轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)工作原理

轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)工作原理我們都知道，一般車輛使用的是4行程活塞發(fā)動(dòng)機(jī)，要上下各兩次才能達(dá)成一次循環(huán)，所以被稱為4行程發(fā)動(dòng)機(jī)。而轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)并無(wú)活塞，只有一顆三角弧形的轉(zhuǎn)子。自然也沒(méi)有氣缸壁，只有一個(gè)蠶繭形的氣室，而轉(zhuǎn)子就是在這蠶繭形的氣室內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)。轉(zhuǎn)子在氣室內(nèi)不是規(guī)矩的繞著軸心轉(zhuǎn)動(dòng)，假如轉(zhuǎn)子真的是繞著固定軸心轉(zhuǎn)動(dòng)，那氣室的形狀將會(huì)是圓形，進(jìn)氣，壓縮，爆炸，排氣的內(nèi)燃機(jī)四個(gè)行程將不存在，所以轉(zhuǎn)子的驅(qū)動(dòng)軸是偏愛(ài)的，也就因?yàn)轵?qū)動(dòng)軸是偏愛(ài)的，所以轉(zhuǎn)子才能在蠶繭形氣室內(nèi)上下旋轉(zhuǎn)，所以氣室才會(huì)設(shè)計(jì)成蠶繭形。氣室被三角弧形轉(zhuǎn)子分紅了三份，旋轉(zhuǎn)時(shí)大小會(huì)不斷變化，這些變化量就是轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)的排肚量。這時(shí)只需在氣室的側(cè)壁上下開(kāi)孔，下孔就會(huì)因轉(zhuǎn)子壓縮氣室內(nèi)的空間而變?yōu)榕艢饪?，而沒(méi)有張口的腰部，空氣就會(huì)被壓縮，只需有火花塞點(diǎn)火就能夠引爆混淆汽油空氣產(chǎn)生膨脹，推進(jìn)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)，而混淆燃油的空氣則由上空吸入，這樣轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)就達(dá)成了進(jìn)氣，壓縮，爆炸，和排氣四個(gè)行程。因?yàn)檗D(zhuǎn)子是三角弧形的，所以有三個(gè)獨(dú)立運(yùn)作的空間，于是轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)一圈就會(huì)有三次的動(dòng)力行程；轉(zhuǎn)子中間還有一個(gè)很重要的設(shè)計(jì)，那就是轉(zhuǎn)子齒與驅(qū)動(dòng)齒的齒比絕對(duì)是 3：2，所以轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)一圈驅(qū)動(dòng)軸轉(zhuǎn)三圈，這就是轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)軸能夠輕易達(dá)到 10000r/min的高轉(zhuǎn)速的原由；而4行程活塞發(fā)動(dòng)機(jī)若要達(dá)到每一轉(zhuǎn)就有一次動(dòng)力則需要兩氣缸，也就是說(shuō)同樣的轉(zhuǎn)速下，一個(gè)轉(zhuǎn)子相當(dāng)于兩氣缸；四沖程發(fā)動(dòng)機(jī)因?yàn)槊績(jī)赊D(zhuǎn)達(dá)成四個(gè)行程，所以動(dòng)力行程為半圈180度，而轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)一圈驅(qū)動(dòng)軸轉(zhuǎn)了三圈，所以動(dòng)力行程為 3/4圈270度，每次動(dòng)力行程較四沖程活塞發(fā)動(dòng)機(jī)多了 50度，再加上同轉(zhuǎn)速下一個(gè)轉(zhuǎn)子 =兩個(gè)氣缸，就變?yōu)閯?dòng)力時(shí)間長(zhǎng)度相當(dāng)于3氣缸發(fā)動(dòng)機(jī)，所以雙轉(zhuǎn)子就擁有與六缸發(fā)動(dòng)機(jī)等長(zhǎng)的動(dòng)力重疊時(shí)間，等于運(yùn)行平順度與六缸發(fā)動(dòng)機(jī)同樣。RX-8所用的新一代改進(jìn) NA轉(zhuǎn)子引擎叫做“RENESIS”，RENESIS發(fā)動(dòng)機(jī)最創(chuàng)新的地方在于排氣口，過(guò)去轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)的排氣口都是在氣室壁上，常常一些未焚燒盡的油氣與少量潤(rùn)滑油就會(huì)在此被刮入排氣管，造成污染問(wèn)題。