什么叫“轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)”？

1、什么叫“轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)”？發(fā)動(dòng)機(jī)是汽車最為關(guān)鍵的部分，是決定車子性能的最重要的因素，猶如人的心臟。大部分人都知道我們?nèi)粘Ｓ玫氖腔钊鶑?fù)式發(fā)動(dòng)機(jī)，又分為兩沖程發(fā)動(dòng)機(jī)和四沖程發(fā)動(dòng)機(jī)（以下以四沖程發(fā)動(dòng)機(jī)為例），但是還有一種不為大部分人所熟知的發(fā)動(dòng)機(jī)，那就是轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)，又叫汪克爾發(fā)動(dòng)機(jī)。我們?nèi)粘＝?jīng)常看到的為活塞往復(fù)運(yùn)動(dòng)形式的發(fā)動(dòng)機(jī)，即活塞在汽缸內(nèi)作往復(fù)的直線運(yùn)動(dòng)，通過曲軸把活塞的直線運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)化為曲軸的旋轉(zhuǎn)，而轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)沒有這個(gè)轉(zhuǎn)化過程，它是通過活塞在汽缸內(nèi)的旋轉(zhuǎn)來帶動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)主軸（即普通發(fā)動(dòng)機(jī)的曲軸,因?yàn)椴皇菑澢墓什辉俳星S）旋轉(zhuǎn)的，故兩者有著很大的區(qū)別。發(fā)動(dòng)機(jī)通過燃燒油氣混合氣來推動(dòng)活塞作往復(fù)運(yùn)動(dòng)帶動(dòng)曲軸

2、旋轉(zhuǎn)，活塞頂面距曲軸中心線最遠(yuǎn)的位置稱為上止點(diǎn)（TDC-Top Dead Center）,活塞頂面距曲軸中心線最近的位置稱為下止點(diǎn)（BDC-Bottom Dead Center）.以四沖程汽油發(fā)動(dòng)機(jī)為例，如下圖a進(jìn)氣沖程：活塞從上止點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到下止點(diǎn)的過程叫進(jìn)氣沖程（曲軸旋轉(zhuǎn)角度0180°），該沖程進(jìn)氣門打開，排氣門關(guān)閉，氣室與大氣相通，通過大氣壓力使油氣混合氣進(jìn)入，進(jìn)氣終了汽缸內(nèi)壓力約為0.0750.09MPa。 b壓縮沖程：活塞從下止點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到上止點(diǎn)的過程叫壓縮沖程（曲軸旋轉(zhuǎn)角度180°360°），該沖程進(jìn)排氣門全關(guān)閉，氣室內(nèi)的油氣混合氣壓力逐漸升高，壓縮沖程終了氣

3、室內(nèi)壓力約為0.61.2MPa。 c作功沖程：活塞從上止點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到下止點(diǎn)的過程叫作功沖程（曲軸旋轉(zhuǎn)角度360°540°），該沖程進(jìn)排氣門全關(guān)閉，活塞在上止點(diǎn)位置時(shí)火花塞跳火點(diǎn)燃油氣混合氣使氣缸內(nèi)的壓力急劇升高（可達(dá)到35MPa），推動(dòng)活塞作向曲軸的運(yùn)動(dòng)，壓力逐漸下降，作功沖程終了氣室內(nèi)壓力約為0.30.5MPa。 d排氣沖程：活塞從下止點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到上止點(diǎn)的過程叫排氣沖程（曲軸旋轉(zhuǎn)角度540°720°），該沖程進(jìn)氣門關(guān)閉，排氣門打開，活塞向上運(yùn)動(dòng)推動(dòng)燃燒后的廢氣排出氣室，該沖程終了氣室內(nèi)的氣壓約為0.1050.115MPa。該沖程的結(jié)束也標(biāo)志這發(fā)動(dòng)機(jī)一個(gè)工作循環(huán)

4、的結(jié)束。轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)下圖為轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)與往復(fù)式發(fā)動(dòng)機(jī)各沖程的比較（圖中兩個(gè)氣孔左側(cè)為進(jìn)氣，右側(cè)為排氣）,該轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)與往復(fù)式四沖程發(fā)動(dòng)機(jī)工循環(huán)相同，即由進(jìn)氣、壓縮、作功、排氣四個(gè)沖程構(gòu)成，圖中由三角轉(zhuǎn)子的一個(gè)弧面BC與氣缸型面之間形成的工作腔（BC工作腔）為例，說明轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)的四沖程工作原理。 a              b            &

5、#160; c              d              a 進(jìn)氣沖程：當(dāng)三角轉(zhuǎn)子的角頂C轉(zhuǎn)到進(jìn)氣孔右邊的邊緣時(shí)，BC工作腔開始進(jìn)氣，在位置a，進(jìn)排氣孔相通，進(jìn)排氣重疊。這是BC工作腔的容積最小，相當(dāng)于往復(fù)式發(fā)動(dòng)機(jī)的上止點(diǎn)位置。隨著轉(zhuǎn)子繼續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)，BC工作腔的容積逐漸增大，可燃混合氣不斷被吸入氣缸。當(dāng)轉(zhuǎn)子自轉(zhuǎn)90°（

