轉(zhuǎn)子發(fā)動機

無線風箏

& E& Q) _/ d. w6 r) n& Z) p+ N+ O- M6 m9 F6 q( ?# t3 L5 N2 Y. s! o5 `& b8 Q' N: Q

& Z7 K) l3 r$ A6 Z 轉(zhuǎn)子發(fā)動機又稱為米勒循環(huán)發(fā)動機,。它采用三角轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)運動來控制壓縮和排放，與傳統(tǒng)的活塞往復式發(fā)動機的直線運動迥然不同,。這種發(fā)動機由德國人菲加士·汪克爾發(fā)明,，在總結(jié)前人的研究成果的基礎上，解決了一些關(guān)鍵技術(shù)問題,，研制成功第一臺轉(zhuǎn)子發(fā)動機,。   轉(zhuǎn)子發(fā)動機的運動特點是：三角轉(zhuǎn)子的中心繞輸出軸中心公轉(zhuǎn)的同時,，三角轉(zhuǎn)子本身又繞其中心自轉(zhuǎn)。在三角轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動時,，以三角轉(zhuǎn)子中心為中心的內(nèi)齒圈與以輸出軸中心為中心的齒輪嚙合,，齒輪固定在缸體上不轉(zhuǎn)動，內(nèi)齒圈與齒輪的齒數(shù)之比為3：2,。上述運動關(guān)系使得三角轉(zhuǎn)子頂點的運動軌跡（即汽缸壁的形狀）似“8”字形,。三角轉(zhuǎn)子把汽缸分成三個獨立空間，三個空間各自先后完成進氣,、壓縮,、做功和排氣，三角轉(zhuǎn)子自轉(zhuǎn)一周,，發(fā)動機點火做功三次,。由于以上運動關(guān)系，輸出軸的轉(zhuǎn)速是轉(zhuǎn)子自轉(zhuǎn)速度的3倍,，這與往復運動式發(fā)動機的活塞與曲軸１：１的運動關(guān)系完全不同,。    汪克爾于1902年出生在德國，1921年到1926年受雇于海德堡一家科技出版社的銷售部,。在1924年,，汪克爾在海德堡建立了自己的公司，他花了大量的時間在那里進行轉(zhuǎn)子發(fā)動機的研制,，在1927年,，諸如氣密性和潤滑等的一系列技術(shù)問題的攻克終于有了眉目。60年初在德國生產(chǎn)出第一輛裝配了轉(zhuǎn)子發(fā)動機的小跑車,。當時業(yè)內(nèi)人士認為這種發(fā)動機的結(jié)構(gòu)緊湊輕巧,，運轉(zhuǎn)寧靜暢順，也許會取替?zhèn)鹘y(tǒng)的活塞式發(fā)動機,。    1964年,，日內(nèi)瓦的德法合資企業(yè)COMOBIL公司，首次把轉(zhuǎn)子發(fā)動機裝在轎車上成為正式產(chǎn)品,。1967年,，日本人也將轉(zhuǎn)子發(fā)動機裝在馬自達轎車上開始成批生產(chǎn)。    一向?qū)π录夹g(shù)情有獨鐘的馬自達公司投巨資從汪克爾公司買下了這項技術(shù),。由于這是一項高新技術(shù),，懂得這項技術(shù)的人寥寥無幾,，發(fā)動機壞了無人會修,，而且耗油大，汽車界有人對這種發(fā)動機的市場前景產(chǎn)生了懷疑,。70年代石油危機爆發(fā),，各國忙于應付各方面的困難而無暇顧及發(fā)展轉(zhuǎn)子發(fā)動機,，唯有馬自達公司仍然深信轉(zhuǎn)子發(fā)動機的潛力，獨自研究和生產(chǎn)轉(zhuǎn)子發(fā)動機,，并為此付出了相當大的代價,。他們逐步克服了轉(zhuǎn)子發(fā)動機的缺陷，成功地由試驗性生產(chǎn)過渡到商業(yè)性生產(chǎn),，并將安裝了轉(zhuǎn)子發(fā)動機的RX－7型跑車打入了美國市場,，令人刮目相看。    在世界環(huán)保意識日益強化,，石油資源日漸沽竭的今天,，以氫氣做動力源的研究已成為一大課題。當年馬自達堅持下來的轉(zhuǎn)子發(fā)動機從結(jié)構(gòu)上講是最適合燃燒氫氣,，而且最“干凈”,，因為氫燃燒完后排出的是水蒸汽，對環(huán)境沒有任何污染,。馬自達公司改制了RX－7型跑車的轉(zhuǎn)子發(fā)動機,，使它可以用氫做燃料。這種發(fā)動機裝配在馬自達HR一X汽車上,，1立方米的燃料箱吸儲了相當43立方米的壓縮氫氣,，以每小時60公里的車速可行駛230公里，引起了各界人士的關(guān)注,。由于從生產(chǎn)裝配到維護修理,，轉(zhuǎn)子發(fā)動機都與傳統(tǒng)的發(fā)動機大不一樣，開發(fā)成本大,。加上往復式活塞發(fā)動機在功率,、重量、排放,、能耗等方面都比過去有了顯著提高,，轉(zhuǎn)子發(fā)動機沒有顯出明顯的優(yōu)勢，因此各大汽車企業(yè)都沒有積極性去開發(fā)利用,，唯有馬自達一家苦苦支撐,。一般發(fā)動機是往復運動式發(fā)動機，工作時活塞在氣缸里做往復直線運動,，為了把活塞的直線運動轉(zhuǎn)化為旋轉(zhuǎn)運動,，必須使用曲柄連桿機構(gòu)。轉(zhuǎn)子發(fā)動機則不同,，它直接將可燃氣的燃燒膨脹力轉(zhuǎn)化為驅(qū)動扭矩,。與往復式發(fā)動機相比，轉(zhuǎn)子發(fā)動機取消了無用的直線運動,，因而同樣功率的轉(zhuǎn)子發(fā)動機尺寸較小,，重量較輕,，而且振動和噪聲較低，具有較大優(yōu)勢,。

