转子发动机zhuanzi fadongji

旋转活塞式内燃机，转动的活塞称为转子。往复式内燃机需要一套曲柄连杆机构将活塞的往复直线运动变为旋转运动，活塞的往复运动出现了惯性力和对转轴的惯性力矩，使轴负荷增大，这样使内燃机的结构复杂、笨重，限制了功率的提高。早在瓦特设计蒸汽机时，就曾设想过旋转式蒸汽机。近200年来出现过上千种形式旋转活塞发动机的方案，1958年联邦德国汪尔设计、制造成功了第一台三角旋转活塞发动机（简称三角转子发动机），相继在美国、英国、澳大利亚也出现了各式旋转发动机，到目前除三角转子发动机外，都还没有成为正式产品。转子发动机一出现便受到了普遍的重视，一些重大难关很快被突破。1964年联邦德国首先应用于小轿车，1967年日本开始成批生产转子机轿车，并开始在各领域中应用，目前从燃用汽油、柴油到煤气，各种各样的单缸、多缸转子机，都有试验样品，有的已有产品，并在进一步研究改进。
以汽油三角转子发动机为例说明转子发动机的工作原理，如图所示，三角形转子将气缸分成三个工作室，现分析一个工作室的循环过程。一个循环中有四个工作过程：
❶吸气过程。当工作室与进气口相通时，油、气混合物进入气缸，随着转子转动，工作室容积增大，室内混合气增多。
❷压缩过程。转子转动将工作室与进气口隔开，并压缩混合气，使其压强增大为7×105～12×10⁵帕。
❸膨胀作功过程。电火花点燃油气混合物，燃烧生成的工质温度高达1800～2000℃，压强增至30×10⁵～50×10⁵帕，工质推动转子转动对外作功。
❹排气过程。当转子的位置使工作室与大气相通时，废气被排出。其他两个工作室也相继重复同样的过程，在转子转动一周中，完成了三个四行程的循环过程。
转子发动机摆脱了活塞的往复运动，直接将内能转变为机械功，这是内燃机结构上的一次重大改革，它兼有往复机和燃气轮机的优点，有利于高速化，因此被广泛应用于汽车上。但它燃料消耗大，污染环境，最近的研究结果表明，在降低油耗和改善排气污染方面，都有进一步突破的可能，转子发动机将有更加广阔的应用前景。