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转子发动机的优缺点  

2011-09-22 15:17:43|  分类: 汽车 |  标签: |举报 |字号 订阅

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转子发动机的运动原理不同于往复运动式发动机,它没有普通发动机的直线运动,直接将可燃气的燃烧膨胀力转化为驱动扭矩。尽管它的设计结构不同于普通发动机,它的运作方式不同,但目的都得完成普通发动机的4个工作流程:进气、压缩、燃烧(作功)和排气。

  

  下文就它如何完成这4个工作流程再作一些简述:

  先看一下转子发动机的壳体,它呈茧形壳体,一个三角形的转子被安置在其中, 转子和壳体壁之间的空间作为内部燃烧室,通过气体膨胀的压力驱动转子旋转。因为转子的形状关系,缸体内部空间总是被分成三个工作室,三角形转子转动时这些工作室也在运动。依次在摆线型缸体内的不同位置完成进气、压缩、作功(燃烧)和排气四个过程。

  四、转子发动机的内部结构

  结合图一,再详细看一下它的内部结构:相位齿轮包括安装在转子内侧的一个内齿圈和安装在偏心轴上的一个外齿轮。如果转子齿轮在其内侧有30个齿,轴齿轮将在其外原周上有20个齿,由此得到其齿数比为3:2。由于这一齿数比,转子和轴之间的转速比被限定为1:3。和偏心轴相比,转子有较长的转动周期。转子转动一圈,偏心轴转动三圈。当发动机转速为3000 转/分时,转子的速度只有1000 转/分。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,使运转平稳流畅。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条件和优势。

  五、鉴于上述的的简单分析,可以看出转子发动机有以下一些优点:

  第一、运行噪音更小:往复式发动机的活塞运动本身就是一个振动源,还有气门机构也会产生机械噪音;往复式发动机怠速时噪音很小,但不等于加速时噪音小。转子发动机平稳的运转产生的振动非常小,由于它没有气门结构,因此能更平稳和安静地运行。双转子发动机的安静和平稳性相当于直列六缸往复式发动机。

  第二、扭矩很均匀: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,三转子发动机则更胜于V8发动机往复发动机。

  第三、精简结构,动力不亚于往复式发动机:转子发动机不需要设置连杆结构,没有配气机构(包括通常往复式发动机必备的正时齿带、凸轮轴摇臂、气门、气门弹簧等等),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量大幅度减少(比传统的发动机部件减少了40%),从而使得转子发动机体积小重量轻),同等输出功率条件下,转子发动机的设计重量是往复式的三分之二。这个优点对发动机的布局和减轻整车重量都有不小的帮助。

  第四、可靠性和耐久性比较好:前文提到,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是很大,另外,由于没有摇臂,连杆等高转速运动机械部件,所以在高负荷运动中更可靠和更耐久。

  六、转子发动机的不足

  1、工艺和成本要求高

  任何事情都不可能鱼和熊掌兼得,由于转子发动机技术比较尖端,制作工艺要求比较高,成本比较贵,现在马自达公司对这项技术比较了解和把握,所以,这项技术还没有在汽车中普及。

  2、转子发动机的耗油量比较大

  这主要是转子发动机燃烧室的形状不太有利于完全燃烧,火焰传播路径较长,使得燃油和机油的消耗增加。而且转子发动机只能用点燃式,不能用压燃式,所以也就是不能采用柴油。

  3、功率输出轴位置比较高,令整车布置安排不便。

  4、国内没有维修此类发动机的厂家

  就算转子发动机耐用寿命相对地长,即使它省去了活塞发动机的一些部件,其实它还是一种经过改良的机械结构,还是到了一定的公路数需要维护的。而因为它很稀奇,维护的费用不会很低的。现在可以主观地讲,使用转子发动机的汽车,还是重技术,不是重产品,甚至可以说还是概念车的范畴,尽管能用,但当成成熟技术使用有一定的难度。
希望能对你的问题有所帮助。
回答人的补充   2010-02-05 21:02
现代的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。转子和壳体壁之间的空间作为内部燃烧室,通过气体膨胀的压力驱动转子旋转。和普通内燃机一样,转子发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。如果将三角形的转子放置在圆形壳体的中心部,工作室将不会随着壳体内部转子的旋转而在体积上发生变化。即使空燃混合气在那里点燃,燃烧气体的膨胀压力也仅作用在转子的中部,不会产生旋转。这就是为什么壳体的内侧圆周被设计成旋轮线外形并和安装在偏心轴上的转子组装在一起的原因。因此,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。

转子和壳体壁之间的空间作为内部燃烧室,通过气体膨胀的压力驱动转子旋转。和普通内燃机一样,转子发动机必须在其工作室中相继形成四个工作过程。如果将三角形的转子放置在圆形壳体的中心部,工作室将不会随着壳体内部转子的旋转而在体积上发生变化。即使空燃混合气在那里点燃,燃烧气体的膨胀压力也仅作用在转子的中部,不会产生旋转。这就是为什么壳体的内侧圆周被设计成旋轮线外形并和安装在偏心轴上的转子组装在一起的原因。因此,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
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