汪克尔四角转子压缩机的设计毕业论文(2)

2019-04-22 18:47

(c)前视图

图2.3 GZ2—900型

2.1.2 汪克尔三角转子发动机的基本原理

转子发动机的工作循环与四冲程往复式发动机一样,包括进气、压缩、燃烧和膨胀及排气四个过程,对转子每个工作面所对应的工作室,都在转子旋转一周内完成的,如图3.4所示。图中A、B和C表示转子三个顶角的径向密封片。现就A-B工作室说明转子在气缸内位置的变化完成一个工作循环的情况。

图2.4 转子机工作循环的各过程

(a)进气过程

进气的作用在于使工作室内冲入新鲜充量。这一过程的进行如图3.4中①-②所示。当中欢子旋转到①的位置时,此时A-B工作室容积最小,B点为进气刚开始,而A点为排气即将结束;转子顺时针方向旋转时,A-B工作室的容积逐渐变大,新鲜充量通过进气口进入A-B工作室。理论上此过程是偏心轴转角从0°到270°,相当于转子从①的位置转过90°到达②的位置,这是,A-B工作室的容积达到最大容积。

实际上,为了在中、高速时能提高充气系数,转子在上止点之前,就提前打开进气口,下止点后进气口才关闭,即进气口早开晚关,延长进气时间与充分利用充气的惯性提高充气系数,使转于机有更好的动力性能。 (b)压缩过程

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压缩的作用在于提高工质的压力与温度,使膨胀过程的膨胀比增大高热效率;同时,燃料也在燃烧前做好准备,使燃烧完善。这一过程如图中②-③所示。理论上此过程是偏心轴从270°到540°,相当于转子从90°到180°的位置。在此区间,A—B工作室容积逐渐变小,工质被压缩,直至转子处于图中③的位置,A-B室处于最小容积。

实际上,气缸容积开始变小时,如图中②的位置,进气口尚未关闭。这时,由于气缸内的压力尚低于进气管气体压力,并充分利用进气流的惯性作用,使新鲜充量继续冲入工作室。 (c)排气过程

排气过程如图中④-①所示.当转子顶角B转到排气口开启时,废气开始排出,随着A-B室容积的逐渐减小,废气被挤出排气口,排气终了时A-B工作室废气压力约为0.1-0.12MPa。温度将降至500-900℃左右。最后转子又回到进气上止点如图中⑦的位置,此时偏心铀已转过l080°,相应转子转了360°。

为使A-B室内的出气排得干净,以降低残余废气系数和减小排气背压的影响,排气口应在排气下止点之前就提前打开,直至到达排气上止点后方关闭。

在转子处于图中①的位置时,进、排气道通过转于燃烧室凹坑被此连通,即进、排气有重叠。如设计中对进、欺气口重最角度选择得适当,新鲜充气和废气都有较大的流动惯性,因而这两服气流就很少互相掺混,可使充气系数增大而残余废气系数降低。

在A-B工作室完成一个循环的同时,其它两个相邻工作室B-C和C-A也分别完成了一个循环、只是相位彼此相差360°偏心轴转角而已。即平均偏心铀转一转完成一个循环,从这角度来看,转子机又相当于二冲程内燃机。

2.2 汪克尔四角转子压缩机的基本原理及其构造 2.2.1 汪克尔四角转子压缩机的基本构造

图2.5是该机的剖面结构。

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四角转子压缩机采用汪克尔(Wankel)转子发动机的原理,齿数比为 i=3:4 。缸体型线即为汪克尔三弧外旋轮线,它通常可以由内切和外切两种创成法制成。缸体型线的理论方程式为:

X?ecos??Rcos(?/3) Y?esin??Rsin(?/3)

式中 e——偏心距 R——创成半径 ?——主轴转角

2.2.2 汪克尔四角转子压缩机的基本原理

汪克尔四角转子压缩机工作时与汪克尔三角转子发动机的工作机理基本一致,其中最为明显的区别在于四角转子压缩机的i=3:4,以及只有进气、压缩和排气三个过程,其中没有燃烧这一循环过程。其他的过程阶段我们均可以参照汪克尔三角转子发动机的循环原理。

电动机或发动机驱动主轴旋转,然后主轴驱动转子旋转,进气口与排气口布置转子的侧面,转子每转一圈,对一个缸来说,它就要进行吸排气 4 次,这样, 共 3 个缸就可以吸排气 12 次。很显然, 其压缩行程更短,其效率必然高于其它类型的旋转式压缩机。

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图2.6 转子和定子型线配合图

排气孔的设置

压缩开始时刻 定子与转子的配合图如图2.7。为了保证具有最大的工作容积和最高的工作效率,进气孔的设置起点应该在此处。

图2.7 压缩开始时刻

压缩开始 压缩开始之后,定子转过一定角度后如图2.8,开始吸进气体。.

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图2.8 进气

压缩中间阶段 在这个时刻,气体充满整个工作腔,如图2.9。

图2.9 压缩中间时刻

压缩终了 在这个时刻,气体压缩结束,如图2.10。

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