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广西论坛 >  透视双转子发动机 (zt)

发表于 2005-07-26 10:08    IP属地:未知

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透视双转子发动机 (zt)
先前有兄弟们问到有关转子发动机的工作原理  转转吧
过去四十年来,全世界只有马自达公司在独立研究和生产转子发动机。这种发动机有什么独到之处,吸引这家车厂如此锲而不舍?资料来源:马自达公司(经整理)
         上世纪60年代,马自达从汪克尔菲加士博士手中买下了转子发动机的专利。1967年,马自达在CosmoSports上安装了世界上第一台双转子发动机。迄今为止,马自达已经生产了将近两百万辆转子发动机汽车,其中转子赛车787B在1991年赢得勒芒24小时耐力赛冠军,不但成为第一辆在此赛事上获胜的日本汽车,更向世界证明了马自达转子发动机的成熟技术。
         至今,马自达所持有的专利已经到期,转子发动机成为一个开放的技术,理论上其它车厂也可以投入发展。但由于马自达在多年研究中积累了多项周边技术专利,所以估计短期内不会有车厂加入转子发动机的阵营。转子发动机反映着马自达在技术上的创意和活力,已成为马自达品牌的形象代表。
  转子发动机原理
        在过去的400年中,许多发明家和工程师一直都在想开发一种连续运转的内燃机。人们希望往复活塞式内燃机能被更优雅的原动力发动机所取代,其运动轨迹应该接近人类最伟大的发明之一:轮子。十六世纪末期的出版物中首次出现“连续运转内燃机”的说法。连杆和曲柄机构的发明人沃特詹姆斯(1736-1819)也曾研究转子式内燃机。
  1846年,人们画出了当今转子发动机工作室的几何结果,但这些概念没有实用化,直到汪克尔博士在1957年研制出汪克尔转子发动机。汪克尔博士通过研究和分析各种转子发动机类型的可行性,找到了旋轮线壳体的最佳形状。他运用了飞机发动机的回转阀及增压器的气密性密封机构的技术,使汪克尔型转子发动机得以实用化。
        现代的汪克尔型转子发动机由茧形壳体(一个三角形转子被安置在其中)组成。和普通内燃机一样,转子反动机必须在其工作室中相继形成进气、压缩、燃烧和排气四个工作过程。壳体的内侧圆周被设计成旋轮线外形,和安装在偏心轴上的转子组装在一起,工作室随着壳体内部转子的旋转而在体积上发生变化,空燃混合气在那里点燃,燃烧气体的膨胀压力使转子产生旋转。转子每转一圈,工作室的体积变化两次,从而实现内燃机的四个工作过程。
        三角形转子的轨道是用一个相位齿轮机构来规定的。相位齿轮包括安装在转子内侧的一个齿圈和安装在偏心轴上的一个齿轮,通过内侧和外圆周的齿数比差,转子和轴之间的转速比被限定为1:3,即转子转动一圈,偏心转动三圈,当发动机转速为3000rpm时,转子速度只有1000rmp。
  与往复式发动机的比较
        由于输出轴每转动三圈,转子才转一圈,因此转子发动机内部有较长的过程时间,而形成较小的扭矩波动,使运转平稳刘畅。即使在高速运转中,转子的转速也相对缓慢,从而有更宽松的进气和排气时间,为获取较高的动力性能提供了先天优势。
        转子发动机的排气量通常用单位工作室容积和转子的数量来表示。例如,对于型号为13B的双转子发动机,排量为“654cc×2”.与传统复式发动机比较,汪克尔型转子发动机的优点是:
        一、体积小重量轻:在保证相同的输出功率术水平前提下,转子发动机的设计重量是往复式的三分之二。这个优点对于整车布置非常有利,特别是近年来防撞结构、空气动力、重量分布和空间利用等方面的要求都越来越高。

       二、精简结构:转子发动机不需要设置连干,没有配气结构(包括正时齿带、凸轮轴、摇臂、气门、气门弹簧等),而这些在往复式发动机中是必不可少的一部分。因此转子发动机的组成部件数大幅减少。

       三、均匀的扭矩特性:根据研究结果,转子发动机在整个速度范围内有相当均匀的扭矩曲线,两转子的设计中运行扭矩波动与直列六缸发动机具有相同水平,三转子的布置则更盛V型八缸发动机。
        四、运行噪音小:往复式发动机的活塞运动本身就是一个振动源,气门机构也会产生机械噪音。转子发动机平稳的转动运动产生的振动相当小,而且没有气门机构,因此能更平稳和安静地运行。双转子发动机的安静性和平稳性相相当于直列六缸发动机。
        五、可靠性和耐久性:如前所述,转子的转速是发动机转速的三分之一,因此转子的磨损情况并不激烈。另外,由于没有摇臂、连杆等高转速运动部件,所以在高负荷运动中更可靠和更耐久,1991的勒芒赛大获全胜就充分证明了这一点。
   

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发表于 2005-07-26 10:18    IP属地:未知

转子发动机也是内燃机的一种,但是和常规的活塞式发动机完全不同。
  
在活塞式发动机中,同一个汽缸中进行着进气、压缩、燃烧、排气4个过程,虽然转子发动机也有这4个过程,但是方式不一样!
  