sleepingcat

　V6發(fā)動機

　　汽車發(fā)動機常用缸數(shù)有3,、4,、5、6,、8,、10、l2缸,。排量1L以下的發(fā)動機常用3缸,；(1-2.5)L一般為4缸發(fā)動機；3L左右的發(fā)動機一般為6缸,；4L左右為8缸,；5.5L以上用12缸發(fā)動機。二般來說,，在同等缸徑下,，缸數(shù)越多，排量越大,，功率越高,；在同等排量下，缸數(shù)越多,，缸徑越小,，轉(zhuǎn)速可以提高，從而獲得較大的提升功率,。

 　氣缸的排列形式主要有直列,、V形、W形等,。

. i9 Q7 V+ Y0 b5 _; y- q6 F% w# {

　　一般5缸以下發(fā)動機的氣缸多采用直列方式排列,，少數(shù)6缸發(fā)動機也有直列方式的，過去也有過直列8缸發(fā)動機,。直列發(fā)動機的氣缸體成一字排開,，缸體、缸蓋和曲軸結(jié)構(gòu)簡單,，制造成本低,，低速扭矩特性好，燃料消耗少,，應用比較廣泛,，缺點是功率較低。一般1L以下的汽油機多采用3缸直列,，(1-2.5)L汽油機多采用直列4缸,，有的四輪驅(qū)動汽車采用直列6缸，因為其寬度小,，可以在旁邊布置增壓器等設施,。直列6缸的動平衡較好，振動相對較小,，所以也為一些中,、高極轎車采用。 (6-12)缸發(fā)動機一般采用V形排列,，其中VIO發(fā)動機主要裝在賽車上,。V形發(fā)動機長度和高度尺寸小，布置起來非常方便,，而且一般認為,，V形發(fā)動機是比較高級的發(fā)動機，也成為轎車級別的標志之一,。V8發(fā)動機結(jié)構(gòu)非常復雜,，制造成本很高，所以使用得較少,。V12,，發(fā)動機過大過重，只有極個別的高級轎車采用,。

