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汽車轉子問題

轉子發動機又稱為米勒迴圈發動機.它採用三角轉子旋轉運動來控制壓縮和排放,與傳統的活塞往復式發動機的直線運動迥然不同.這種發動機由德國人菲加士·汪克爾發明,在總結前人的研究成果的基礎上,解決了一些關鍵技術問題,研製成功第一台轉子發動機.
1964年,日內瓦的德法合資企業COMOBIL公司,首次把轉子發動機裝在轎車上成為正式產品.1967年,日本人也將轉子發動機裝在馬自達轎車上開始成批生產.
並將安裝了轉子發動機的RX-7型跑車打入了美國市場,令人刮目相看.

轉子發動機的運動特點是:三角轉子的中心繞輸出軸中心公轉的同時,三角轉子本身又繞其中心自轉.在三角轉子轉動時,以三角轉子中心為中心的內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動,內齒圈與齒輪的齒數之比為3:2.上述運動關係使得三角轉子頂點的運動軌跡(即汽缸壁的形狀)似"8"字形.三角轉子把汽缸分成三個獨立空間,三個空間各自先後完成進氣,壓縮,做功和排氣,三角轉子自轉一周,發動機點火做功三次.由於以上運動關係,輸出軸的轉速是轉子自轉速度的3倍,這與往復運動式發動機的活塞與曲軸1:1的運動關係完全不同.
在2004北京汽車展中首次展出的RX-8動力總成:RENESIS轉子發動機,象徵著馬自達汽車公司的核心.轉子發動機發展史和馬自達的成長纏繞在一起,密不可分.今天,馬自達是世界上唯一生產和銷售轉子發動機汽車的公司
現代的轉子發動機由繭形殼體(一個三角形轉子被安置在其中)組成.轉子和殼體壁之間的空間作為內部燃燒室,通過氣體膨脹的壓力驅動轉子旋轉.和普通內燃機一樣,轉子發動機必須在其工作室中相繼形成進氣,壓縮,燃燒和排氣四個工作過程.如果將三角形的轉子放置在圓形殼體的中心部,工作室將不會隨著殼體內部轉子的旋轉而在體積上發生變化.即使空燃混合氣在那裡點燃,燃燒氣體的膨脹壓力也僅作用在轉子的中部,不會產生旋轉.這就是為什麼殼體的內側圓周被設計成旋輪線外形並和安裝在偏心軸上的轉子組裝在一起的原因.因此,每轉一圈,工作室的體積變化兩次,從而實現內燃機的四個工作過程.
在汪克爾型轉子發動機上,轉子的頂點隨著發動機殼體內圓周的橢圓形殼體而運動,同時保持與圍繞在發動機殼體中心的一個偏心軌道上的輸出軸齒輪的接觸.三角形轉子的軌道是用一個相位齒輪機構來規定的.相位齒輪包括安裝在轉子內側的一個內齒圈和安裝在偏心軸上的一個外齒輪.如果轉子齒輪在其內側有30個齒,軸齒輪將在其外原周上有20個齒,由此得到其齒數比為3:2.3

和偏心軸相比,轉子有較長的轉動週期.轉子轉動一圈,偏心軸轉動三圈.當發動機轉速為3000 rpm時,轉子的速度只有1000 rpm.

往復式發動機和轉子發動機都依靠空燃混合氣燃燒產生的膨脹壓力以獲得轉動力.兩種發動機的機構差異在於使用膨脹壓力的方式.在往復式發動機中,產生在活塞頂部表面的膨脹壓力向下推動活塞,機械力被傳給連杆,帶動曲軸轉動.

對殼體的內部空間(或旋輪線室)總是被分成三個工作室. 在轉子的運動過程中,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,這明顯區別於往復式發動機.往復式發動機的四個過程都是在一個汽缸內進行

轉子發動機的排氣量通常用單位工作室容積和轉子的數量來表示.例如,對於型號為13B的雙轉子發動機,排量為"654cc ×2".
單位工作室容積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.往復式發動機上也使用同樣的定義.

如上一頁圖中所示,可看到轉子發動機工作容積的變化,以及與四循環往復式發動機的差別.儘管在這兩種發動機中,工作室容積都成波浪形穩定變化,但二者之間存在著明顯的不同.首先是每個過程的轉動角度:往復式發動機轉動180度,而轉子發動機轉動270度,是往復式發動機的1.5倍.換句話說,在往復式發動機中,曲軸(輸出軸)在四個工作過程中轉兩圈(720度); 而在轉子發動機中,偏心軸轉三圈(1080度),轉子轉一圈.這樣,轉子發動機就能獲得較長的過程時間,而且形成較小的扭矩波動,從而使運轉平穩流暢.

此外,即使在高速運轉中,轉子的轉速也相當緩慢,從而有更寬鬆的進氣和排氣時間,為那些能夠獲得較高的動力性能的系統的運行提供了便利
精簡結構: 由於轉子發動機將空燃混合氣燃燒產生的膨脹壓力直接轉化為三角形轉子和偏心軸的轉動力,所以不需要設置連杆,進氣口和排氣口依靠轉子本身的運動來打開和關閉;不再需要配氣機構,包括正時齒帶,凸輪軸,搖臂,氣門,氣門彈簧等,而這在往復式發動機中是必不可少的一部分.綜上所述,轉子發動機組成所需要的


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