旋转活塞发动机将普遍应用于未来的汽车
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要提高马力,一是增加转速,二是增加吸气量。但吸气量的增大会影响发动机尺寸和重量的加大,所以人们总是希望提高发动机的转速。
传统的发动机,都是活塞在气缸内作来回直线运动来完成工作循环的,所以称往复活塞式发动机。这种发动机活塞运动时,速度的大小和方向都在变。在改变方向的两个止点位置,速度降为零。因此,要产生很大的惯性力,其数值可以达到几吨的力量。为了控制这种惯性力不致过大,发动机的转速就不能太高。
这种情况下,要增大发动机的马力,就必须提高气缸内燃烧的爆发压力,这就要增大发动机的吸气量,增大发动机的尺寸,使发动机的重量增加。如前所述,这是往复活塞式发动机的一个致命弱点。为了克服这个弱点,人们想到用旋转运动来代替往复运动。这样,转速就可以提高了。
1954年,西德工程师汪克尔,研究成功了一种三角活塞旋转式发动机。这种发动机的活寨是一个近似三角形的柱体,气缸是一个8字形短空筒。活嘉放在气缸内后,活塞的三个柱面和气缸之间,将形成三个大小不同的空间。活寨转动时,三个空间的容积也在变化。
活塞如何转动呢?这种三角形活塞内部装有一个齿圈,它与发动机主轴上的齿轮相咽合。齿轮中心位置是固定不动的,齿轮转动时,齿圈和活塞的运动,就象地球绕太阳运行那样,既有“自转”,又有“公转”。自转是活塞绕本身轴线运转;公转是活塞中心绕齿轮中心转动。因此,活塞三个柱面与气缸形成的三块容积,作周而复始的变化。给气缸壁上开出进排气道,则三块容积即可以实现吸气、压缩、做功、排气四个动作。
这种发动机活塞转一圈,每个柱面作功一次,总共作功三次,相当于往复活塞发动机三个气缸的工作。所以结构紧凑,体积小,重量轻。它只有转子和转轴两个运动零件,转速可以大大提高。例如,汪克尔发明的转子发动机,气缸容积只125立方厘米,转速达17,000转/分,可以发出25马力,重量却只有11公斤。