18新利最新登入准涡轮发动机如何工作

圣希莱尔家族于1996年首次获得准涡轮内燃机专利。准涡轮概念的研究始于对所有发动机概念的密集评估，以注意优点、缺点和改进的机会。在这个探索过程中，Saint-Hilaire团队意识到，一个独特的发动机解决方案将是对标准Wankel或旋转发动机的改进。

像旋转发动机一样，准涡轮发动机是基于转子和壳体的设计。但是，准涡轮转子不是三个叶片，而是由四个元件连接在一起，每个元件和壳体壁之间都有燃烧室。

图片由Quasiturbine.com提供 简单的准涡轮设计

的四面转子是什么使准涡轮与Wankel分开。实际上有两种不同的方法来配置这个设计——一种是车厢一个没有车厢．正如我们将看到的，在这种情况下，马车只是一个简单的机器部件。

首先，让我们看看更简单的准涡轮模型的组成部分——没有车厢的版本。

更简单的准涡轮模型看起来非常像传统的旋转发动机:转子在一个接近椭圆形的外壳内转动。然而，请注意，准18新利最新登入涡轮转子有四个元素而不是三个。转子密封的侧面贴着壳体的侧面，转子密封的四角贴着内外围，将其分为四个腔室。

在活塞式发动机中，一个完整的四冲程循环产生曲轴的两个完整旋转(参见18新利最新登入汽车发动机如何工作:内燃)．这意味着活塞发动机的输出功率是每一个活塞转半个动力冲程。

另一方面，准涡轮发动机不需要活塞。相反，一个典型的活塞发动机的四个冲程是按顺序排列在椭圆外壳周围。曲轴不需要进行旋转转换。

这个动画图形标识了每个周期。请注意，在此说明火花塞位于住房端口之一。

在这个基本模型中，很容易看到内燃的四个循环:

• 摄入它可以吸入燃料和空气的混合物
• 压缩这种方法可以将燃料-空气混合物压缩到更小的体积
• 燃烧它使用火花塞的火花来点燃燃料
• 排气，它将废气(燃烧的副产品)从发动机舱中排出

带车厢的准涡轮发动机与这个简单设计的基本思想相同，增加了设计修改，允许photo-detonation．光爆震是一种优越的燃烧方式，需要比活塞发动机或旋转发动机更大的压缩和更强的坚固性。现在，让我们看看这种燃烧模式是怎么回事。

内燃机根据空气和燃料在燃烧室中的混合程度以及燃料的点燃方式分为四类。18新利最新登入I型包括空气和燃料充分混合形成所谓混合气的发动机均匀混合．当火花点燃燃料时，炽热的火焰扫过混合物，燃烧燃料。当然，这是汽油机。

内燃机的四种类型
	均质燃料-空气混合物	非均匀燃料-空气混合物
火花点燃式	I型 汽油发动机	II型 汽油直喷(GDI)发动机
Pressure-heated自燃	IV型 Photo-detonation引擎	类型III 柴油发动机

II型汽油直喷发动机使用部分混合的燃料和空气(即不均匀的混合物)，直接喷射到汽缸中，而不是进入进气道。然后火花塞点燃混合物，燃烧更多的燃料，产生更少的废物。

在类型III在燃烧室内，空气和燃料只是部分混合。然后，这种不均匀的混合物被压缩，从而导致温度上升，直到发生自燃。一个柴油发动机以这种方式运作。

最后,在IV型，汽油和柴油发动机的最佳属性相结合。预混合的燃料-空气充能承受巨大的压缩，直到燃料自燃。这就是发生在光爆震发动机，因为它采用了均匀的电荷和压缩点火，它经常被描述为HCCI发动机．HCCI(均质压燃)燃烧的结果几乎没有排放和优越的燃料效率。这是因为光爆发动机完全燃烧燃料，不留下任何碳氢化合物来处理催化转化器或者只是被排入空气中。

来源:绿色汽车大会

当然，光爆所需的高压给发动机本身带来了巨大的压力。活塞式发动机无法承受爆炸的巨大威力。传统的旋转发动机，如Wankel，燃烧室较长，限制了它们所能达到的压缩量，无法产生光爆震发生所需的高压环境。

带着马车进入准涡轮。只有这种设计足够坚固和紧凑，才能承受光爆的力量，并允许压力加热自燃所需的更高压缩比。

在下一节中，我们将介绍这种设计的主要组件。

即使增加了复杂性，带车厢的准涡轮发动机的设计也相对简单。每个部分描述如下。

的住房(定子)，这是一个接近椭圆形被称为“圣希莱尔滑冰场”，形成转子旋转的腔。房屋包含四个港口：

• 一个端口，火花塞通常坐(火花塞也可以放在外壳盖-见下文)。
• 用可拆卸插头关闭的端口。
• 进气道:进气的入口
• 排气口:用来释放燃烧废气的排气口

房屋两边各有两个围合涵盖了．封面上有三个端口他们自己的，允许最大的灵活性在如何配置引擎。18新利最新登入例如，一个端口可以作为进气道从常规化油器或配备一个气体或柴油喷射器，而另一个可以作为火花塞的替代位置。三个端口中的一个是排气的大出口。

