发动机中的另类:转子发动机

汽车之家

说到汽车的发动机大家肯定有许多要说的,因为它是汽车中最重要的部分之一,汽车历史上也出现了许多经典的发动机,说起来比较特别的应该算是水平对置发动机了,世界拉力赛场上的传奇车型WRX-STI就是装备的水平对置发动机,STI简直就是车迷们梦寐以求的东西。

但是仅仅如此的话还是不够特别,毕竟水平对置发动机仅仅是改变了气缸的布局方式,而马自达的转子发动机则直接颠覆了往复式发动机的工作状态,转子发动机应该不是用特别来形容了,而应该是另类。

转子发动机 转子发动机

转子发动机又称为米勒循环发动机(Miller Cycle Engine)。它采用三角转子旋转运动来控制进气、压缩和排气,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(Felix Wankel)于十九世纪三十年代发明,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,这就使得构造过于复杂。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,而且振动和噪声也较低,具有较大优势。

1963年德国NSU公司在法兰克福车展上展出了装备汪克尔转子发动机的新车型。1964年,NSU公司和雪铁龙在日内瓦组建合资企业COMOBIL公司,首次把转子发动机装在轿车上成为正式产品。

1970年奔驰更是制造出四转子发动机,其最大功率350马力,最大速度可达290km/h。但是奔驰始终也没有解决转子发动机先天性的高油耗以及高排放的问题。

奔驰C111 奔驰C111

之后,一向对新技术情有独钟的马自达公司投巨资从汪克尔公司买下了这项技术。由于这是一项高新技术,懂得这项技术的人寥寥无几,发动机坏了都没有人会修,而且耗油大,汽车界有人对这种发动机的市场前景产生了怀疑。唯有马自达公司仍然深信转子发动机的潜力,当然也迫于当时日本的法律,独自研究和生产转子发动机,并为此付出了相当大的代价。他们逐步克服了转子发动机的缺陷,成功地由试验性生产过渡到商业性生产,最终将安装了转子发动机的 RX-7型跑车打入了美国市场。这部车不但自身相当优秀,而且改装潜力巨大,每一部都有其独特的魅力,在爱好者的眼里绝对算得上宝贝,在动漫《头文字D》中这台车也相当出彩。

马自达RX-7FC 马自达RX-7FC
马自达RX-7FD 马自达RX-7FD

2001年马自达又发布了RX-7的继任车型RX-8,新车型采用独特的对开门四门设计更加贴近人们的生活,而且依旧采用双转子引擎,由于RX-7的爆红,转子引擎成为RX-8的最大特点。

马自达RX-8 马自达RX-8

在赛车运动领域,从“Mazda Cosmo Sport”上市的第二年即1968年开始,马自达便使用转子发动机车型参与各大赛事。1991年,“Mazda 787B”创造了历史,成为第一辆夺得法国勒芒24小时耐力赛冠军的转子发动机车型。同时,马自达也成为唯一获得此项殊荣的日本汽车制造商。

马自达787B 马自达787B

下面到了原理类的东西,够胆就接着往下看。

转子是三角形的,所以有三个独立运作的空间-也就是气缸,每个空间都可以单独的完成进气、压缩、做工、排气四个步骤,于是转子转一圈就会有三次的动力行程,这也就是为什么其排量小而功率大的原因。

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。等一下,内齿圈与齿轮的齿数之比不是3:2吗,为什么转速不是1.5倍呢?原因很简单,当转子转1圈时,驱动轴除了被带动的自转外还有公转运动,所以转子转1圈驱动轴不是转1.5圈,而是两倍的1.5圈,也就是3圈。这就是为什么转子发动机能够轻轻松松破万转。

对于转子发动机的原理其实是没有必要说的,因为干看文字真的很难让人理解,还不如一张动态图来的实在,可惜没有找到合适的,只能看一个简单的了。


说了这么多,其实转子发动机跟咱们生活联系也不大,最起码一段时间内装备了转子发动机的汽车咱们普通人也没什么理由去买,虽然转子发动机的优点很多,但是高油耗和耐用性等缺点也不少。

在咱们常人看来其实转子发动机更多的传达的是一种精神:马自达研究转子发动机的态度,那就是执着和坚持。我知道用这两个词有点重复,但是表达的真正意思是:对于技术的执着,和对于行动的坚持,这才造就如今的转子传奇。

今天就到这里,喜欢请关注哦,还有很多有意思的内容等着你来看。



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