转子发动机文档格式.docx

1、油耗也比上一代转子发动机降低了30%，100km约耗油11公升，废气排放降低了70%，达到欧三标准，提高了90匹的马力转子引擎是用转子驱动，普通引擎是用活塞罗，这就是区别。自从马自达开始从事完善转子发动机的研发工作，公司就成功利用这种发动机本身所固有的轻量化、结构紧凑和高动力性能的优点，同时逐步克服其耗油和废气排放量大的缺点。在为RX-7开发的13BREW涡轮增压转子发动机上，马自达在转子发动机的发展中，就最大功率而言，达到了它的一个技术高峰。 然而推动马自达转子发动机开发的激情和梦想永无止境。工程师开始努力让这种动力装置更紧凑，并提高它的进气和燃烧效率。这些努力在MSP-RE上达到充分体现，

2、并在1995年东京汽车展中推出的RX-01概念车上安装了这种发动机。自然吸气式MSP-RE 随后作为RX-8的动力总成进行批量生产，并更名为RENESIS，它代表着“The RE （rotary engine）s GENESIS”（ 转子发动机的起源）。RENESIS转子式发动机，这种自然吸气式转子发动机在8,500 rpm下能够产生184 kW （250 PS）的最大功率（针对日本的高功率车型），结构紧凑的轻量化车身使RX-8得以采用先进的前中置动力总成布置，和以前的RX-7相比，发动机位置更低更*后。由于RENESIS具有平稳的性能、紧凑的尺寸和独特的行驶特点，在全新的RX-8推出不久，即

3、在2003年6月被命名为International Engine of the Year（国际年度最佳发动机）。作为世界上唯一的转子发动机制造商，同时作为被全世界驾驶员高度评价的跑车生产商，马自达不断地努力把公司的梦想变为现实。正是这种梦想和我们在跑车开发中投入的热情，使马自达的客户对创新性的RENESIS发动机拥有很高的期望度。 汪克尔型转子发动机的结构和工作原理 在过去的400年中，许多发明家和工程师一直都想开发一种连续运转的内燃机。人们希望有朝一日往复活塞式内燃机将被优雅的原动力引擎所取代，它的运动轨迹应该非常接近人类伟大的发明之一：轮子。实际上，在十六世纪末期，在出版物中首次出现“连续

4、运转内燃机”的说法。连杆和曲柄机构的发明人沃特詹姆斯 （1736-1819），也曾研究转子式内燃机。特别是在过去的150年里，发明者提出了许多关于转子发动机结构的提案。在1846年，人们画出了当今转子发动机工作室的几何结构，设计了使用外旋轮线的第一辆概念发动机。但是，这些概念都没有实用化，直到汪克尔菲加士博士在1957年研制出汪克尔转子发动机。 汪克尔博士通过研究和分析各种转子发动机类型的可行性，找到了旋轮线壳体的最佳形状。他对飞机发动机上所用的回转阀以及增压器的气密性密封机构具有深刻的了解，这些机构在其设计中的使用，使汪克尔型转子发动机得以实用化现代的转子发动机由茧形壳体（一个三角形转子被安

5、置在其中）组成。转子和壳体壁之间的空间作为内部燃烧室，通过气体膨胀的压力驱动转子旋转。和普通内燃机一样，转子发动机必须在其工作室中相继形成进气、压缩、燃烧和排气四个工作过程。如果将三角形的转子放置在圆形壳体的中心部，工作室将不会随着壳体内部转子的旋转而在体积上发生变化。即使空燃混合气在那里点燃，燃烧气体的膨胀压力也仅作用在转子的中部，不会产生旋转。这就是为什么壳体的内侧圆周被设计成旋轮线外形并和安装在偏心轴上的转子组装在一起的原因。因此，每转一圈，工作室的体积变化两次，从而实现内燃机的四个工作过程。在汪克尔型转子发动机上，转子的顶点随着发动机壳体内圆周的椭圆形壳体而运动，同时保持与围绕在发动机

