內容
發動機是世界上最常見的。它們已經成為所有交通工具的重要組成部分。有不同的類型的引擎根據不同應用的需要。萬克爾發動機是最著名的內燃機的類型．在前一篇文章中，我們討論了不同內燃機的種類．在本文中，我們將主要討論到Wankel引擎。
什麼是Wankel引擎?
一個汪克爾發動機是一種IC旋轉式引擎使用旋轉運動三角形轉子安裝在橢圓室轉換熱能成旋轉運動不使用傳統的往複活塞。的汪克爾發動機也被稱為旋轉式引擎因為它有所有的旋轉部件。
相比活塞式發動機其重量輕，體積小，結構緊湊。相比之下，活塞發動機有一個往複活塞，可以在汽缸內上下移動。
萬克爾旋轉發動機比活塞發動機振動更小，扭矩更均勻。
Wankel引擎的曆史
- 在1924年,Felix海因裏希汪克爾建立了一個小實驗室，開始開發和研究他夢想中的發動機，可以旋轉、吸入、壓縮、燃燒和排氣。
- 1951年，NSU Motorenwerke AG開始開發Wankel發動機。
- 1957年，工程師Felix海因裏希汪克爾設計了第一台萬克爾旋轉發動機，作為傳統往複式發動機的替代品。
- 一個工程師漢斯迪Paschke是第二種行星的運動通過遵循一些技術變化，改進了Wankel發動機的技術。
- 在Wankel旋轉發動機首次亮相的專家和新聞界在1960年德國工程聯盟會議在慕尼黑。
- 20世紀60年代，旋轉發動機因其結構簡單、強重比好、運行平穩、工作效率極高，成為汽車和摩托車行業的熱門產品。
- 1967年8月，NSU Motorenwerke AG公司因全新的NSU Ro 80獲得了相當大的知名度，該公司擁有一台115小時的雙轉子Wankel發動機。它是第一輛在1968年被選為“年度汽車”的德國汽車。
- 由於萬克爾發動機的優異性能，許多主要汽車製造商(福特、豐田、梅賽德斯-奔馳、保時捷、勞斯萊斯和馬自達)在接下來的十年中都簽署了萬克爾旋轉發動機的生產許可協議。
旋轉式引擎設計
一個旋轉式引擎工作上的原則奧托循環．不像a的相互作用活塞式發動機,4中風標準的奧托循環發動機是在發動機周圍排列成係列的橢圓形轉子在Wankel引擎裏。
旋轉電機有一個轉子和一個橢圓盒繞到一個三角形轉子(一個三麵勒洛)，轉子在盒內旋轉和移動。轉子密封的一側連接到殼體側麵的三個燃燒室和主箱周長上轉子密封的角。
當轉子旋轉時，旋轉和外殼的形狀推動轉子更接近外殼壁和發動機燃燒室的“衝程”的倒數活塞。但是這些4衝程發動機在缸內活塞轉動兩圈後產生一個燃燒衝程。
Wankel發動機的燃燒室產生一個燃燒衝程在每個回合中。由於Wankel動力軸旋轉三倍轉子轉速，它成為一個'衝程'燃燒每轉子輸出軸旋轉，是四衝程活塞發動機的兩倍，相當於二衝程循環發動機。
這些發動機有較高的輸出功率相比四衝程汽油發動機具有相當的發動機運動。
汪克爾發動機工作
一個轉子活塞發動機是有名的類型嗎內燃機工作的基本原理是什麼奧托循環．
一個Wankel發動機有四衝程，根據以下方式工作:
- 吸
- 壓縮
- 燃燒
- 排氣
1)進氣或吸氣衝程:-
- 當轉子的尖端經過進氣道時，新鮮空氣開始進入第一個氣缸，如圖所示。
- 1聖氣缸持續吸入新鮮空氣，直到2nd轉子的尖端到達進口口並關閉它。
- 這一過程結束後，進氣口關閉，新鮮的燃料-空氣混合物被困在第一個汽缸內進行壓縮和燃燒。
2)壓縮:-
- 進氣衝程完成後，被困空氣-燃料混合物的壓縮衝程開始。
- 當轉子開始轉動時，由於混合氣體積減小，第一個圓筒的角1到角2之間的間隙(如上圖所示)減小，混合氣發生壓縮。
- 由於空氣-燃料混合氣按要求被壓縮，因此被送進燃燒過程。
3)燃燒:-
- 當第一個氣缸(1到2個角之間)的混合氣按要求壓縮時，火花塞在氣缸內產生火花，從而點燃空氣-燃料混合氣。