但在RENESIS上，排氣口與進(jìn)氣口同樣設(shè)在前后側(cè)壁上，就地解決掉過(guò)去碳?xì)浠衔锱欧胚^(guò)高的問(wèn)題，也使得進(jìn)氣與排氣完整不重疊，不會(huì)有進(jìn)氣漏到排氣管的問(wèn)題；油耗也比上一代轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)降低了 30%，100km約耗油11公升，廢氣排放降低了70%，達(dá)到歐三標(biāo)準(zhǔn)，提升了90匹的馬力。轉(zhuǎn)子引擎是用轉(zhuǎn)子驅(qū)動(dòng)，一般引擎是用活塞羅，這就是差別。自從馬自達(dá)開(kāi)始從事完美轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)的研發(fā)工作，企業(yè)就成功利用這類發(fā)動(dòng)機(jī)自己所固有的輕量化、構(gòu)造緊湊和高動(dòng)力性能的長(zhǎng)處，同時(shí)逐漸戰(zhàn)勝其耗油和廢氣排放量大的弊端。在為RX-7開(kāi)發(fā)的13BREW渦輪增壓轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)上，馬自達(dá)在轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)的發(fā)展中，就最大功率而言，達(dá)到了它的一個(gè)技術(shù)頂峰。但是推進(jìn)馬自達(dá)轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)開(kāi)發(fā)的激情和夢(mèng)想永無(wú)止境。工程師開(kāi)始努力讓這類動(dòng)力裝置更緊湊，并提升它的進(jìn)氣和焚燒效率。這些努力在 MSP-RE上達(dá)到充足表現(xiàn)，并在1995年?yáng)|京汽車展中推出的RX-01觀點(diǎn)車上安裝了這類發(fā)動(dòng)機(jī)。自然吸氣式MSP-RE隨后作為RX-8的動(dòng)力總成進(jìn)行批量生產(chǎn)，并更名為RENESIS，它代表著“TheRE（rotaryengine)’GENESIsS”（轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)的發(fā)源)。RENESIS轉(zhuǎn)子式發(fā)動(dòng)機(jī)，這類自然吸氣式轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)在8,500rpm下能夠產(chǎn)生184kW（250PS)的最大功率（針對(duì)日本的高功率車型)，構(gòu)造緊湊的輕量化車身使RX-8得以采納先進(jìn)的前中置動(dòng)力總成部署，和從前的RX-7對(duì)比，發(fā)動(dòng)機(jī)地點(diǎn)更低更靠后。因?yàn)镽ENESIS擁有安穩(wěn)的性能、緊湊的尺寸和獨(dú)到的行駛特色，在嶄新的 RX-8推出不久，即在2003年6月被命名為InternationalEngineoftheYear（國(guó)際年度最正確發(fā)動(dòng)機(jī))。汪克爾型轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)的構(gòu)造和工作原理在過(guò)去的400年中，很多發(fā)明家和工程師向來(lái)都想開(kāi)發(fā)一種連續(xù)運(yùn)行的內(nèi)燃機(jī)。人們希望有朝一日來(lái)去生塞式內(nèi)燃機(jī)將被優(yōu)雅的原動(dòng)力引擎所代替，它的運(yùn)動(dòng)軌跡應(yīng)當(dāng)特別靠近人類偉大的發(fā)明之一：輪子。實(shí)質(zhì)上，在十六世紀(jì)末期，在第一版物中初次出現(xiàn)“連續(xù)運(yùn)行內(nèi)燃機(jī)”的說(shuō)法。連桿和曲柄機(jī)構(gòu)的發(fā)明人沃特詹姆斯（1736-1819)，也曾研究轉(zhuǎn)子式內(nèi)燃機(jī)。特別是在過(guò)去的150年里，發(fā)明者提出了很多對(duì)于轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)構(gòu)造的提案。在1846年，人們畫(huà)出了現(xiàn)在轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)工作室的幾何構(gòu)造，設(shè)計(jì)了使用外旋輪線的第一輛觀點(diǎn)發(fā)動(dòng)機(jī)。