18新利最新登入各种端口的使用方式取决于汽车工程师是想要传统的内燃机还是提供光爆所需的超高压缩的发动机。

由四个叶片组成的转子取代了典型内燃机的活塞。每个刀片都有一个填料提示而且牵引槽接收耦合臂。一个主形成每个叶片的末端。枢轴的工作是将一个刀片连接到下一个刀片，并在刀片和摇摆之间形成连接车厢．总共有四个摇摆车厢，每个刀片一个。每个车厢都可以围绕同一个枢轴自由旋转，以便始终与壳体内壁保持接触。

每节车厢都有两个车厢轮子这意味着总共有八个轮子。车轮使转子在壳体壁的轮廓表面上平滑地滚动，并且做得很宽，以减少接触点的压力。

准涡轮发动机不需要中央轴来运行;当然，汽车需要一个输出轴来将动力从发动机传递到车轮。的输出轴是由两个转子连接的吗耦合的手臂可以装入牵引槽，还有四个手臂括号．

当你把所有的部件放在一起时，引擎看起来是这样的:

图片由Quasiturbine.com提供 带车厢的准涡轮发动机

请注意，准涡轮发动机没有典型活塞发动机的复杂部件。它没有曲轴，阀门，活塞，推杆，摇杆或凸轮。而且由于转子叶片“骑”在车厢和轮子上，摩擦很小，这意味着不需要油和油底壳。

现在我们已经了解了带车厢的准涡轮的主要组成部分，让我们看看所有的部件是如何组合在一起的。18新利最新登入这个动画演示了燃烧循环:

图片由Quasiturbine.com提供

你会注意到的第一件事是转子叶片，当它们转动时，如何改变腔室的体积。18新利最新登入首先，体积增大，使得燃料-空气混合物膨胀。然后体积减小，这将混合物压缩到更小的空间。

你会注意到的第二件事是，当下一个燃烧冲程准备点火时，一个燃烧冲程是如18新利最新登入何结束的。通过沿着火花塞旁边的内壳壁制造一个小通道，当每个车厢密封通过通道时，少量热气体被允许回流到下一个准备点火的燃烧室。结果是连续燃烧就像在飞机上一样燃气轮机！

在准涡轮发动机中，所有这些都意味着效率和性能的提高。四个腔室产生两个连续的电路。第一个电路用于在燃烧过程中压缩和膨胀。第二个用于排出排气和进气。在转子的一次旋转中，产生了四个动力冲程。这是典型活塞发动机的8倍!即使是一个每转一圈能产生三个动力冲程的Wankel发动机，也无法与quasitturbine的性能相比。

显然，准涡轮发动机功率输出的增加使其优于Wankel和活塞发动机，但它也解决了Wankel提出的许多问题。例如，Wankel发动机导致燃料-空气混合物不完全燃烧，剩余的未燃烧的碳氢化合物释放到废气中。准涡轮发动机克服了这个问题，燃烧室缩短了30%。这意味着准涡轮中的燃料-空气混合物经历了更大的压缩和更彻底的燃烧。这也意味着，由于未燃烧的燃料较少，准涡轮提高燃油效率巨大的变化。

准涡轮的其他显著优势包括:

• 零振动，因为发动机是完美的平衡
• 没有飞轮加速更快
• 更高的转矩转速较低时
• 近乎无油操作
• 噪音更小
• 完全灵活的操作完全淹没或在任何方向，甚至倒置
• 减少活动部件，减少磨损

最后，准涡轮可以使用不同种类的燃料，包括甲醇，汽油、煤油、天然气和柴油。它甚至可以容纳氢气作为燃料来源，使其成为汽车从传统燃烧向替代燃料发展的理想过渡解决方案。

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考虑到现代内燃机是由卡尔·本茨于1886年发明的，并经历了近120年的设计改进，准涡轮发动机仍处于起步阶段。该发动机没有在任何实际应用中使用，以测试其是否适合作为活塞发动机(或旋转式发动机，就此而言)的替代品。它仍处于原型阶段——到目前为止，人们得到的最好的外观是2004年在卡丁车上展示的。准涡轮可能在几十年内都不会成为一种有竞争力的发动机技术。

然而，在未来，你很可能会看到这18新利最新登入种涡轮发电机不仅仅应用在你的汽车上。由于中央发动机面积很大，不需要中央轴，它可以容纳发电机，螺旋桨和其他输出设备，使其成为理想的发动机链锯驱动降落伞，雪地摩托、空气压缩机、船舶推进系统和电力发电厂．

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