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旋轉式發(fā)動機的詳細資料?

: 問提問者：網(wǎng)友 | 2017-10-05

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由德國人菲加士·汪克爾（Felix Wankel，1902-1988）所發(fā)明，他在總結前人的研究成果的基礎上，解決了一些關鍵技術問題，研制成功了第一臺轉子發(fā)動機。轉子發(fā)動機采用三角轉子旋轉運動來控制壓縮和排放，與傳統(tǒng)的活塞往復式發(fā)動機的直線運動迥然不同?！? 一般發(fā)動機是往復運動式發(fā)動機，工作時活塞在氣缸里做往復直線運動，為了把活塞的直線運動轉化為旋轉運動，必須使用曲柄連桿機構。轉子發(fā)動機則不同，它直接將可燃氣的燃燒膨脹力轉化為驅動扭矩。與往復式發(fā)動機相比，轉子發(fā)動機取消了無用的直線運動，因而同樣功率的轉子發(fā)動機尺寸較小，重量較輕，而且振動和噪聲較低，具有較大優(yōu)勢。　　轉子發(fā)動機的運動特點是：三角轉子的中心繞輸出軸中心公轉的同時，三角轉子本身又繞其中心自轉。在三角轉子轉動時，以三角轉子中心為中心的內(nèi)齒圈與以輸出軸中心為中心的齒輪嚙合，齒輪固定在缸體上不轉動，內(nèi)齒圈與齒輪的齒數(shù)之比為3：2。上述運動關系使得三角轉子頂點的運動軌跡（即汽缸壁的形狀）似“8”字形。三角轉子把汽缸分成三個獨立空間，三個空間各自先后完成進氣、壓縮、做功和排氣，三角轉子自轉一周，發(fā)動機點火做功三次。由于以上運動關系，輸出軸的轉速是轉子自轉速度的3倍，這與往復運動式發(fā)動機的活塞與曲軸１：１的運動關系完全不同　　轉子發(fā)動機與傳統(tǒng)往復式發(fā)動機的比較往復式發(fā)動機和轉子發(fā)動機都依靠空燃混合氣燃燒產(chǎn)生的膨脹壓力以獲得轉動力。兩種發(fā)動機的機構差異在于使用膨脹壓力的方式。在往復式發(fā)動機中，產(chǎn)生在活塞頂部表面的膨脹壓力向下推動活塞，機械力被傳給連桿，帶動曲軸轉動?！　τ谵D子發(fā)動機，膨脹壓力作用在轉子的側面?！亩鴮⑷切无D子的三個面之一推向偏心軸的中心。這一運動在兩個分力的力作用下進行。一個是指向輸出軸中心的向心力，另一個是使輸出軸轉動的切線力?！　んw的內(nèi)部空間（或旋輪線室）總是被分成三個工作室。　在轉子的運動過程中，這三個工作室的容積不停地變動，在擺線形缸體內(nèi)相繼完成進氣、壓縮、燃燒和排氣四個過程。每個過程都是在擺線形缸體中的不同位置進行，這明顯區(qū)別于往復式發(fā)動機。往復式發(fā)動機的四個過程都是在一個汽缸內(nèi)進行的。　　轉子發(fā)動機的排氣量通常用單位工作室容積和轉子的數(shù)量來表示。例如，對于型號為13B的雙轉子發(fā)動機，排量為"654cc × 2"。　　單位工作室容積指工作室最大容積和最小容積之間的差值；而壓縮比是最大容積和最小容積的比值。往復式發(fā)動機上也使用同樣的定義?！　∪缦聢D所示，轉子發(fā)動機工作容積的變化，以及與四循環(huán)往復式發(fā)動機的比較。盡管在這兩種發(fā)動機中，工作室容積都成波浪形穩(wěn)定變化，但二者之間存在著明顯的不同。