但是，這些觀點(diǎn)都沒(méi)有適用化，直到汪克爾菲加士博士在1957年研制出汪克爾轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)。汪克爾博士經(jīng)過(guò)研究和剖析各樣轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)種類的可行性，找到了旋輪線殼體的最正確形狀。他對(duì)飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)上所用的展轉(zhuǎn)閥以及增壓器的氣密性密封機(jī)構(gòu)擁有深刻的認(rèn)識(shí)，這些機(jī)構(gòu)在其設(shè)計(jì)中的使用，使汪克爾型轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)得以適用化?，F(xiàn)代的轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)由繭形殼體（一個(gè)三角形轉(zhuǎn)子被部署在此中)構(gòu)成。轉(zhuǎn)子和殼體壁之間的空間作為內(nèi)部焚燒室，經(jīng)過(guò)氣體膨脹的壓力驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)。和一般內(nèi)燃機(jī)同樣，轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)一定在其工作室中接踵形成進(jìn)氣、壓縮、焚燒和排氣四個(gè)工作過(guò)程。假如將三角形的轉(zhuǎn)子擱置在圓形殼體的中心部，工作室將不會(huì)跟著殼體內(nèi)部轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)而在體積上發(fā)生變化。即便空燃混淆氣在那邊點(diǎn)燃，焚燒氣體的膨脹壓力也僅作用在轉(zhuǎn)子的中部，不會(huì)產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)。這就是為何殼體的內(nèi)側(cè)圓周被設(shè)計(jì)成旋輪線外形并和安裝在偏愛(ài)軸上的轉(zhuǎn)子組裝在一同的原由。所以，每轉(zhuǎn)一圈，工作室的體積變化兩次，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)內(nèi)燃機(jī)的四個(gè)工作過(guò)程。與傳統(tǒng)來(lái)去式發(fā)動(dòng)機(jī)的比較來(lái)去式發(fā)動(dòng)機(jī)和轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)都依賴空燃混淆氣焚燒產(chǎn)生的膨脹壓力以獲取轉(zhuǎn)動(dòng)力。兩種發(fā)動(dòng)機(jī)的機(jī)構(gòu)差別在于使用膨脹壓力的方式。在來(lái)去式發(fā)動(dòng)機(jī)中，產(chǎn)生在活塞頂部表面的膨脹壓力向下推進(jìn)活塞 ，機(jī)械力被傳給連桿，帶動(dòng)曲軸轉(zhuǎn)動(dòng)。對(duì)于轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)，膨脹壓力作用在轉(zhuǎn)子的側(cè)面。進(jìn)而將三角形轉(zhuǎn)子的三個(gè)面之一推向偏愛(ài)軸的中心。這一運(yùn)動(dòng)由兩個(gè)分開(kāi)的力作用而成。一個(gè)是指向輸出軸中心的向心力，另一個(gè)是使輸出軸轉(zhuǎn)動(dòng)的切線力（Ft)。殼體的內(nèi)部空間（或旋輪線室)老是被分紅三個(gè)工作室。在轉(zhuǎn)子的運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，這三個(gè)工作室的容積不斷地改動(dòng)，在擺線形缸體內(nèi)接踵達(dá)成進(jìn)氣、壓縮、焚燒和排氣四個(gè)過(guò)程。每個(gè)過(guò)程都是在擺線形缸體中的不一樣地點(diǎn)進(jìn)行，這顯然差別于來(lái)去式發(fā)動(dòng)機(jī)。來(lái)去式發(fā)動(dòng)機(jī)的四個(gè)過(guò)程都是在一個(gè)汽缸內(nèi)進(jìn)行的。轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)的排肚量往常用單位工作室容積和轉(zhuǎn)子的數(shù)目來(lái)表示。