంటే, రోటర్ యొక్క ప్రతి పూర్తి భ్రమణానికి, అసాధారణ షాఫ్ట్ మూడుసార్లు తిరుగుతుంది. ఇది తక్కువ సంఖ్యలో దహన నుండి నిమిషానికి అధిక విప్లవాలను అనుమతిస్తుంది.
యానిమేటెడ్ ఇంజిన్లు అని పిలువబడే వెబ్‌సైట్ ఇంజిన్ యొక్క కదలిక యొక్క అందించిన gif కి చక్కని అనుబంధంగా పనిచేస్తుంది:
http://www.animatedengines.com/wankel.html
దశ 8: చరిత్ర
నేటి సాంకేతిక పరిజ్ఞానం వలె, ప్రారంభ రోటరీ ఇంజిన్ నమూనాలు ఇప్పుడు ఉపయోగించబడవు. రోటరీ ఇంజిన్ యొక్క ఫెలిక్స్ వాంకెల్ యొక్క ప్రారంభ భావన రోటర్ మరియు దాని హౌసింగ్ టర్నింగ్ రెండింటినీ కలిగి ఉంది (gif లో చూపబడింది). ఇది అధిక విప్లవాలను సాధించడానికి అనుమతించింది, కాని అధిక సంఖ్యలో కదిలే భాగాల కారణంగా సమస్యలను కూడా ప్రవేశపెట్టింది.
ప్రస్తుతం సర్వసాధారణమైన డిజైన్ ఇంజిన్ యొక్క తదుపరి పునరావృతంలో వచ్చింది. హౌసింగ్ స్థిరంగా జరిగింది, మరియు రోటర్ మరియు దాని అసాధారణ షాఫ్ట్ మాత్రమే తరలించడానికి అనుమతించబడ్డాయి, ఇది సాధారణ రూపకల్పనను ప్రస్తుత సరళతకు తీసుకువచ్చింది.
ఇది సరళమైనది అయినప్పటికీ, దీనికి కొన్ని నష్టాలు ఉన్నాయి- తక్కువ విప్లవాల వద్ద టార్క్ ఉత్పత్తి చేయడానికి ఇంజిన్ చాలా కష్టపడింది, మరియు తగినంత పదార్థాలు లేకపోవడం వల్ల చమురు వినియోగం మరియు ముద్ర దుస్తులు ధరించడం వంటి దీర్ఘకాలిక సమస్య ఉంది. మాజ్డా ఇంజిన్ అభివృద్ధిలో పాలుపంచుకున్నప్పుడు, ఇది బహుళ రోటర్లతో డిజైన్లను ప్రవేశపెట్టింది, ఇవి టార్క్ మరియు మెరుగైన చమురు వినియోగంలో మంచి ఫలితాలను ఇచ్చాయి, అయితే సాధారణ పిస్టన్-ఆధారిత ఇంజిన్ల పనితీరుకు ఇది తగ్గింది.
రోటరీ ఇంజిన్లలో మాజ్డా 2012 లో తమ ప్రయత్నాలను వదులుకుంది, చివరి రోటరీ-శక్తితో పనిచేసే RX-8 ఉత్పత్తి చేయబడింది. ఇంజన్లు వాటి ఉష్ణ సామర్థ్యం మరియు వాయువు వినియోగంతో సమస్యలను కలిగి ఉన్నాయి.
వాంకెల్ రోటరీ చాలా తెలివైన భావన, కానీ ఆచరణలో పనికిరానిదని చూపించింది.
దశ 9: మెరుగుదలలు
తక్కువ టార్క్ అవుట్పుట్ యొక్క సమస్యను పరిష్కరించడానికి, నేను అసాధారణ షాఫ్ట్ యొక్క వ్యాసాన్ని పెంచమని, అలాగే రోటర్లో తెరవాలని సూచిస్తాను. ఇలా చేయడం వల్ల ఎక్కువ భ్రమణ అక్షం, అలాగే దహన శక్తిని బదిలీ చేయగల ఎక్కువ సంపర్క ప్రాంతం, తద్వారా తక్కువ మరియు అధిక RPM లలో ఇంజిన్ యొక్క టార్క్ సామర్థ్యాలను మెరుగుపరుస్తుంది.
దశ 10: రసీదులు
ఈ ప్రదర్శన కోసం I 3D ముద్రించిన మోడల్ థింగివర్స్‌లోని వినియోగదారు mming1106 నుండి వచ్చింది:
http://www.thingiverse.com/thing:170320
స్పీడ్ అకాడమీపై డేవ్ ప్రాట్టే రాసిన ఈ వ్యాసం నుండి వాంకెల్ ఇంజిన్ యొక్క సాధారణ చరిత్ర గురించి నాకు బాగా తెలుసు:
http://speed.academy/how-rotary-engines-work/
చివరగా, ఇంజనీరింగ్ ఎక్స్ప్లెయిన్డ్ యొక్క వీడియోలు ఇంజిన్లో ఏమి జరుగుతుందో visual హించడంలో గొప్ప సహాయంగా ఉన్నాయి:
http: //www.youtube.com/channel/UClqhvGmHcvWL9w3R4 …