首先是每個過程的轉動角度：往復式發(fā)動機轉動180度，而轉子發(fā)動機轉動270度，是往復式發(fā)動機的1.5倍。換句話說，在往復式發(fā)動機中，曲軸（輸出軸）在四個工作過程中轉兩圈（720度）；　而在轉子發(fā)動機中，偏心軸轉三圈（1080度），轉子轉一圈。這樣，轉子發(fā)動機就能獲得較長的過程時間，而且形成較小的扭矩波動，從而使運轉平穩(wěn)流暢?！　〈送?，即使在高速運轉中，轉子的轉速也相當緩慢，從而有更寬松的進氣和排氣時間，為那些能夠獲得較高的動力性能的系統(tǒng)的運行提供了便利。如今馬自達的轉子發(fā)動機已經(jīng)傳承到RX-8身上，這顆RENESIS又有哪些進展呢？首先是進氣孔面積加大了30%，使得發(fā)動機的進氣量足以應付到10000rpm的需求。但大家都知道，這樣低轉速會變得很糟糕，于是馬自達將原本的三進氣孔兩階段式設計，再進化成三進氣孔三階段式設計，盡量避免低轉速的無力現(xiàn)象，而為了高轉速化，破天荒的將轉子制成鏤空狀，大幅降低轉子的重量，使得自然進氣的RX-8可以藉由拉轉速的方式，達到250匹馬力的水準。但RENESIS發(fā)動機最創(chuàng)新的地方在于排氣口，以往轉子發(fā)動機的排氣口都是作在氣室壁上，往往一些未燃燒的油氣與些許的潤滑油就會在此被刮入排氣管，造成污染問題?！　〉赗ENESIS上，排氣口與進氣口一樣設在前后側壁上，當場解決掉以往HC的污染問題，也順帶使得進排氣完全不重疊，不會有進氣漏到排氣管的問題，也可在前后側壁各開一個排氣孔，讓發(fā)動機排氣孔變兩個提升排氣效率，以達成高轉速化的目的。(聽說在280ps的RX-7上就已經(jīng)是了) 這就是為什么RX-8能以1.3L的排氣量，而且還是在自然進氣的狀態(tài)下，卻能夠產(chǎn)生250匹馬力的原因了。馬自達的轉子發(fā)動機成就不是一蹴可及的，是不斷透過一點一滴的修改，才能造就目前的RX-8的！轉子引擎的轉子每旋轉一圈就作功一次，與一般的四沖程發(fā)動機每旋轉兩圈才作功一次相比，具有高馬力容積比（引擎容積較小就能輸出較多動力）的優(yōu)點。另外，由于轉子引擎的軸向運轉特性，它不需要精密的曲軸平衡就能達到較高的運轉轉速。整個發(fā)動機只有兩個轉動部件，與一般的四沖程發(fā)動機具有進、排氣活門等二十多個活動部件相比結構大大簡化，故障的可能性也大大減小。除了以上的優(yōu)點外，轉子引擎的優(yōu)點亦包括體積較小、重量輕、低重心等。　　相對地，由于三角轉子引擎的相鄰容腔間只有一個徑向密封片，徑向密封片與缸體始終是線接觸，并且徑向密封片上與缸體接觸的位置始終在變化，因此三個燃燒室非完全隔離（密封），徑向密封片磨損快。引擎使用一段時間之后容易因為油封材料磨損而造成漏氣問題，大幅增加油耗與污染。其獨特的機械結構也造成這類引擎較難維修?！　‰m然轉子引擎具有以小排氣量、利用高轉速而產(chǎn)生高輸出的特性，但由于運轉特性與往復式引擎的不同，世界各國在制訂與引擎排氣量相關的稅則時，皆是以轉子引擎的實際排氣量乘以二來作為與往復式引擎之間的比較基準。舉例來說，日本馬自達（Mazda）旗下搭載了轉子引擎的RX-8跑車，其實際排氣量雖然只有1308立方厘米，但在日本國內(nèi)卻是以2616立方厘米的排氣量來作為稅級計算的基準。: 回答者：網(wǎng)友

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