转子发动机工作原理

2016-07-20 14:07:51 fmdjt

转子发动机(Wankel Engine、Rotary Engine)是由德国人菲加士·汪克尔(Felix Wankel,1902-1988)所发明,他在总结前人的研究成果的基础上,解决了一些关键技术问题,研制成功了第一台转子发动机。


转子发动机工作原理

转子发动机的基本结构是在一个近似“8”字型的空间中,放入一个三角锥状的转子,转子安装在偏心轴上,当偏心轴旋转时,会带动转子进行偏心旋转运动。在运动的过程中,转子的三个面恰好将内部空间划分为三个独立的腔室。被分隔出来的腔室在转子的运动过程中,其容积会不断地改变,也只有这样才可以使转子发动机利用密闭空间的变化来完成传统四冲程内燃机运转时所进行的进气、压缩、做功以及排气的过程。而这种巧妙的运动特性的产生则要归功于偏心轴以及“8”字型的空间结构的特殊设计。


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传统的四冲程往复式活塞发动机中的任意一个汽缸进行一次完整的工作循环,曲轴需要旋转两周,但对于转子发动机来说,这却是另一番崭新的世界。三角转子每旋转一周,可以完成三次进气、压缩、做功、排气的过程,也就是做功三次,而偏心轴则已经旋转了三周,也就是说曲轴与三角转子的转速比为3:1。由于以上运动关系,输出轴的转速是转子自转速度的3倍,这与往复运动式发动机的活塞与曲轴1:1的运动关系完全不同。


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这看上去有些令人匪夷所思,而其中的奥秘就蕴藏在简单的机械原理中,三角转子的中心绕输出轴中心公转的同时,三角转子本身又绕其中心自转。在三角转子转动时,以三角转子中心为中心的内齿圈与以输出轴中心为中心的齿轮啮合,齿轮固定在缸体上不转动。通常转子的内齿圈的齿数与中心齿轮的齿数之比为3:2,如果是常规的两个内啮合齿轮的话,二者永远会保持3:2的转速比,而转速比最终定格在3:1,一是基于精心设计的齿数比,另外很重要的则是特殊的偏心旋转运动,即三角转子在自转的过程中还会产生公转运动。


转子发动机工作原理视频



视频讲述了转子发动机的结构、基本构成及运转时的工作原理。