每個(gè)過(guò)程的轉(zhuǎn)動(dòng)角度：來(lái)去式發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)180度，而轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)270度，是來(lái)去式發(fā)動(dòng)機(jī)的1.5倍。換句話說(shuō)，在來(lái)去式發(fā)動(dòng)機(jī)中，曲軸（輸出軸)在四個(gè)工作過(guò)程中轉(zhuǎn)兩圈（720度)；而在轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)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(dòng)機(jī)就能獲取較長(zhǎng)的過(guò)程時(shí)間，并且形成較小的扭矩顛簸，進(jìn)而使運(yùn)行安穩(wěn)流利。汪克爾型轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)的特色體積小重量輕： 轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)有幾個(gè)長(zhǎng)處，此中最重要的一點(diǎn)是減小了體積和減少了重量。在運(yùn)行寂靜性和安穩(wěn)性雙方面，雙轉(zhuǎn)子 RE相當(dāng)于直列六缸來(lái)去式發(fā)動(dòng)機(jī)。在保證同樣的輸出功率水平前提下，轉(zhuǎn)子式發(fā)動(dòng)機(jī)的設(shè)計(jì)重量是來(lái)去式的三分之二，這個(gè)長(zhǎng)處對(duì)于汽車工程師們有著非常的吸引力。特別是最近幾年來(lái)，在防撞性（碰撞安全 )、空氣動(dòng)力學(xué)、重量散布和空間利用等方面的要求愈來(lái)愈嚴(yán)格。精簡(jiǎn)構(gòu)造：因?yàn)檗D(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)將空燃混淆氣焚燒產(chǎn)生的膨脹壓力直接轉(zhuǎn)變?yōu)槿切无D(zhuǎn)子和偏愛(ài)軸的轉(zhuǎn)動(dòng)力，所以不需要設(shè)置連桿，進(jìn)氣口和排氣口依賴轉(zhuǎn)子自己的運(yùn)動(dòng)來(lái)翻開(kāi)和封閉；不再需要配氣機(jī)構(gòu)，包含正時(shí)齒帶、凸輪軸、搖臂、氣門、氣門彈簧等，而這在來(lái)去式發(fā)動(dòng)機(jī)中是必不行少的一部分。綜上所述，轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)構(gòu)成所需要的零件大幅度減少。均勻的扭矩特征：依據(jù)研究結(jié)果，轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)在整個(gè)速度范圍內(nèi)有相當(dāng)均勻的扭矩曲線，即便是在兩轉(zhuǎn)子的設(shè)計(jì)中，運(yùn)行中的扭矩顛簸也與直列六缸來(lái)去式發(fā)動(dòng)機(jī)擁有同樣的水平，三轉(zhuǎn)子的部署則要小于V型八缸來(lái)去式發(fā)動(dòng)機(jī)。運(yùn)行更寂靜，噪音更小：對(duì)于來(lái)去式發(fā)動(dòng)機(jī)，活塞運(yùn)動(dòng)自己就是一個(gè)振動(dòng)源，同時(shí)氣門機(jī)構(gòu)也會(huì)產(chǎn)生令人厭煩的機(jī)械噪音。轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)平穩(wěn)的轉(zhuǎn)動(dòng)運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的振動(dòng)相當(dāng)小，并且沒(méi)有氣門機(jī)構(gòu)，所以能夠更安穩(wěn)和更寂靜的運(yùn)行。靠譜性和持久性：如前所述，轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速是發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的三分之一。所以，在轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)以9000rpm的轉(zhuǎn)速運(yùn)行時(shí)，轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速約為該轉(zhuǎn)速的三分之一。