汪克尔发动机

汪克尔发动机是一种旋转活塞发动机（RKM），使用汪克尔发动机，燃烧能量直接转化为旋转运动，而无需绕过冲程运动，往复式活塞发动机 (HKM) 就是这种情况。 原则上，有两个运动学版本：旋转活塞式汪克尔发动机 (DKM 54) 和旋转式活塞式汪克尔发动机 (KKM 57)，其中数字代表起源年份。

在 KKM 57P中，弯曲的三角形旋转活塞（称为转子）同时承担动力输出和气体交换过程控制的功能。 旋转活塞 汪克尔发动机 有一个偏心轴，因此有轻微的不平衡，可以通过平衡块完全补偿。 旋转活塞式汪克尔发动机DKM 54没有偏心轴。 在这里，跑步者和椭圆形拱形包围图形（摆线）绕着自己的重心不平衡地旋转。 轴因此彼此偏心地安装。 对于DKM 54，外转子是动力发射元件，内转子仅作为切断部件来控制气体交换。

旋转活塞发动机根据四冲程原理工作，当活塞运行经过进气槽时，工作腔容积的增加吸入与腔室容积相对应的油气混合物。 油气混合气在第二个工作冲程被压缩，随着回转活塞继续旋转，工作腔越来越小。 根据气体定律，它会升温。 就在燃料-空气混合物达到其最高密度之前，火花塞点燃混合物。 燃烧时放出的热量导致压力升高，这意味着旋转活塞在继续旋转的同时做了有用的功，工作腔的容积再次增加：这就是工作冲程。

废气到达排气口后被排出。 这个循环由三个转子侧面中的每一个完成，这意味着在一个转子旋转中发生三个点火。 腔室由转轮侧面、次摆线的相应部分和侧壁界定。

一个工作循环，偏心轴在汪克尔发动机上旋转1080°。 这意味着需要三个偏心轴旋转，直到转子的一个边缘运行完所有四个循环。 由于时钟在所有三个侧面同时运行，因此偏心轴每旋转一圈，就会产生一个延伸超过 270° 的工作时钟。 作为比较：四冲程往复式活塞发动机一个工作循环需要 720°，而单缸发动机仅在曲轴每转一圈的一半时间内工作，因为气体交换需要两个冲程。 如果将控制时间和工作过程与偏心轴联系起来，则汪克尔发动机在相同速度下使用“排量当量”（在此计算两倍腔室容积）四冲程活塞发动机的体积流量的两倍。

在旋转活塞发动机中，三角形转子在双拱形壳体中旋转，并与壳体壁保持恒定接触。 旋转活塞的轮廓由三个扁平的圆弧组成，看起来像一个球根三角形，类似于 Reuleaux 三角形。 它代表表壳的内部包络（数学上是椭圆积分），其长边大致呈椭圆形。 表壳的精确轮廓是外旋线，即所谓的车轮曲线。 当较小的滚轮在较大的轮子上滚动而不打滑时，它被创建为较小滚轮上标记点的路线。 车轮曲线的形状是根据两个车轮的半径比创建的。在汪克尔发动机的情况下，基圆的半径与滚动圆的比例为 2:1，结果在熟悉的房屋轮廓中。 对于真实的发动机，在密封条的波峰半径的距离处选择与车轮曲线等距的外壳轮廓。 有利地，由于密封条的攻角（倾斜角）的变化，与覆盖层的接触线在密封条的顶部上来回移动，使得密封条可以跟随壳体低磨损轮廓。 等距还包括用于密封条和次摆线内的流道的足够大的游隙。 与外壳（定子）一起，转轮（转子）形成三个大小不等的独立腔室。 它通过转子轴承带动安装在电机中心的偏心轴的偏心轮。 跑步者的中心在一个圆圈内移动半径为 e 的轨道（偏心率）； 也对应于偏心轮中心与偏心轴中心之间的距离。

活塞和小齿轮的传动由活塞和偏心轴的速比决定。 齿部没有动力传递功能，仅支持活塞的精确导向。 小齿轮牢固地连接到外壳的侧面部分，转子的内齿在其上滚动。 对于汪克尔发动机，转子内齿与小齿轮外齿的齿数比为3:2； 例如，如果转子有 30 个内齿，则小齿轮有 20 个外齿。 当活塞绕其中心旋转一圈时，这导致偏心轴旋转三圈。 转子轴承和主轴承既可以设计为滚子轴承，也可以设计为滑动轴承，这仅取决于润滑类型（混合润滑或压力润滑）。

汪克尔发动机的几何形状代表了在生产具有不同滚动曲线的内部转子或外壳时出现的一系列可能性的选择。

原则上，汪克尔发动机没有往复式发动机那样的容积。 然而，所谓的工作体积 V H 可以确定为一个汪克尔发动机，它是等效的，因此可以直接与往复式发动机的排量相比较。 工作容积 V H 由腔室容积 V K 计算得出。

带有摆线的汪克尔发动机的腔室容积 V K 为：

V K = V K m a x − V K m i n

并计算为：

V K = 3 3 ⋅ ( R + a ) ⋅ e ⋅ b 和

R基圆半径 {\displaystyle e} … 偏心率 b ，室宽 a 等距与摆线等距的不是摆线，而且密封条不接触 V K m a x 和 V K m i n 。 因此，计算室容积的公式并不准确，但可以忽略不计。

为了使四冲程过程正常工作，万克发动机的偏心轴必须旋转三圈 (1080°)。 然而，由于工作循环在活塞的每一侧以 360° 的相位偏移同时发生，因此偏心轴每旋转一圈，整个工作容积被吸入一次并被点燃一次。 这可以与两缸四冲程发动机进行比较，该发动机的做功冲程彼此相差 360°。