浅谈转子发动机的优势 转子引擎
转子发动机(论转子发动机的优点)
【浅谈转子发动机的优势 转子引擎】说起转子发动机,相信很多骑手都能聊上一会,比如著名的马自达RX7,或者勒芒冠军车787B;转子发动机曾经在内燃机的发展过程中大放异彩,但在短暂的辉煌后迅速衰落 。强不强,强在哪里,为什么不能成为内燃机主流?
白色彗星
本文仅合理描述转子发动机的优缺点 。虽然转子发动机是马自达研发的,但转子不仅仅属于马自达 。转子发动机虽然经典,但也有很多缺点,缺点带来的问题已经超过了优点带来的好处,所以转子发动机会逐渐枯萎衰退 。还是向马自达致敬吧,没有马自达和转子发动机,很难被世界称赞和铭记,工业领域可能会有奇迹缺失!
转子发动机的起源 。转子发动机的原型是由德国人菲加斯·万克尔(现代的第一个原型)建造的 。转子发动机类似于往复活塞式发动机,它依靠燃料燃烧产生的膨胀压力推动零件做功(化学能转化为机械能) 。区别在于燃料燃烧产生的膨胀压力推动的方式,往复活塞式发动机燃烧燃料获得的膨胀压力向下推动活塞(连杆),连杆带动曲轴旋转!
奔驰C111搭载转子发动机 。
发动机燃烧燃料得到的膨胀压力是推动三角形转子的一面使转子开始转动,转动的转子带动偏心轴转动 。最早开发生产转子发动机的并非只有马自达一家,通用、本田、福特、奔驰四家车企同时也从NSU购买了转子发动机的专利,如奔驰C111配备如上图所示的转子发动机;但是,与这些财大气粗的车企相比,当时财力不足的马自达(东洋工业)早已把所有的身家都押在了转子上!
转子的超级电源净率密度 。转子发动机不同于往复活塞式发动机 。往复活塞式发动机曲轴旋转2次,完成4个冲程,只做1个功(2个冲程另当别论) 。如上图动图所示,三角形转子一旦旋转(360°),就可以完成三次点火(做三次功,每次点火都是一个做功的过程),而三角形转子一旦旋转,就可以带动偏心轴(相当于活塞资源网发动机的曲轴)旋转三次,相当于偏心轴(曲轴)旋转一次做功一次!
但是活塞式发动机的曲轴旋转两次,做功一次,所以转子发动机的功率密度更强 。在相同排量下,转子发动机的功率可以达到活塞式发动机的两倍 。当然这是相对而言的(假设速度差不大,没有配备增压系统);因此,在计算转子发动机排量时,总是实际排量*2 。比如勒芒冠军车787B的转子发动机排量为2.6L,但乘以系数后为5.2L,对手配备的机器为5.0L V8 (1991) 。这是转子发动机排量的转换模式 。无论是竞赛组还是普通消费者,都是按照实际排量*2计算!
结构简单稳定 。
结构稳定,容易获得超高速 。当王珂开发原型时,涡轮增压技术并不流行 。当时,提高内燃机的功率无非是增加排量和速度 。功率=扭矩*速度意味着速度越高,输出功率越高 。但是转子发动机没有曲柄连杆部分、气门部分,甚至与偏心轴(曲轴)连为一体!要知道往复活塞式发动机想要获得高转速,就需要曲轴平衡的高精度,而往复活塞式发动机在当时要获得稳定的高转速是非常困难的!
而转子发动机结构简单,由茧壳(发动机缸体)、三角形转子和偏心轴组成,偏心轴精度很低 。也就是说,在加工工艺和精度都不理想的时代,转子发动机是实现更低成本(加工和材料)和更强性能的最佳解决方案,那个时期的转速可以达到13,000 rpm,这也是转子发动机吸引众多车企关注的原因 。
体积小,重量轻 。转子没有曲柄连杆和配气结构,以小排量作为大排量(例如1.3L的RX8和2.6L的赛车787B),所以转子发动机体积很小,具有布局方便、不占空间的优点 。即使台车配备了双叉臂悬架,也不难配备大悬架,因为发动机体积大,也有利于整车的平衡和重心 。
转子的每个冲程 。
气缸体受热不均匀 。从上图以及转子发动机运转时各过程的状态可以看出,转子发动机的进气和喷油(图中未显示)总是出现在茧壳的上半部,而点火和做功则发生在茧壳的中下部(为了便于理解,使用了上下部),这将导致茧壳左上方温度低,右下方温度高 。茧壳长期运行必然会导致一些密封部件变形失效 。但是,活塞发动机不是资源网,已经在同一个位置完成了四个冲程!
动态燃烧室导致燃烧不良 。活塞式发动机活塞到达上止点后,气缸内仍有一部分空(上图右) 。这个空就是燃烧室 。对于往复活塞式发动机,燃烧室是静止的(相对而言),相对静止的燃烧室对燃烧很有帮助 。然而,转子发动机不是 。本产品燃烧室处于动态状态,即位置在移动(下图左侧两个火花塞) 。混乱的漩涡使火焰无序蔓延,导致燃烧不良 。就算马自达给两个火花塞,也只能改进,解决不了!
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