  基本原理
  
  和常规活塞式发动机一样,转子发动机也是利用油气混合物燃烧时产生的压力来产生动力的。
  
  常规活塞发动机,汽缸中产生的压力驱动活塞作往复运动。活塞杆带和曲轴将往复运动转化为转动来驱动汽车。
  
  在转子发动机中,缸体中间的三角形转子代替了活塞来传递和密封燃烧后所产生的压力。
  

MAZDA RX-7装备的转子发动机
  
  三角形的三个顶点保持和缸体内壁的接触,产生三个独立的空腔。当转子在缸体中转动时,三个空腔交替的扩大和收缩,来实现吸入油气混合物,压缩,燃烧,然后排气整个过程。
  马自达一直以来都在自己的产品中使用转子发动机。从1978年就开始销售的RX-7,可能是有史以来销售最成功的使用转子发动机为动力的汽车。RX-7于1995年在美国停止销售,于是转子发动机被用到新推出的车型上。马自达新车型RX-8,它装备的双转子发动机可以产生最高250马力。
     部件
  
  和活塞式发动机一样,转子发动机同样有点火系统和供油系统。下面就让我们来看一看转子发动机的内部结构吧!
  
  转子
  转子有三个弧形表面,每个表面就像是一个活塞。每个表面上都有一个空腔,用来增大排量,更大程度的混合汽油和空气。在每两个表面的连接处都有一金属长条来保证燃烧室间的密封,同样,在转子的每边都有金属环来保证侧面的密封。在转子的中间有一副齿牙,齿牙和固定在缸体中间的齿轮紧密啮合。这个齿轮决定了转子的运动轨迹和方向。
  

    缸体
  
  缸体是一个粗略的椭圆形,这样设计的缸体可以保证转子和缸体内壁形成三个密封的空腔。
  
  和活塞式发动机一样,以下4个过程:
  进气
  压缩
  燃烧
  排气
  进气和排气口是直接铸于缸体上,上面没有阀门,直接和外面相连。

输出轴
  注意中间特殊的圆形突出物
  
  输出轴的形状是比较特殊的,上面的圆形突出物的中心线并不在轴的中心线上,而是有一个偏移量。每个圆形突出物和一个转子相配合,作用类似于活塞式发动机中的曲轴。当转子旋转时,带动有圆形突出物的输出轴旋转,在轴上产生扭矩。

所有的这些部件是怎么配合工作的呢?
  
  转子发动机可以看成是按照层来装配的,我们大致可以把它分成5个主要的层。冷却液在所有这些部件的流道中流动。
  最外的两端包含着密封圈和输出轴轴承,和装着转子的缸体间也是保持密封的。这些部件的内表非常光滑,以保证密封工作良好。每块上有一个进气口。见下图:

       接下来的就是椭圆形的缸体了,上面有一个排气口。见下图:

最中间的有两个进气口,分别对应两个转子,并把它们对立开来,它的外表面是非常光滑的。见下图:
  转子和中间的齿轮啮合,并且和输出轴相配合。

      仔细观察一下,你会发现转子每转一周,输出轴上的圆形突出物转动3次
  
  和活塞式发动机类似,也是4冲程的。在这里要注意的是,大部分转子发动机是双火花塞。如果只有一个火花塞,那么在这个狭长的燃烧室里,单火花塞发出的火花可能就不够用。
  转子旋转一周,输出轴旋转3周。
  
  转子发动机的优点
  
  更少的活动部件
  
  和活塞式发动机相比,转子发动机有着更少的活动部件。一个双转子发动机只有以下3个主要活动部件:两个转子,一个输出轴。而一个最简单的4缸活塞式发动机拥有至少40个活动部件,包括:活塞、活塞连杆、凸轮轴、阀门,弹簧、正时皮带和曲轴等。因此,更少的活动部件使得转子发动机的可靠性较好,这也是一些飞机制造厂青睐转子发动机的原因。
  
  平顺性好
  
  转子发动机中的所有活动部件都是朝同一个方向连续运动的,相对于活塞式发动机来说,有这更好的平顺性。每个燃烧过程大概持续转子旋转的90度左右,转子旋转1周,输出轴旋转3周,每个燃烧过程相当于输出轴旋转了270度,这就意味着一个单转子发动机在输出轴转动3/4周的时间内一直传递着动力。而单缸的活塞式发动机,在两周的时间里,只有180度的时间里是传递动力的,相当于曲轴转动的1/4的时间里传递动力。
  
  转子发动机的缺点
  
  一般来说,转子发动机比较难达到美国尾气排放标准。
  
  产量的相对较低使得制造费用较高。
  
  狭长的燃烧室和较低的压缩比使得热工效率较低,因此消耗较多的燃料。

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发表于 2005-07-26 11:07    IP属地:未知

蓝水未央 于 2005-7-26 10:53: 在第8楼写到
在重力的作用下,转子发动机缸体的底部较其他地方容易磨损,造成转子偏心转动。
呵呵  哈哈    还是这位兄弟知识渊博阿   不光是转子容易出现偏心磨损  水平对置发动机也容易滴  不过就是这样的发动机都做过加强了  一般情况下30w公里内不用担心滴

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