. Q' e; [; S- M" j

　　目前最常見的發(fā)動機主要是直列4缸(14)與V型6缸(V6)發(fā)動機,。一般來說，V6發(fā)動機的排量較14的為高,，V6機比14—運行平穩(wěn),、安靜。U主要裝在普通級轎車上,，而V6機則裝在中高檔轎車上,。

samsun185

轉(zhuǎn)子發(fā)動機的特點
與傳統(tǒng)往復式發(fā)動機的比較轉(zhuǎn)子發(fā)動機有幾個優(yōu)點
體積小重量輕： 在運行安靜性和平穩(wěn)性兩方面，雙轉(zhuǎn)子RE相當于直列六缸往復式發(fā)動機,。在保證相同的輸出功率水平前提下,，轉(zhuǎn)子式發(fā)動機的設計重量是往復式的三分之二，這個優(yōu)點對于汽車工程師們有著無比的吸引力,。特別是近年來,，在防撞性（碰撞安全),、空氣動力學、重量分布和空間利用等方面的要求越來越嚴格,。   
8 ~: z! ]% Q8 q5 }, i  t8 A4 Y精簡結(jié)構(gòu)： 由于轉(zhuǎn)子發(fā)動機將空燃混合氣燃燒產(chǎn)生的膨脹壓力直接轉(zhuǎn)化為三角形轉(zhuǎn)子和偏心軸的轉(zhuǎn)動力,，所以不需要設置連桿，進氣口和排氣口依靠轉(zhuǎn)子本身的運動來打開和關(guān)閉,；不再需要配氣機構(gòu),，包括正時齒帶、凸輪軸,、搖臂,、氣門、氣門彈簧等,，而這在往復式發(fā)動機中是必不可少的一部分,。綜上所述，轉(zhuǎn)子發(fā)動機組成所需要的部件大幅度減少,。  
4 H3 d# J, ?3 z  K! Q) [$ @0 e均勻的扭矩特性： 根據(jù)研究結(jié)果,，轉(zhuǎn)子發(fā)動機在整個速度范圍內(nèi)有相當均勻的扭矩曲線，即使是在兩轉(zhuǎn)子的設計中,，運行中的扭矩波動也與直列六缸往復式發(fā)動機具有相同的水平,，三轉(zhuǎn)子的布置則要小于V型八缸往復式發(fā)動機。  
7 B4 g2 _5 {. C$ |5 w; O/ n運行更安靜,，噪音更�,。� 對于往復式發(fā)動機，活塞運動本身就是一個振動源,，同時氣門機構(gòu)也會產(chǎn)生令人討厭的機械噪音,。轉(zhuǎn)子發(fā)動機平穩(wěn)的轉(zhuǎn)動運動產(chǎn)生的振動相當小，而且沒有氣門機構(gòu),，因此能夠更平穩(wěn)和更安靜的運行,。  
可靠性和耐久性： 如前所述，轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速是發(fā)動機轉(zhuǎn)速的三分之一,。因此,，在轉(zhuǎn)子發(fā)動機以9000 rpm的轉(zhuǎn)速運轉(zhuǎn)時，轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速約為該轉(zhuǎn)速的三分之一,。另外,，由于轉(zhuǎn)子發(fā)動機沒有那些高轉(zhuǎn)速運動部件，如搖臂和連桿,，所以在高負荷運動中,，更可靠和更耐久。在1991的勒芒汽車賽中的大獲全勝就充分證明了這一點。
5 f0 |! r! [) f2 o( x8 `6 H6 L    往復式發(fā)動機和轉(zhuǎn)子發(fā)動機都依靠空燃混合氣燃燒產(chǎn)生的膨脹壓力以獲得轉(zhuǎn)動力,。兩種發(fā)動機的機構(gòu)差異在于使用膨脹壓力的方式,。在往復式發(fā)動機中，產(chǎn)生在活塞頂部表面的膨脹壓力向下推動活塞,，機械力被傳給連桿,，帶動曲軸轉(zhuǎn)動。
  j! R4 }* f3 x( ~4 h3 W( {對于轉(zhuǎn)子發(fā)動機,，膨脹壓力作用在轉(zhuǎn)子的側(cè)面,�,！�從而將三角形轉(zhuǎn)子的三個面之一推向偏心軸的中心（見圖中力PG）,。這一運動在兩個分力的力作用下進行。一個是指向輸出軸中心（見圖中的Pb）的向心力,，另一個是使輸出軸轉(zhuǎn)動的切線力（Ft）,。　
0 u, }* {) D8 t! [* v% b3 w$ |( J. }殼體的內(nèi)部空間（或旋輪線室）總是被分成三個工作室,�,！≡谵D(zhuǎn)子的運動過程中，這三個工作室的容積不停地變動,，在擺線形缸體內(nèi)相繼完成進氣,、壓縮、燃燒和排氣四個過程,。每個過程都是在擺線形缸體中的不同位置進行,，這明顯區(qū)別于往復式發(fā)動機。往復式發(fā)動機的四個過程都是在一個汽缸內(nèi)進行的,。
1 P; L4 y( P6 C4 F$ N    轉(zhuǎn)子發(fā)動機的排氣量通常用單位工作室容積和轉(zhuǎn)子的數(shù)量來表示,。例如，對于型號為13B的雙轉(zhuǎn)子發(fā)動機,，排量為“654cc × 2“,。    單位工作室容積指工作室最大容積和最小容積之間的差值；而壓縮比是最大容積和最小容積的比值,。往復式發(fā)動機上也使用同樣的定義,。