- 由於點火，混合物轉化為高溫高壓氣體。燃燒混合物的能量迫使轉子向前移動。這個過程一直持續到1聖拐角處經過排氣口。
4)排氣:-
- 當角1接觸排氣口或排氣口時，發動機排出高壓燃燒氣體。
- 排出廢氣後，排氣口關閉，再重複整個循環。
為了更好地理解，請觀看以下視頻:
讀也:斯特林發動機的工作情況
Wankel旋轉發動機部件
旋轉發動機可能有複雜的設計，但它沒有活塞發動機那麼多的運動部件或部件。下麵，我們看看一個萬克爾旋轉發動機的基本組件，讓你更好地了解事情是如何工作的。
旋轉發動機主要有以下幾個部分:
- 轉子
- 火花塞
- 輸出軸
- 套管
- 進排氣口
1)轉子
轉子是一個三角形的凹部分，當推到發動機外殼時提供一個緊密的密封。在轉子的每一側都有一個氣袋或進氣口，以允許更多的氣體進入殼體。這些入口或口袋有效地增加了萬克爾發動機的排量。
轉子靠連接到軸上的幾個齒輪轉動。該軸安裝在套管中心。齒輪允許轉子邊緣以這樣一種方式旋轉，它們總是與殼體接觸，保持三個獨立的燃燒袋。
2)外殼或套管
機匣是發動機最重要的部件。它也被稱為發動機主體。機殼的橢圓設計有助於最大限度地提高發動機的排量，因為轉子旋轉。在轉子的旋轉過程中，轉子的邊緣與機匣的內壁保持恒定的接觸。
當轉子在機匣內旋轉時，每個氣囊經過燃燒循環的四個部分:
- 吸入,壓縮
- 燃燒廢氣。
噴油器和火花塞通過機匣壁直接插入燃燒室。外部通道允許冷卻劑和油通過係統流動，以保持係統溫度和完整性。
外殼也作為發動機內部部件的保護器。它節省了內部部件從任何類型的損壞，由於任何外部負載的發動機下降。
讀也:往複式發動機的類型
3)輸出軸
輸出軸將壓縮和燃燒產生的能量傳遞給傳動係統來驅動車輛的車輪。它配備了一個圓高杆，接觸轉子和轉動軸。
4)進排氣口
進氣口使新鮮的混合物進入燃燒室和廢氣通過出口或排氣口噴出氣體。
5)火花塞
火花塞是發動機的一部分，用於將電流從點火係統轉移到SI發動機的燃燒室，用電火花燃燒壓縮的空氣-燃料混合物。它有一個螺紋金屬外殼，由陶瓷絕緣體從中心電極電隔離。
這個插頭與點火線圈相連，產生高電壓。當電流通過線圈時，在側電極和中心電極之間產生電壓。當電壓超過氣體的介電強度時，氣體就會電離。電離氣體充當導體，使電流通過房間。
Wankel旋轉發動機的燃油經濟性和排放率
當旋轉發動機燃燒汽油時，它有許多排放和效率問題。與0.6毫米的氫氣相比，汽油的點燃速度更慢，火焰傳播速度更慢，在2毫米的壓縮循環中有更長的滅火距離。由於這些因素，發動機消耗更多的燃料，發動機效率降低。
當Wankel旋轉發動機使用汽油，間隙(在壓縮循環)之間的套管和轉子變得非常緊，而這個間隙是足夠寬的氫氣。發動機需要這種狹窄的間隙來進行壓縮。
當發動機使用汽油而不是柴油時，剩餘的汽油通過排氣閥排出到大氣中。但當發動機使用氫作為燃料時，這個問題就不會出現。這是因為整個混合燃料在燃燒室內燃燒，排放非常低，燃油效率也提高了23%。
與類似的活塞發動機相比，Wankel發動機的燃燒室設計更能抵抗低辛烷值汽油的預燃功能。
燃燒室的設計會導致在使用汽油時，空氣-燃料混合物燃燒不足。由於這種不完全燃燒，它在尾氣中釋放出大量未燃燒的碳氫化合物。
雖然萬克爾旋轉發動機的燃燒溫度低於其他發動機，早期發動機也有廢氣再循環(EGR)。因此，萬克爾發動機的廢氣排放相對較低。
車輛中的旋轉發動機可以高速運轉。這是由於轉子的高偏心，較長的吸氣管道，吸氣閥的提前開啟增加低速扭矩-轉子隱窩的位置和設計影響油耗率和排放。
燃油消耗率和排放結果取決於燃燒室的設計，這是通過火花塞在發動機燃燒室內的位置決定的。
讀也:不同類型的EC引擎
為什麼Wankel Engine如此罕見?