6、壳体中心的一个偏心轨道上的输出轴齿轮的接触。三角形转子的轨道是用一个相位齿轮机构来规定的。相位齿轮包括安装在转子内侧的一个内齿圈和安装在偏心轴上的一个外齿轮。如果转子齿轮在其内侧有30个齿，轴齿轮将在其外原周上有20个齿，由此得到其齿数比为3:2。由于这一齿数比，转子和轴之间的转速比被限定为1:3。 和偏心轴相比，转子有较长的转动周期。转子转动一圈，偏心轴转动三圈。当发动机转速为3000 rpm时，转子的速度只有1000 rpm。 与传统往复式发动机的比较 往复式发动机和转子发动机都依*空燃混合气燃烧产生的膨胀压力以获得转动力。两种发动机的机构差异在于使用膨胀压力的方式。在往复式发动机中，产生

7、在活塞顶部表面的膨胀压力向下推动活塞，机械力被传给连杆，带动曲轴转动。对于转子发动机，膨胀压力作用在转子的侧面。从而将三角形转子的三个面之一推向偏心轴的中心。（见图中PG）。这一运动由两个分开的力作用而成。一个是指向输出轴中心（见图中的Pb）的向心力，另一个是使输出轴转动的切线力（Ft）。 壳体的内部空间（或旋轮线室）总是被分成三个工作室。在转子的运动过程中，这三个工作室的容积不停地变动，在摆线形缸体内相继完成进气、压缩、燃烧和排气四个过程。每个过程都是在摆线形缸体中的不同位置进行，这明显区别于往复式发动机。往复式发动机的四个过程都是在一个汽缸内进行的。 转子发动机的排气量通常用单位工作室容积

8、和转子的数量来表示。例如，对于型号为13B的双转子发动机，排量为“654cc 2”。 单位工作室容积指工作室最大容积和最小容积之间的差值；而压缩比是最大容积和最小容积的比值。往复式发动机上也使用同样的定义。 如上一页图中所示，可看到转子发动机工作容积的变化，以及与四循环往复式发动机的差别。尽管在这两种发动机中，工作室容积都成波浪形稳定变化，但二者之间存在着明显的不同。首先是每个过程的转动角度：往复式发动机转动180度，而转子发动机转动270度，是往复式发动机的1.5倍。换句话说，在往复式发动机中，曲轴（输出轴）在四个工作过程中转两圈（720度）；而在转子发动机中，偏心轴转三圈（1080度），转

9、子转一圈。这样，转子发动机就能获得较长的过程时间，而且形成较小的扭矩波动，从而使运转平稳流畅。此外，即使在高速运转中，转子的转速也相当缓慢，从而有更宽松的进气和排气时间，为那些能够获得较高的动力性能的系统的运行提供了便利。汪克尔型转子发动机的特点 体积小重量轻： 转子发动机有几个优点，其中最重要的一点是减小了体积和减轻了重量。在运行安静性和平稳性两方面，双转子RE相当于直列六缸往复式发动机。在保证相同的输出功率水平前提下，转子式发动机的设计重量是往复式的三分之二，这个优点对于汽车工程师们有着无比的吸引力。特别是近年来，在防撞性（碰撞安全）、空气动力学、重量分布和空间利用等方面的要求越来越严格。

10、精简结构： 由于转子发动机将空燃混合气燃烧产生的膨胀压力直接转化为三角形转子和偏心轴的转动力，所以不需要设置连杆，进气口和排气口依*转子本身的运动来打开和关闭；不再需要配气机构，包括正时齿带、凸轮轴、摇臂、气门、气门弹簧等，而这在往复式发动机中是必不可少的一部分。综上所述，转子发动机组成所需要的部件大幅度减少。均匀的扭矩特性： 根据研究结果，转子发动机在整个速度范围内有相当均匀的扭矩曲线，即使是在两转子的设计中，运行中的扭矩波动也与直列六缸往复式发动机具有相同的水平，三转子的布置则要小于V型八缸往复式发动机。 运行更安静，噪音更小： 对于往复式发动机，活塞运动本身就是一个振动源，同时气门机构也

11、会产生令人讨厌的机械噪音。转子发动机平稳的转动运动产生的振动相当小，而且没有气门机构，因此能够更平稳和更安静的运行。可*性和耐久性： 如前所述，转子的转速是发动机转速的三分之一。因此，在转子发动机以9000 rpm的转速运转时，转子的转速约为该转速的三分之一。另外，由于转子发动机没有那些高转速运动部件，如摇臂和连杆，所以在高负荷运动中，更可*和更耐久。在1991的勒芒汽车赛中的大获全胜就充分证明了这一点。汪克尔博士通过研究和分析各种转子发动机类型的可行性，找到了旋轮线壳体的最佳形状。他对飞机发动机上所用的回转阀以及增压器的气密性密封机构具有深刻的了解，这些机构在其设计中的使用，使汪克尔型转子发