此主題相關(guān)圖片如下：

  
2 Z* K' ^0 S, e9 z2 x- i) J
如圖中所示，轉(zhuǎn)子發(fā)動機工作容積的變化,，以及與四循環(huán)往復式發(fā)動機的比較,。盡管在這兩種發(fā)動機中，工作室容積都成波浪形穩(wěn)定變化,，但二者之間存在著明顯的不同,。首先是每個過程的轉(zhuǎn)動角度：往復式發(fā)動機轉(zhuǎn)動180度，而轉(zhuǎn)子發(fā)動機轉(zhuǎn)動270度，是往復式發(fā)動機的1.5倍,。換句話說,，在往復式發(fā)動機中，曲軸（輸出軸）在四個工作過程中轉(zhuǎn)兩圈（720度）,；　而在轉(zhuǎn)子發(fā)動機中,，偏心軸轉(zhuǎn)三圈（1080度），轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)一圈,。這樣,，轉(zhuǎn)子發(fā)動機就能獲得較長的過程時間，而且形成較小的扭矩波動,，從而使運轉(zhuǎn)平穩(wěn)流暢,。   
    此外，即使在高速運轉(zhuǎn)中,，轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速也相當緩慢,，從而有更寬松的進氣和排氣時間，為那些能夠獲得較高的動力性能的系統(tǒng)的運行提供了便利,。


0 Q; G; s$ @) u$ {此主題相關(guān)圖片如下：
4 u. E% j) a" ?2 b. p
, B: \$ j4 i6 y( a3 _' f; I4 f
7 T* b$ ?, H) n# g2 P轉(zhuǎn)子發(fā)動機的運動特點是：三角轉(zhuǎn)子的中心繞輸出軸中心公轉(zhuǎn)的同時,，三角轉(zhuǎn)子本身又繞其中心自轉(zhuǎn)。在三角轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動時,，以三角轉(zhuǎn)子中心為中心的內(nèi)齒圈與以輸出軸中心為中心的齒輪嚙合,，齒輪固定在缸體上不轉(zhuǎn)動，內(nèi)齒圈與齒輪的齒數(shù)之比為3：2,。上述運動關(guān)系使得三角轉(zhuǎn)子頂點的運動軌跡（即汽缸壁的形狀）似“8”字形,。三角轉(zhuǎn)子把汽缸分成三個獨立空間，三個空間各自先后完成進氣,、壓縮,、做功和排氣，三角轉(zhuǎn)子自轉(zhuǎn)一周,，發(fā)動機點火做功三次,。由于以上運動關(guān)系，輸出軸的轉(zhuǎn)速是轉(zhuǎn)子自轉(zhuǎn)速度的3倍,，這與往復運動式發(fā)動機的活塞與曲軸１：１的運動關(guān)系完全不同,。

[ 本帖最后由 samsun185 于 2008-8-19 21:50 編輯 ]

honghuzhonggong

感謝樓主為我們介紹轉(zhuǎn)子發(fā)動機
在學校學發(fā)動機   主要學的是傳統(tǒng)的活塞連桿式的     這種學的不多

zhexujun

轉(zhuǎn)子的發(fā)動機確實很少學到,，經(jīng)典