6、主軸轉(zhuǎn)270°，轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)中轉(zhuǎn)子與主軸轉(zhuǎn)速比為1：3，通過相互嚙合齒輪確定）到達(dá)位置b時(shí)，BC工作腔的容積達(dá)到最大，相當(dāng)于往復(fù)式發(fā)動(dòng)機(jī)的下止點(diǎn)位置，進(jìn)氣沖程結(jié)束。 壓縮沖程：隨著三角轉(zhuǎn)子的繼續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)，角頂B越過進(jìn)氣孔的左側(cè)邊緣，壓縮沖程開始，BC工作腔的容積逐漸縮小，壓力越來越大，到達(dá)位置c時(shí)，轉(zhuǎn)子自轉(zhuǎn)180°（主軸旋轉(zhuǎn)540°），BC工作腔容積達(dá)到最小，相當(dāng)于往復(fù)式發(fā)動(dòng)機(jī)的上止點(diǎn)位置，壓縮沖程結(jié)束。 作功沖程：在壓縮沖程終了，火花塞跳火，高溫高壓的氣體推動(dòng)三角活塞繼續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)，BC工作腔的容積逐漸增大，當(dāng)角頂C達(dá)到排氣孔右側(cè)邊緣，在位置d，轉(zhuǎn)子自轉(zhuǎn)270°（

7、主軸旋轉(zhuǎn)810°），BC工作腔的容積達(dá)到最大，相當(dāng)于往復(fù)式發(fā)動(dòng)機(jī)的下止點(diǎn)位置，作功沖程結(jié)束。 排氣沖程：三角轉(zhuǎn)子角頂C轉(zhuǎn)過排氣孔右側(cè)位置時(shí)，排氣沖程開始，最終三角轉(zhuǎn)子回到位置a，排氣沖程結(jié)束，轉(zhuǎn)子自轉(zhuǎn)360°（主軸轉(zhuǎn)三周），一個(gè)工作循環(huán)結(jié)束。同時(shí)，CA工作腔、AB工作腔也分別完成一個(gè)工作循環(huán)。 發(fā)動(dòng)機(jī)構(gòu)成比較： 轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)：機(jī)體組、配氣機(jī)構(gòu)、供給系統(tǒng)、點(diǎn)火系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)、潤滑系統(tǒng)、啟動(dòng)系統(tǒng)往復(fù)式活塞發(fā)動(dòng)機(jī): 機(jī)體組、曲柄連桿機(jī)構(gòu)、配氣機(jī)構(gòu)、供給系統(tǒng)、點(diǎn)火系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)、潤滑系統(tǒng)、啟動(dòng)系統(tǒng) 兩種發(fā)動(dòng)機(jī)的優(yōu)缺點(diǎn)： 往復(fù)式發(fā)動(dòng)機(jī)： 優(yōu)點(diǎn)： 1. 制造技術(shù)成熟，誕生已經(jīng)有

8、120多年，各種技術(shù)不斷完善，是世界上應(yīng)用最廣的內(nèi)燃機(jī)，保養(yǎng)維修成本低。 2. 工作可靠，良好的氣密性和功率傳遞可靠性。 3. 良好的燃油經(jīng)濟(jì)性。 缺點(diǎn)： 1. 結(jié)構(gòu)復(fù)雜，體積大、重量大。 2. 曲柄連桿機(jī)構(gòu)中活塞的往復(fù)運(yùn)動(dòng)引起的往復(fù)慣性力和慣性力矩不能得到完全平衡，這個(gè)慣性力大小與轉(zhuǎn)速平方成正比，使發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)平順性下降，限制發(fā)展高轉(zhuǎn)速發(fā)動(dòng)機(jī)。 3. 由于四沖程往復(fù)式活塞發(fā)動(dòng)機(jī)的工作方式為四個(gè)沖程中有三個(gè)沖程完全依靠飛輪慣性旋轉(zhuǎn)，導(dǎo)致發(fā)動(dòng)機(jī)的功率、扭矩輸出非常的不均勻，盡管現(xiàn)代發(fā)動(dòng)機(jī)采用了多缸和V型排列來減小這個(gè)缺點(diǎn)，但是不可能完全消除。 轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)： 優(yōu)點(diǎn)： 1. 體積小、重量輕，便于降低車

9、輛重心。由于轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)沒有曲柄連桿機(jī)構(gòu)，所以大大減小了發(fā)動(dòng)機(jī)高度，同時(shí)降低了車輛重心。 2. 結(jié)構(gòu)簡單。相比較于往復(fù)式活塞發(fā)動(dòng)機(jī)，轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)減少了曲柄連桿機(jī)構(gòu)，導(dǎo)致了發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)構(gòu)大為簡化，零件減少。 3. 均勻的扭矩特性。由于轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)一個(gè)氣缸同時(shí)有三個(gè)工作腔處于工作狀態(tài)，所以扭矩輸出比較于往復(fù)式活塞發(fā)動(dòng)機(jī)更加均勻。 4. 利于發(fā)展高速發(fā)動(dòng)機(jī)，由于活塞轉(zhuǎn)子與主軸轉(zhuǎn)速比為1：3，故不需很高的活塞轉(zhuǎn)速即可實(shí)現(xiàn)發(fā)動(dòng)機(jī)的高轉(zhuǎn)速。 缺點(diǎn)： 1. 油耗高，尾氣排放難達(dá)標(biāo)。因其每個(gè)氣缸有三個(gè)工作腔，活塞轉(zhuǎn)子每旋轉(zhuǎn)一周相當(dāng)于有三個(gè)作功沖程，以3000rpm和往復(fù)式活塞發(fā)動(dòng)機(jī)作對比，往復(fù)式活塞發(fā)動(dòng)機(jī)噴油750次/分，轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)相當(dāng)于轉(zhuǎn)速為1000rpm,但是需要噴油3000次/分，可見轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)油耗明顯高于往復(fù)式活塞發(fā)動(dòng)機(jī)，同時(shí)轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)的燃燒室形狀不利于可燃混合氣的充分燃燒，火焰?zhèn)鞑ヂ窂介L