旋转式活塞发动机(活塞旋转发动机的优点有哪些)

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  旋转式活塞发动机也被称为转子内燃发动机,简称为转子发动机,又称为三角旋转活塞发动机

  旋转式活塞发动机主要由汽缸、旋转活塞(转子)、工作腔、进气口、排气口和主轴组成。

  与往复式活塞发动机不同的是,转子的断面造型类似一个三角形,与输出轴做同样的轴向运转,而不需利用杠杆与凸轮结构将输出的力量转向,因而减少了运转时能量的耗损.

  工作原理不同:

  在燃油混合气膨胀压力的工作方式方面。在往复式发动机中,产生在活塞顶部表面的膨胀压力向下推动活塞,机械力被传给连杆,带动曲轴转动;

  转子发动机的膨胀压力作用在转子的侧面,从而将三角形转子的三个面中的其中一面推向偏心轴的中心。这一运动是在两个分力的合力作用下进行,一个是指向输出轴中心的向心力,另一个

  是使输出轴转动的切线力。

  活塞旋转发动机的优点:

  转子旋转一周,发动机便有一次进气、压缩、点火与排气过程,相当于往复式四冲程活塞发动机运转两周。转子发动机还具有体积小、重量轻、低重心等优点。

  缺点:由于转子发动机的三个燃烧室并非完全隔离,因此在发动机使用一段时间之后,容易因为油封材料磨损而造成漏气问题,增加发动机耗油量及对大气的污染程度,同时也使发动机零部件寿命缩短;由于机械结构原因,所以维修较难。

  活塞旋转热机是活塞在做往复运动的同时旋转并输出动力,这一功能是通过活塞和气缸内的导沟和定杆结构的相互作用来实现的。导沟的形状决定了活塞运动方式,一般情况下,活塞旋转一周至少有3个循环周期。比如对于汽油发动机,活塞旋转一周完成3个循环周期,每个循环周期除了包括:吸气、压缩、做功、排气,这四个冲程外,还可以在压缩后增加一小段等容的燃烧冲程。在等容冲程中,活塞只旋转而不做往复运动。

  活塞旋转热机摆脱了传统热机的曲柄连杆结构,活塞对气缸壁没有侧压力,活塞运动的摩擦力大大减少,活塞的磨损极小,从而活塞与气缸的密封性也大为提高。这对提高热效率和延长活塞寿命等的作用是显而易见的。而摆脱曲柄连杆的某转子发动机的密封性则还不及传统发动机。

  活塞旋转的热机,由于各冲程是可以设计的,因此可以设计出压缩比与膨胀比相差较大的结构,使气体膨胀到与外界压强相等甚至处于“超膨胀”状态。这样可使受热气体输出尽可能多的功。同时排气压强降低,排气产生的噪音也就更小了,相当于气体已做功到精疲力竭而无力发声了。

  活塞旋转的汽油发动机可以采用双腔结构,内腔为内燃机模式,外腔环绕内腔并利用内腔的热做功的同时为内腔散热是外燃机模式,内腔排气的热能还可以进一步传给外腔用来做功。

  基于新热机的汽油发动的热效率则会大大提高,可轻易超越现有的最好的发动机。

  在震动上,新热机的只要活塞对于转轴是对称的,则机器的质心变化是直线变化,当采用一对镜像结构的双缸(一缸可以有内外两腔)结构时,则可以达到机器的质心几乎不变,从而消除震动。

  由于通过导沟和定杆将往复运动转化为旋转运动,从而导沟和定杆之间存在巨大的作用力,因此,难点就是在于导沟和定杆间的作用力承受方面,但由于这一结构可远离燃烧和热源,也易于润滑,且还可以采用滚动结构来减少摩擦及用多导沟或宽幅导沟来分散作用力,因此技术上不会太难实现。而对于内燃机则这个问题更小。

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