此外，因?yàn)檗D(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)沒(méi)有那些高轉(zhuǎn)速運(yùn)動(dòng)零件，如搖臂和連桿，所以在高負(fù)荷運(yùn)動(dòng)中，更靠譜和更持久。轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)工作容積的變化，以及與四周而復(fù)始式發(fā)動(dòng)機(jī)的比較。只管在這兩種發(fā)動(dòng)機(jī)中，工作室容積都成波濤形穩(wěn)固變化，但兩者之間存在著顯然的不一樣。第一是每個(gè)過(guò)程的轉(zhuǎn)動(dòng)角度：來(lái)去式發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)180度，而轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)270度，是來(lái)去式發(fā)動(dòng)機(jī)的1.5倍。換句話說(shuō)，在來(lái)去式發(fā)動(dòng)機(jī)中，曲軸（輸出軸）在四個(gè)工作過(guò)程中轉(zhuǎn)兩圈（720度）；而在轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)中，偏愛(ài)軸轉(zhuǎn)三圈（1080度），轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)一圈。這樣，轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)就能獲取較長(zhǎng)的過(guò)程時(shí)間，并且形成較小的扭矩顛簸，進(jìn)而使運(yùn)行安穩(wěn)流利。當(dāng)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)1圈時(shí)，驅(qū)動(dòng)軸除了被帶動(dòng)的自轉(zhuǎn)外還有公轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，所以轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)1圈驅(qū)動(dòng)軸不是轉(zhuǎn)1.5圈，而是兩倍的3圈。這也講到轉(zhuǎn)子引擎簡(jiǎn)單高轉(zhuǎn)速化的長(zhǎng)處，比如引擎轉(zhuǎn)速9000rpm時(shí)，轉(zhuǎn)子才3000rpm而已，不像活塞引擎在9000rpm時(shí)，活塞每分鐘上下9000次共18000行程！知道轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速與驅(qū)動(dòng)軸轉(zhuǎn)速的比率后，我們就能比較轉(zhuǎn)子引擎與四行程活塞引擎的相對(duì)關(guān)系，當(dāng)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)1圈的時(shí)候驅(qū)動(dòng)軸轉(zhuǎn)3圈，驅(qū)動(dòng)軸轉(zhuǎn)3圈就代表飛輪轉(zhuǎn)了3圈，而轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)一圈有三次動(dòng)力行程，也就是說(shuō)飛輪每一轉(zhuǎn)就有一次動(dòng)力。而四行程活塞引擎要運(yùn)行兩圈才有一次，若要達(dá)到每一轉(zhuǎn)就有一次動(dòng)力則需要兩缸，也就是說(shuō)同樣的轉(zhuǎn)速下，一個(gè)轉(zhuǎn)子相當(dāng)于兩缸?？墒?， MAZDA向來(lái)對(duì)外聲稱雙轉(zhuǎn)子相當(dāng)于6缸引擎又是怎么一回事呢？這就要看動(dòng)力時(shí)間了。四行程引擎因?yàn)槊績(jī)赊D(zhuǎn)達(dá)成四個(gè)行程，所以動(dòng)力行程為半圈 180°，而轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)一圈驅(qū)動(dòng)軸轉(zhuǎn)了三圈，所以動(dòng)力行程為 3/4圈270°，每次動(dòng)力行程較四行程活塞引擎多了50﹪，再加上同轉(zhuǎn)速下一個(gè)轉(zhuǎn)子相當(dāng)于兩缸，就變?yōu)閯?dòng)力時(shí)間長(zhǎng)度相當(dāng)于 3缸引擎，所以雙轉(zhuǎn)子就擁有與六缸引擎等長(zhǎng)的動(dòng)力重疊時(shí)間，等于運(yùn)行平順度同于六缸引擎。但這個(gè)270°的動(dòng)力行程也成為轉(zhuǎn)子引擎的致命傷，相對(duì)于四行程活塞引擎的180°，轉(zhuǎn)子引擎多了1.5