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转子发动机如果增加气室个数,会不会影响输出功率,顶角用滚动圆珠能保证气密性吗?

本站 2018-12-20 16:55:27


转子发动机如果增加气室个数,但是减少了燃烧气体的做功面积,会不会影响输出功率,如果转子顶角用两排钢珠封顶,能保证气密性吗?
我不是研究转子发动机的,我相信除了极少部分马自达的研发人员,这世界上也没多少还在研究转子发动机的,所以我不能保证自己回答会非常准确。
先来总结一下,题主的问题有两个:
1.使用滚珠代替密封条是否仍能保证密封,并改善磨损?
2.如果把三个气室改成五个,能否有一样的输出功率,并保证热效率/燃烧效率?
对于问题1,用滚珠当然不能密封。转子发动机装在棱边的“密封条”(我不知道他应该叫什么)是线接触,滚子是点接触,并且,滚子会集中压力,反而会对缸壁和滚子的凹坑产生更大的磨损。如果真的要用滚动代替滑动的话,使用一条滚柱是更合理的方案。但是转子发动机的密封本身难度就很高,对加工材料要求非常高,如果把一条固定的密封条改成滚柱的话,加工会更加困难,不知道是不是有效。马自达前段时间宣布他们会继续研发转子发动机,我不知道他们是不是有什么更好的方案解决密封和磨损问题。另外需要明确的是,有人可能认为曲轴式发动机的活塞也只有活塞环密封,同样是线接触,为何密封性远比转子发动机好?主要原因有三个,一是活塞有多道活塞环,至少有一道气环和一道油环,一般气环会有两道。两道气环的缺口是交错的,所以说,从第一道气环漏出去的气体要跑到活塞另一端,才能从第二道气环离开,这大幅减少了气体泄漏量。第二,活塞环是有张力的,可以把活塞环仅仅咬在汽缸壁上,改善密封。第三,圆形零件更好加工,同样加工条件/成本下可以提高密封性。
对于第二个问题,首先,我并不确定五个气室的设计是可行的,转子发动机的腔体和转子几何是为了让气体先压缩、再燃烧、再膨胀设计的,我不知道具体是怎么设计的,所以不知道五个气室是不是设计得出来,那我们先假设能设计得出来,是否能够满足足够的压缩比?压缩比是提高热效率的关键,如果因为几何限制无法提供足够的压缩比的话,那这个设计是失败的。其次,如果发动机尺寸没有变大,气室从3个变成了5个,那每个气室里面的气体变少,每个气室能输出的功减少,所以总功不会变。如果保证每个气室体积恒定,那么多了两个气室,功率的确会增加,那为何不多加一个转子?增加功率可以通过增加转子的方式来实现,不需要增加气室。另外,如果单个气室体积减少,那么燃烧的时候,比表面积更大,热效率更低,燃烧会更不充分。所以总的来说,要增加功率,多加个转子就行了。

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