目前，Wankel引擎並不常見，主要原因有以下幾點:
1)熱效率低
旋轉萬克爾發動機的燃燒室有一個長而獨特的形狀。因此，它的熱效率比往複式發動機低。這通常導致未燃燒的燃料離開排氣管。
2)燃燒寶貝燃燒
由於設計的原因，這些發動機是燒油的。這台發動機的進氣歧管有噴射器和噴油器，可以直接把油噴進燃燒器。因此，騎手必須定期檢查油位為適當的潤滑轉子。因此，更多的壞東西從廢氣中出來。環境不喜歡不好的東西。
3)轉子密封
當轉子周圍溫度波動較大時，轉子的密封是一個挑戰。這個問題也增加了發動機的排放率。
請記住，吸入和燃燒過程發生在同一時間，但在不同的地方，在發動機的外殼。這表明，發動機機匣頂部的溫度比外殼底部的溫度相對較低。
4)排放率高
旋轉式萬克爾發動機因其高排放率而不出名。密封方麵的挑戰、固有的燃油燃燒和低效率的燃燒結合在一起，導致發動機在當前的燃油經濟性或排放標準下缺乏競爭力。
5)燃油經濟性
Wankel發動機的油耗比往複式發動機高。由於燃油消耗高，燃油成本增加。
旋轉發動機的優缺點
萬克爾旋轉發動機有以下主要優點和缺點:
Wankel發動機的優點
- 這些類型的引擎設計要簡單。
- 旋轉發動機沒有用於運轉的氣門。
- 這些發動機不需要曲軸和連杆等。這些部件的拆除使Wankel發動機更輕。
- 它們的速度範圍很廣。
- 他們也可以燃燒辛烷值高的燃料而不敲門。
- 這些發動機有多種安全優勢，使它們在飛機上很有用。
- 油底殼燃料汙染不會出現在一些Wankel發動機上，這意味著不需要更換燃料。
- Wankel發動機沒有爆震問題。爆震問題是由於空氣-燃料混合物燃燒不完全造成的。
- 這些發動機的功率/重量比明顯高於柱式發動機。
- 更直接的包裝在有限的發動機區域比活塞發動機。
- 這些發動機不需要往複式零件。
- 與往複式發動機相比，萬克爾旋轉發動機具有更高的轉速比。
- 這些發動機在工作時不會產生很大的噪音。
- 因為Wankel發動機的活動部件非常低，所以它的製造價格很低。
- 這些發動機不是活塞發動機。
- 這些發動機的高速提供了優越的適應性。
- 這些是最適合使用氫燃料的。
Wankel發動機的缺點
- 高密封損失:這也是一個小問題，因為Wankel發動機外殼有輕微不同的溫度在每個單獨的腔段。不同的物質膨脹係數導致篩選不完善。因此，這些發動機具有較高的密封損失。
- 頂封的起吊:離心力迫使頂部密封在發動機表麵的機構創建一個牢固的密封。在輕負荷活動中，在離心力和氣體壓力不平衡的情況下，頂部密封和外殼之間的間隙可能會發展。
- 高排放量:由於使用燃料時，未燃燒的燃料在排氣通量中，排放標準很難達到。直接向發動機燃燒室噴射燃油將解決這個問題。
- 汽油燃油經濟性低:這是由於燃燒室的移動，這有助於較差的燃燒和良好的壓力在部分負荷和低轉速。這導致未燃燒的燃料加入排氣通量;沒有用來發電的燃料就會丟失。
- 有時，萬克爾旋轉發動機有汽油裏程和機油燃燒問題。
- 空氣-燃料混合物不能預先儲存，因為這台發動機沒有進氣道。
- 這些發動機需要複雜的燃油噴射技術。
- 這些發動機的壓縮比很低。由於這個原因，它們的燃油經濟性和熱效率很低。
- 在Wankel發動機的排氣流中，可能會有大量未燃燒的碳氫化合物和一氧化碳排放。
- 旋轉發動機很容易失火，因為衝程的損失導致發動機失去動力，然後在下一次燃燒室被點燃時再次開始運動。為了避免這個問題，點火係統的維護是必不可少的。
汪克爾發動機應用程序
- 微型Wankel發動機越來越多地用於其他功能，包括卡丁車，個人水上船隻，和飛機輔助動力裝置。
- 有些人使用Wankel引擎的版本，這是從1970年開始使用的。即使有一個大消聲器，整個套件也隻有13.4盎司(380克)重。
- Wankel發動機的多功能性使其適合於小型、微型和微型應用的設計。
- 最大的Wankel發動機有一個550馬力(410千瓦)的轉子和兩個1100馬力(820千瓦)的轉子版本，排氣量約41升的轉子直徑。通過將發動機的轉速降低到1200轉，並使用天然氣作為燃料，發動機被很好地選擇來驅動天然氣管道上的泵。
- 這些發動機用在飛機上。
- 這些發動機用在馬自達汽車上。
- 小型Wankel發動機也用於摩托車。
- 這些類型的發動機也用在船上。
活塞發動機和Wankel發動機之間的區別是什麼?
