目前在商品汽车上普遍使用往复式活塞发动机。还有一种知名度很高,但应用很少的发动机,这就是三角活塞旋转式发动机。转子发动机又称为米勒循环发动机。它采用三角转子旋转运动来控制压缩和排放,与传统的活塞往复式发动机的直线运动迥然不同。这种发动机由德国人菲加士·汪克尔发明,在总结前人的研究成果的基础上,解决了一些关键技术问题,研制成功第一台转子发动机。一般发动机是往复运动式发动机,工作时活塞在气缸里做往复直线运动,为了把活塞的直线运动转化为旋转运动,必须使用曲柄连杆机构。转子发动机则不同,它直接将可燃气的燃烧膨胀力转化为驱动扭矩。与往复式发动机相比,转子发动机取消了无用的直线运动,因而同样功率的转子发动机尺寸较小,重量较轻,而且振动和噪声较低,具有较大优势。转子发动机的运动特点是三角转子的中心绕输出轴中心公转的同时,三角转子本身又绕其中心自转。在三角转子转动时,以三角转子中心为中心的内齿圈与以输出轴中心为中心的齿轮啮合,齿轮固定在缸体上不转动,内齿圈与齿轮的齿数之比为3比2。上述运动关系使得三角转子顶点的运动轨迹(即汽缸壁的形状)似“8”字形。三角转子把汽缸分成三个独立空间,三个空间各自先后完成进气、压缩、做功和排气,三角转子自转一周,发动机点火做功三次。由于以上运动关系,输出轴的转速是转子自转速度的3倍.
转子发动机的工作原理
一般发动机是往复运动式发动机,工作时活塞在气缸里做往复直线运动,为了把活塞的直线运动转化为旋转运动,必须使用曲柄连杆机构。转子发动机则不同,它直接将可燃气的燃烧膨胀力转化为驱动扭矩。与往复式发动机相比,转子发动机取消了无用的直线运动,因而同样功率的转子发动机尺寸较小,重量较轻,而且振动和噪声较低,具有较大优势。
转子发动机的运动特点是:三角转子的中心绕输出轴中心公转的同时,三角转子本身又绕其中心自转。在三角转子转动时,以三角转子中心为中心的内齿圈与以输出轴中心为中心的齿轮啮合,齿轮固定在缸体上不转动,内齿圈与齿轮的齿数之比为3:2。上述运动关系使得三角转子顶点的运动轨迹(即汽缸壁的形状)似“8”字形。三角转子把汽缸分成三个独立空间,三个空间各自先后完成进气、压缩、做功和排气,三角转子自转一周,发动机点火做功三次。由于以上运动关系,输出轴的转速是转子自转速度的3倍,这与往复运动式发动机的活塞与曲轴1:1的运动关系完全不同
转子发动机的应用
如今马自达的转子发动机已经传承到RX-8身上,这颗RENESIS又有哪些进展呢?首先是进气孔面积加大了30%,使得发动机的进气量足以应付到10000rpm的需求。但大家都知道,这样低转速会变得很糟糕,于是马自达将原本的三进气孔两阶段式设计,再进化成三进气孔三阶段式设计,尽量避免低转速的无力现象,而为了高转速化,破天荒的将转子制成搂空状,大幅降低转子的重量,使得自然进气的RX-8可以藉由拉转速的方式,达到250匹马力的水准。但RENESIS发动机最创新的地方在于排气口,以往转子发动机的排气口都是作在气室壁上,往往一些未燃烧的油气与些许的润滑油就会在此被刮入排气管,造成污染问题。
但在RENESIS上,排气口与进气口一样设在前后侧壁上,当场解决掉以往HC的污染问题,也顺带使得进排气完全不重叠,不会有进气漏到排气管的问题,也可在前后侧壁各开一个排气孔,让发动机排气孔变两个提升排气效率,以达成高转速化的目的。(听说在280ps的RX-7上就已经是了) 这就是为什么RX-8能以1.3L的排气量,而且还是在自然进气的状态下,却能够产生250匹马力的原因了。马自达的转子发动机成就不是一蹴可及的,是不断透过一点一滴的修改,才能造就目前的RX-8的!
编辑于 2016-04-10 23:31:18