摘 要

本文以某型转子发动机为研究基础，为其设计一套完整的参数测试系统。传统的活塞往复式发动机测试系统无法满足要求，因此需要选取适当的传感器来对转子发动机温度、压力及流量等参数的进行测试，结合测试系统硬件和计算机软件共同完成整个转子发动机参数测试系统。

本文首先详细介绍了转子发动机的研究背景、国内外研究现状及发展趋势，通过分析转子发动机的工作原理及概况选取了不同参数测试传感器，设计出适当的管路部件完成对整个转子发动机参数测试系统的整体设计。结合计算机软件完成整个测试系统的参数测试，对实验数据进行分析，结果表明所设计的转子发动机参数测试系统稳定可靠、符合要求。

关键词：转子发动机 试验 系统设计

Design and Test of Triangular Rotor Piston Engine Parameter Test System

Abstract

This paper uses a certain type of rotary engine as the research basis to design a complete parametric test system for it. The traditional piston reciprocating engine test system can not meet the requirements, so it is necessary to select appropriate sensors to test the parameters of the rotor engine temperature, pressure and flow, and complete the entire rotor engine parameter test system by combining the test system hardware and computer software.

This paper first introduces the research background of the rotor engine, the current research status and development trend at home and abroad. Through the analysis of the working principle and general situation of the rotor engine, the different parameters test sensors are selected, and the overall design of the whole rotor engine parameter testing system is designed by the appropriate pipeline components. The parameters test of the whole test system is completed with the computer software, and the experimental data are analyzed. The results show that the designed rotor engine parameter testing system is stable and reliable and meets the requirements.

Key words：Rotary engine；Test；System design

目 录

摘 要 I

Abstract II

第一章 绪论 - 1 -

1.1研究背景、目的及意义 - 1 -

1.2 转子发动机的国内外研究现状 - 2 -

1.2.1 国外转子发动机的研究现状 - 2 -

1.2.2国内转子发动机的研究现状 - 4 -

1.3本文研究内容 - 6 -

第二章 转子发动机及测试系统原理 - 7 -

2.1转子发动机工作原理 - 7 -

2.1.1 转子发动机基本结构 - 7 -

2.1.2转子发动机的工作过程 - 8 -

2.2 测试系统 - 10 -

2.2.1温度传感器原理 - 10 -

2.2.2压力传感器原理 - 11 -

2.2.3 转子发动机流量测试 - 12 -

2.3 本章小结 - 14 -

第三章 转子发动机参数测试系统设计 - 15 -

3.1 设计目的 - 15 -

3.2 设计内容 - 15 -

3.2.1 转子发动机管路部件设计 - 16 -

3.2.2 温度测试系统 - 20 -

3.2.3 压力测试系统 - 21 -

3.2.4 流量测试系统 - 22 -

3.2.5 模拟量采集模块 - 23 -

3.3 设计系统总体 - 28 -

第四章 测试系统实验验证 - 30 -

4.1 实验测试设备 - 30 -

4.2 通信软件 - 32 -

4.3 测试试验过程 - 33 -

4.3.1试验准备 - 33 -

4.3.2 试验步骤 - 33 -

4.4试验数据结果及分析 - 34 -

4.5 转子发动机参数测试系统经济性分析 - 40 -

第五章 全文总结 - 41 -

参考文献 - 42 -

致谢 - 44 -

第一章 绪论

1.1研究背景、目的及意义

三角转子发动机通过控制三角转子活塞进行旋转运动来进而控制发动机的压缩和排放，这一点与传统发动机有很大的不同。最初“连续运转内燃机”的想法早在十八世纪末期就有人提及，当时许多发明家都对这种新型发动机提出了许多不同的概念和想法，但大多数却因没有实用化而宣布失败。直到20世纪60年左右德国的汪克尔菲加士博士通过总结之前的研究成果，研究分析出了不同转子发动机的失败的原因，终于找到了旋轮线壳体的最佳形状，由此世界上第一台汪克尔转子发动机就此问世。当然，与其他类型的发动机相比，转子发动机的问世也绝非只是一时热潮，其发展的高潮是在20世纪60年代，那时候国内外纷纷投入大量精力进行转子发动机的研究，而我国也有一百多家单位加入到转子发动机研究的浪潮中，无一例外，这些单位都想在第一时间掌握这项伟大的技术。

自1879年往复式内燃机问世以来，经过不断的改进和提高已经日益进步甚至逐渐趋于完善。但是，但是转子发动机的问世无疑意味着其实传统的活塞往复式发动机也并非完美无缺。首先，圆柱形直线往复式发动机的运动机构和配气机构十分复杂；其次，随着发动机运动过程中转速的不断提高，活塞往复运动造成的不能完全平衡的惯性力和惯性力矩也会逐渐增大，导致振动加剧噪音增大。诸如此类的这些都是影响往复式活塞发动机进一步提升功率、减小体积和重量的重大因素^[1]。并且随着各种石油燃料的日渐枯竭，以及国家节能减排的各种号召，使得科学家们再一次将目光放到了制造一种效率更加高的新型发动机上。自此各式各样的活塞转子发动机方案也就开始问世，这些转子机总体可分为行星型、均速型和差速型三种。但是这些方案绝大部分失败的原因是由于其特殊的内部结构导致气密性等问题没能得到解决，但由德国汪克尔博士设计的转子发动机却从中坚强的活了下来^[2]。

图1. 1 转子发动机

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