水井盖为什么是圆的 为什么下水道井盖是圆的( 三 )


德国工程师 弗兰兹 莱洛
这个看似简单的胖三角,是最简单的等宽曲线,想象一下这个神奇的性质 。在一个平面下安装几个这样的莱洛三角形作为轮子,任你移动平面,你也不会感觉到平面会有丝毫的起伏不稳 。这个时候有同学又在疑问了,既然莱洛三角形任意移动宽度始终一致,那可不可以做车轮呢?答案是几乎不可以 。为什么呢?
骑上莱洛三角形为轮子的自行车
虽然说莱洛三角形在任何旋转情况下,图形的宽度不会改变,然而其旋转中心点却在实时波动 。想象一下,如果骑自行车用莱洛三角形做车轮,前后轮轴承的位置就是旋转中心,而这个中心总是忽高忽低,这样这个车可以骑,但是在平面上却有着骑跷跷板的感觉,仿佛感觉不是特别美好 。不过有人却从这种怪异的胖三角形里得出灵感来,创造了一件伟大的发明 。
滚动莱洛三角形时,平面丝毫不动
德国人菲加士·汪克尔注意到莱洛三角形在直线上翻转时,上下宽度总是一样,旋转中心是中间区域的一个小圆形 。如果以莱洛三角形为转子,在这个转子中间再加上偏心轴,再构造一个特定的腔体,不就可以规避掉旋转过程中心波动问题,并且还可以使得转子持续转动下去做功了么?
转子发动机发明人 菲加士·汪克尔
然而莱洛三角形是有3个明显的角的,这3个尖角在实际加工过程中是不容易实现的,而且转子在高速转动时,必然会带来更多的磨损,因此用尖角是不可行的 。于是汪克尔采用了变形了的莱洛三角形,也就是让一个圆在原先的莱洛三角形边上滚动一圈,以这个圆的最大边缘的轨迹重新构造一个改进的莱洛三角形 。可以想象,若这个外围的圆相对于莱洛三角形的直径越大,最后的轨迹就将越圆滑 。我们仍然可以证明这样的曲线是等宽曲线,因此用这样的圆滑莱洛三角形来作为发动机转子将更加适合 。
转子发动机模型
理论上可行了,但是在实际加工制造过程中,汪克尔还要克服各种各样的问题才有可能让转子发动机成为现实 。1927年,汪克尔在经过无数次试验过后,基本上解决了诸如气密性和润滑等的一系列技术问题 。1967年,日本东洋公司第一次把转子发动机批量装在汽车上,后来让转子发动机大放异彩的还是执着的马自达公司,几十年来一直锲而不舍研究 。马自达公司在1991年6月23日创造了历史,在当天进行的勒芒24小时耐力赛上,搭载转子引擎的马自达787B赛车以领先第二名两圈的巨大优势夺冠!
创造历史的马自达神车 787B
虽然转子发动机也有燃烧不充分,污染严重,油耗高等缺点,但是它却跟传统的活塞发动机有着巨大的不同,小小的体积可以迸发出惊人的动力 。它的出现的确给人们在动力的追求上带来了耳目一新的感觉,原来发动机还可以长这样 。

猜你喜欢