| 汪克爾發動機 | 活塞式發動機 |
|---|---|
| 它有一個旋轉轉子，用來將熱能轉化為旋轉運動。 | 它有一個往複活塞，上下運動，把熱能轉化為機械能。 |
| Wankel旋轉發動機的重量比活塞發動機輕。 | 活塞發動機比萬克爾發動機重。 |
| 這些發動機的尺寸較小。 | 這些尺寸很大。 |
| 他們消耗更多的燃料。 | 它們比Wankel發動機燃燒更少的燃料。 |
| 在相同的燃料量下，它們產生的功率比活塞發動機低。 | 它們產生高馬力。 |
| 劣質發動機產生更多的排放。 | 這些發動機產生的排放更少。 |
| 它們的運動部件比柱塞泵少。 | 它們有許多活動部件。 |
| 它工作平穩。 | 它不像Wankel發動機那樣運轉平穩。 |
FAQ部分
誰發明了Wankel引擎?
1957年，工程師Felix海因裏希汪克爾設計了第一台Wankel發動機
為什麼旋轉發動機被稱為Wankel發動機?
萬克爾是由Felix海因裏希汪克爾。因此，由於其創始人的名字，它被稱為Wankel引擎。
為什麼旋轉發動機如此強大?
由於旋轉式發動機具有革命性的運動，因此其工作振動比活塞式發動機小。這允許對Wankel引擎進行設置，使其運行得更快，可以產生更多的功率。
什麼車有Wankel引擎?
Wankel引擎可以在以下汽車模式中找到:
- 1969年雪鐵龍國防軍M35。投入正式
- 1970年馬自達RX-500概念。
- 1973年雪鐵龍GS Birotor。
- 1970梅賽德斯-奔馳C111-II。
- 1975年馬自達Roadpacer AP。
- 1973年雪佛蘭克爾維特XP897 GT概念車。
- 1974馬自達Parkway RE13 Rotary 26超級豪華。
- 2003年馬自達RX-8氫RE。
Wankel發動機為什麼會出故障?
Wankel引擎故障的原因如下:
- Wankel發動機有油耗和燃油問題。
- 他們需要複雜的燃油噴射技術。
- 燃料消耗:Wankel發動機有一個細長的燃燒室由轉子驅動。這減慢了燃料的燃燒速度。發動機試圖用雙火花塞(啟動和結束)來解決這個問題。
- 排放:在旋轉發動機的情況下，未燃燒的燃料和燃油都會造成嚴重的排放。
結論
這類發動機燃燒起來不是很幹淨，因此會產生大量的排放。與活塞發動機相比，旋轉發動機也有很高的磨損，使用時間也不長。
另外，對於短距離駕駛的人來說，它們是糟糕的引擎。如果你能啟動它們，把車從車道開到馬路上，然後關掉它們，這些引擎就會嚴重泛濫。然後你必須經曆排洪過程。我認為這個過程需要20到30分鍾才能讓汽車重新啟動。你經常需要連接額外的電源，這樣你就不會耗盡電池。如果你開車的距離很短，這種情況也會發生。這些優點的旋轉電機或Wakel發動機使他們非常糟糕的短距離汽車。
Wankel發動機也用於在高轉速下長時間轉動的車輛/機器，如飛機。這是因為峰值功率是在這些高轉速下發現的，它們都缺乏扭矩，使它非常耗油，以達到這樣高的功率帶。