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詳解轉子發動機/往復式活塞發動機原理

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  發動機是汽車最為關鍵的部分,是決定車子性能的最重要的因素,猶如人的心臟。大部分人都知道我們日常用的是活塞往復式發動機,又分為兩沖程發動機和四沖程發動機(以下以四沖程發動機為例),但是還有一種不為大部分人所熟知的發動機,那就是轉子發動機,又叫汪克爾發動機。

汽車之家

豐田皇冠往復式發動機』

汽車之家

馬自達RX8轉子發動機』

  我們日常經常看到的為活塞往復運動形式的發動機,即活塞在汽缸內作往復的直線運動,通過曲軸把活塞的直線運動轉化為曲軸的旋轉,而轉子發動機沒有這個轉化過程,它是通過活塞在汽缸內的旋轉來帶動發動機主軸(即普通發動機的曲軸,因為不是彎曲的故不再叫曲軸)旋轉的,故兩者有著很大的區別。

  發動機通過燃燒油氣混合氣來推動活塞作往復運動帶動曲軸旋轉,活塞頂面距曲軸中心線最遠的位置稱為上止點(TDC---Top Dead Center),活塞頂面距曲軸中心線最近的位置稱為下止點(BDC---Bottom Dead Center).以四沖程汽油發動機為例,如下圖

  a進氣沖程:活塞從上止點運動到下止點的過程叫進氣沖程(曲軸旋轉角度0~180°),該沖程進氣門打開,排氣門關閉,氣室與大氣相通,通過大氣壓力使油氣混合氣進入,進氣終了汽缸內壓力約為0.075~0.09MPa。

  b壓縮沖程:活塞從下止點運動到上止點的過程叫壓縮沖程(曲軸旋轉角度180°~360°),該沖程進排氣門全關閉,氣室內的油氣混合氣壓力逐漸升高,壓縮沖程終了氣室內壓力約為0.6~1.2MPa。

  c作功沖程:活塞從上止點運動到下止點的過程叫作功沖程(曲軸旋轉角度360°~540°),該沖程進排氣門全關閉,活塞在上止點位置時火花塞跳火點燃油氣混合氣使氣缸內的壓力急劇升高(可達到3~5MPa),推動活塞作向曲軸的運動,壓力逐漸下降,作功沖程終了氣室內壓力約為0.3~0.5MPa。

  d排氣沖程:活塞從下止點運動到上止點的過程叫排氣沖程(曲軸旋轉角度540°~720°),該沖程進氣門關閉,排氣門打開,活塞向上運動推動燃燒后的廢氣排出氣室,該沖程終了氣室內的氣壓約為0.105~0.115MPa。該沖程的結束也標志這發動機一個工作循環的結束。

『轉子發動機』

  下圖為轉子發動機與往復式發動機各沖程的比較(圖中兩個氣孔左側為進氣,右側為排氣),該轉子發動機與往復式四沖程發動機工循環相同,即由進氣、壓縮、作功、排氣四個沖程構成,圖中由三角轉子的一個弧面BC與氣缸型面之間形成的工作腔(BC工作腔)為例,說明轉子發動機的四沖程工作原理。

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