汽车结构 第12章 新型车用发动机.ppt

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(续)
三角转子的三个角顶与气缸型面紧密接触,三个弧面与气缸型面之间形成三个工作腔。转子工作是工作腔的容积变化,其变化规律恰好符合四冲程内燃机对气缸容积变化的要求。在气缸体的一侧装置火花塞14,另一侧设置进气孔15和排气孔16。当发动机工作时,气体的爆发压力通过转子传递给偏心轴颈并推动主轴旋转。
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三、汽油转子发动机工作原理

——转子发动机的工作循环与往复活塞式发动机相同,即由进气、压缩、作功及排气等四个过程组成。图12-2是转子发动机四行程工作过程原理图。图中以三角转子的一个弧面AB与气缸型面之间形成的工作腔(AB的工作腔)为例,说明转子发动机的四冲程工作原理。

——转子发动机气缸内壁的理论型线是双弧长短幅圆外旋轮线,是由一个嵌在转子上的内齿圈1(动圆)围绕与其相啮合的固定外齿轮2(定圆)作纯滚动而创成的(图12-3)。三角转子的外廓是气缸型线的内包罗线,以保证转子在气缸内转动时不与气缸发生干涉。
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工作过程
当三角转子的角顶B转到进气孔左边的边缘时,AB工作腔开始进气。在位置1进、排气孔连同,即进排气重叠。这时AB工作腔的容积最小,相当于往复活塞式发动机的上止点位置。随着转子继续转动,AB工作腔的容积逐渐增大,可燃混合气不断被吸入气缸。当转子自转90度(主轴转270)到达位置4时,AB工作腔的容积达到最大,相当于往复活塞式发动机的下止点位置,进气行程结束。三角转子继续转动,AB的工作腔的容积逐渐小,到位置5时,转子的角顶A越过了进气孔右边缘,这时AB工作腔被完全封闭,开始压缩行程。当转子自转180(主轴转540)到达位置7时,AB工作腔的容积最小,相当于往复活塞式发动机的下止点位置,压缩行程结束。这时,火花塞跳火点燃混合气,开始膨胀作功行程。当转子自转270度到达位置10时,AB工作腔的容积又达到最大,相当于往复活塞式发动机的下止点位置,作功行程结束。三角转子的角顶B转过排气孔左边的边缘时,AB工作腔又开始排气。位置11-12为排气行程。转子自转360度时,AB工作腔又开始回到位置1,排气行程结束。实际上,排气要持续到角顶A转过排气孔之后。至此,AB工作腔完成了一个工作循环。与此同时,BC及CA两个工作腔也分别完成了一个工作循环。
综上所述,转子每自转一周,主轴则转三周,三角转子与气缸型面之间形成的三个工作腔各完成一个四行程工作循环,每一个循环所对应的主轴转角为270度。
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气缸型线的形成
当内齿圈与外齿圈的齿数(或节圆直径)之比为3:2时,位于内齿圈外的任意点所画出的轨迹便是双弧长短幅圆外旋轮线,如图12-3中的点划线所示。由于这种理论形线是一个点的轨迹,若气缸内壁的形线按照理论形线加工制造,则三角转子角顶上的径向密封片必然是尖片,这样会使密封片迅速磨损而丧失密封能力。为了减小径向密封片的磨损,实际上均采用半径为a的圆头密封片。这时则需以理论形线上的点为圆心,以a为半径,作无数个小圆,并以这些小圆的外包络线或称理论形线的等距曲线作为气缸内壁的实际形线,如图12-3中的实线所示。
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三角转子外廓
三角转子的三个角顶A、B及C(图12-4)是等边三角形的三个顶点。根据双弧长短幅圆外旋轮线的性质,这三个顶点恒在圆外旋轮线上。因此,若以圆外旋轮线作为气缸型线,则转子的三个角顶必然恒与气缸型线保持接触。
三角转子的外廓是气缸型线的内包罗线,以保证转子在气缸内转动时不与气缸发生干涉。其创成方法是:保持嵌在转子上的内齿圈固定不动,使外齿轮连同气缸型线一起围绕内齿圈滚动。外齿轮每滚到一个位置,气缸型线也随之转移到一个相应的位置。当外齿轮绕内齿圈滚动一周时,便得到一系列形状相同、位置各异的气缸型线。所有这些形线的内切线便是气缸型线的内包罗线。按内包罗线加工转子的三个弧边,需要专用机床上进行。有时为了方便制造,用适当半径的圆弧来代替内包罗线。
在图12-3中,点A到滚动的内齿圈中点O1的距离R称作创成半径;内齿圈中心O1与外齿轮中心O的距离OO1称作偏心距e;密封片圆头半径a称作等距半径;创成半径R与偏心距e的比值称为形状系数k。
创成半径R、偏心距e、等距半径a和形状系数k等参数,都是长短幅圆外旋轮线型转子发动机的基本参数。气缸型线、转子弧边形状以及其他性能指标都与这些参数有关。
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四、转子发动机的密封系统


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