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旋轉(zhuǎn)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(jié)前人的研究成果的基礎上，解決了一些關鍵技術(shù)問題，研制成功了第一臺轉(zhuǎn)子發(fā)動機。轉(zhuǎn)子發(fā)動機采用三角轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)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(zhuǎn)化為旋轉(zhuǎn)運動，必須使用曲柄連桿機構(gòu)。轉(zhuǎn)子發(fā)動機則不同，它直接將可燃氣的燃燒膨脹力轉(zhuǎn)化為驅(qū)動扭矩。與往復式發(fā)動機相比，轉(zhuǎn)子發(fā)動機取消了無用的直線運動，因而同樣功率的轉(zhuǎn)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?！　∞D(zhuǎn)子發(fā)動機的運動特點是：三角轉(zhuǎn)子的中心繞輸出軸中心公轉(zhuǎn)的同時，三角轉(zhuǎn)子本身又繞其中心自轉(zhuǎn)。在三角轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動時，以三角轉(zhuǎn)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(zhuǎn)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(zhuǎn)子頂點的運動軌跡（即汽缸壁的形狀）似“8”字形。三角轉(zhuǎn)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(zhuǎn)子自轉(zhuǎn)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(zhuǎn)速是轉(zhuǎn)子自轉(zhuǎn)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(zhuǎn)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(zhuǎn)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(zhuǎn)動力。兩種發(fā)動機的機構(gòu)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(zhuǎn)動。　　對于轉(zhuǎn)子發(fā)動機，膨脹壓力作用在轉(zhuǎn)子的側(cè)面?！亩鴮⑷切无D(zhuǎn)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(zhuǎn)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?！≡谵D(zhuǎn)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(zhuǎn)子發(fā)動機的排氣量通常用單位工作室容積和轉(zhuǎn)子的數(shù)量來表示。例如，對于型號為13B的雙轉(zhuǎn)子發(fā)動機，排量為"654cc × 2"?！　挝还ぷ魇胰莘e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(zhuǎn)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(zhuǎn)動角度：往復式發(fā)動機轉(zhuǎn)動180度，而轉(zhuǎn)子發(fā)動機轉(zhuǎn)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(zhuǎn)兩圈（720度）；　而在轉(zhuǎn)子發(fā)動機中，偏心軸轉(zhuǎn)三圈（1080度），轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)一圈。這樣，轉(zhuǎn)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(zhuǎn)平穩(wěn)流暢?！　〈送猓词乖诟咚龠\轉(zhuǎn)中，轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)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(zhuǎn)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(zhuǎn)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(zhuǎn)速的無力現(xiàn)象，而為了高轉(zhuǎn)速化，破天荒的將轉(zhuǎn)子制成鏤空狀，大幅降低轉(zhuǎn)子的重量，使得自然進氣的RX-8可以藉由拉轉(zhuǎn)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(zhuǎn)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(cè)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(cè)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(zhuǎn)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(zhuǎn)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(zhuǎn)子引擎的轉(zhuǎn)子每旋轉(zhuǎn)一圈就作功一次，與一般的四沖程發(fā)動機每旋轉(zhuǎn)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(zhuǎn)子引擎的軸向運轉(zhuǎn)特性，它不需要精密的曲軸平衡就能達到較高的運轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速。整個發(fā)動機只有兩個轉(zhuǎn)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(jié)構(gòu)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(zhuǎn)子引擎的優(yōu)點亦包括體積較小、重量輕、低重心等?！　∠鄬Φ?，由于三角轉(zhuǎn)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(jié)構(gòu)也造成這類引擎較難維修。　　雖然轉(zhuǎn)子引擎具有以小排氣量、利用高轉(zhuǎn)速而產(chǎn)生高輸出的特性，但由于運轉(zhuǎn)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(zhuǎn)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(zhuǎn)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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