动力机械：旋转活塞式发动机

燃烧室内产生的高温高压燃气推动活塞旋转以产生动力的内燃机。动力由主轴输出。自1876年德国人奥托?N.A.发明往复活塞式内燃机后?人们就曾试图创制转子式内燃机?但都因转子密封问题而失败。虽然旋转活塞式泵和压缩机等已获得应用?但是旋转活塞式发动机直到1954年联邦德国工程师汪克尔?F.在密封技术上有了突破之后才得以实现。他于1957年制成第一台旋转活塞式发动机?有人称之为汪克尔发动机。它经过改进具有功率高?振动小?运转平稳?结构简单轻小等优点。但这种发动机只适用于高转多轴攻丝机速?因燃料经济性差低速性能不佳?排气性能也不太理想?故未能广泛使用。至80年代仅用在个别型号轿车以及极少数直升飞机?雪橇和舷外机上。

图1 旋转活塞式发动机基本组成 为旋转活塞式发动机的基本组成。缸体内壁有 “8”字形的特定气缸型面?两侧用端盖封闭?缸体和端盖均为固定件。在气缸内装有弧振动机械边三角形旋转活塞。发动机主轴(输出轴)由轴承支承在缸体上。外齿小齿轮与主轴同心?固定在端盖上。在主轴的偏心轴颈上通过轴承套装着旋转活塞。旋转活塞的另端固定有同心的内齿大齿轮。发动机运转时?外齿的小齿轮不动?活塞上的内齿大齿轮绕外齿小齿轮啮合旋转作行星运动。旋转活塞绕偏心轴颈的轴线自转?偏心轴颈又绕主轴轴线公转。内齿大齿轮与外齿小齿轮的齿数比为3?2?故活塞的自转速 度与公转速度之比为1?3?即主轴的转速为活塞绕偏心轴颈的转速的3倍。

活塞的3个顶角装有密封片与气缸壁紧密接触。冲床模具活塞的前后端面上 3个弧边均用密封条密封。缸体的一侧设有进气口和排气口?在对侧装有火花塞。活塞的3个弧边与气缸型面之间形成 3个容积作周期性变化的工作腔(图2 旋转活塞式发动机工作过程 )。当活塞在位置a?b时?可燃混合气充满气缸工作腔?当活塞沿顺时针方向旋转至位置c时?工作腔内可燃混合气开始受到压缩?直至位置d。此时工作腔容积最小?并由火花塞点火?至位置e时可燃混合气燃烧并膨胀?推动活塞旋转至位置f。当活塞顶角A转过排气口时即开始排气?废气从排气口排出(位置g?h)。活塞旋转达到位置a时排气结束?然后开始下一循环。

活塞在气缸造型机内旋转一周?火花塞发火3次?即完成3个循环。汪克尔发动机是按奥托循环工作的?可以燃用汽油或气体燃料。至于用柴油按狄塞尔循环工作的旋转活塞式发动机?因为缸内压缩空气压力和燃烧压力更高?更难于解决漏气问题?故一直没有正式产品问世。

参考书目 辛幼编着?《三角转子发动机》?科学出版社?北京?1981。