旋轉(zhuǎn)活塞式發(fā)動機(jī)
[拼音]:xuanzhuan huosaishi fadongji
[外文]:rotary engine
燃燒室內(nèi)產(chǎn)生的高溫高壓燃?xì)馔苿踊钊D(zhuǎn)以產(chǎn)生動力的內(nèi)燃機(jī)。動力由主軸輸出。自1876年德國人N.A.奧托發(fā)明往復(fù)活塞式內(nèi)燃機(jī)后,人們就曾試圖創(chuàng)制轉(zhuǎn)子式內(nèi)燃機(jī),但都因轉(zhuǎn)子密封問題而失敗。雖然旋轉(zhuǎn)活塞式泵和壓縮機(jī)等已獲得應(yīng)用,但是旋轉(zhuǎn)活塞式發(fā)動機(jī)直到1954年聯(lián)邦德國工程師F.汪克爾在密封技術(shù)上有了突破之后才得以實(shí)現(xiàn)。他于1957年制成第一臺旋轉(zhuǎn)活塞式發(fā)動機(jī),有人稱之為汪克爾發(fā)動機(jī)。它經(jīng)過改進(jìn)具有功率高、振動小、運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)、結(jié)構(gòu)簡單輕小等優(yōu)點(diǎn)。但這種發(fā)動機(jī)只適用于高轉(zhuǎn)速,因燃料經(jīng)濟(jì)性差低速性能不佳,排氣性能也不太理想,故未能廣泛使用。至80年代僅用在個別型號轎車以及極少數(shù)直升飛機(jī)、雪橇和舷外機(jī)上。
圖1為旋轉(zhuǎn)活塞式發(fā)動機(jī)的基本組成。缸體內(nèi)壁有 “8”字形的特定氣缸型面,兩側(cè)用端蓋封閉,缸體和端蓋均為固定件。在氣缸內(nèi)裝有弧邊三角形旋轉(zhuǎn)活塞。發(fā)動機(jī)主軸(輸出軸)由軸承支承在缸體上。外齒小齒輪與主軸同心,固定在端蓋上。在主軸的偏心軸頸上通過軸承套裝著旋轉(zhuǎn)活塞。旋轉(zhuǎn)活塞的另端固定有同心的內(nèi)齒大齒輪。發(fā)動機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時,外齒的小齒輪不動,活塞上的內(nèi)齒大齒輪繞外齒小齒輪嚙合旋轉(zhuǎn)作行星運(yùn)動。旋轉(zhuǎn)活塞繞偏心軸頸的軸線自轉(zhuǎn),偏心軸頸又繞主軸軸線公轉(zhuǎn)。內(nèi)齒大齒輪與外齒小齒輪的齒數(shù)比為3:2,故活塞的自轉(zhuǎn)速 度與公轉(zhuǎn)速度之比為1:3,即主軸的轉(zhuǎn)速為活塞繞偏心軸頸的轉(zhuǎn)速的3倍。
活塞的3個頂角裝有密封片與氣缸壁緊密接觸?;钊那昂蠖嗣嫔?個弧邊均用密封條密封。缸體的一側(cè)設(shè)有進(jìn)氣口和排氣口,在對側(cè)裝有火花塞?;钊?個弧邊與氣缸型面之間形成 3個容積作周期性變化的工作腔(圖2)。當(dāng)活塞在位置a、b時,可燃混合氣充滿氣缸工作腔;當(dāng)活塞沿順時針方向旋轉(zhuǎn)至位置c時,工作腔內(nèi)可燃混合氣開始受到壓縮,直至位置d。此時工作腔容積最小,并由火花塞點(diǎn)火,至位置e時可燃混合氣燃燒并膨脹,推動活塞旋轉(zhuǎn)至位置f。當(dāng)活塞頂角A轉(zhuǎn)過排氣口時即開始排氣,廢氣從排氣口排出(位置g、h)?;钊D(zhuǎn)達(dá)到位置a時排氣結(jié)束,然后開始下一循環(huán)。
活塞在氣缸內(nèi)旋轉(zhuǎn)一周,火花塞發(fā)火3次,即完成3個循環(huán)。汪克爾發(fā)動機(jī)是按奧托循環(huán)工作的,可以燃用汽油或氣體燃料。至于用柴油按狄塞爾循環(huán)工作的旋轉(zhuǎn)活塞式發(fā)動機(jī),因?yàn)楦變?nèi)壓縮空氣壓力和燃燒壓力更高,更難于解決漏氣問題,故一直沒有正式產(chǎn)品問世。
- 參考書目
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- 辛幼編著:《三角轉(zhuǎn)子發(fā)動機(jī)》,科學(xué)出版社,北京,1981。
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