12、动机得以实用化。缸体内部空间总是被分成三个工作室，转子转动这些工作室也在运动。依次在摆线型缸体内的不同位置完成进气、压缩、作功（燃烧）和排气四个过程。子和壳体壁之间的空间作为内部燃烧室，通过气体膨胀的压力驱动转子旋转。和普通内燃机一样，转子发动机必须在其工作室中相继形成四个工作过程。和偏心轴相比，转子有较长的转动周期。当发动机转速为3000 转/分时，转子的速度只有1000 转/分。与传统往复式发动机的比较往复式发动机和转子发动机都依*空燃混合气燃烧产生的膨胀压力以获得转动力。从而将三角形转子的三个面之一推向偏心轴的中心（见图中力PG）。这一运动在两个分力的力作用下进行。壳体的内部空间（或旋轮

13、线室）总是被分成三个工作室。转子发动机的排气量通常用单位工作室容积和转子的数量来表示。例如，对于型号为13B的双转子发动机，排量为654cc 2。单位工作室容积指工作室最大容积和最小容积之间的差值；如图中所示，转子发动机工作容积的变化，以及与四循环往复式发动机的比较。我们都知道，一般车辆使用的是四行程活塞引擎，引擎要上下各两次才能完成一次循环，所以被称为四行程引擎。而转子引擎并没有活塞，有的是一颗三角弧型的转子。当然也没有汽缸壁，而是一个8字型的气室，而转子就是在这8字型的气室内咕噜咕噜的转动。是的！转子在气室内不是规规矩矩的绕著同一个轴心转动的，如果转子真的是绕著固定轴心转动，那气室的形状将

14、会是圆形，进气、压缩、动力、排气的内燃机四大基础动作将不存在，所以转子的驱动轴是偏心的，也就因为驱动轴是偏心的，所以转子才会忽上忽下忽左忽右的旋转，因此气室才会形成8字型。这时气室就被三角弧型的转子分成了三份，而且大小会有变化，这大小的变化量就是转子引擎的排气量。这时只要在气室的腰部上下开孔，孔就会因转子膨胀或压缩气室内的空间而变成进排气孔，而没开口的腰部，空气就会被压缩及膨胀，这时只要有火星塞就可以引爆汽油混合气，这样转子引擎就有了进气、压缩、动力、排气四个基础行程而可以运作。而且因为转子是三角形的，所以有三个独立运作的空间，于是转子转一圈就会有三次的动力行程，媲美三缸活塞引擎。除了8字型气

15、室与三角型转子外，转子引擎还有一个很重要的比例，那就是转子齿与驱动齿的齿比绝对是2：3。于是，这又带出一个转子引擎的绝对现象，就是转子转1圈驱动轴转3圈。等等！齿比不是2：3吗？怎么转速比不是3：2而是3：1。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3圈。这也讲到转子引擎容易高转速化的优点，例如引擎转速9000rpm时，转子才3000rpm而已，不像活塞引擎在9000rpm时，活塞每分钟上下9000次共18000行程！ 知道转子转速与驱动轴转速的比例后，我们就能比较转子引擎与四行程活塞引擎的相对关系，当转子转1圈的时候驱动

16、轴转3圈，驱动轴转3圈就代表飞轮转了3圈，而转子转一圈有三次动力行程，也就是说飞轮每一转就有一次动力。而四行程活塞引擎要运转两圈才有一次，若要达到每一转就有一次动力则需要两缸，也就是说相同的转速下，一个转子相当于两缸。不过，MAZDA一直对外宣称双转子相当于6缸引擎又是怎么一回事呢？这就要看动力时间了。四行程引擎由于每两转完成四个行程，所以动力行程为半圈180，而转子转一圈驱动轴转了三圈，所以动力行程为3/4圈270，每次动力行程较四行程活塞引擎多了50，再加上同转速下一个转子相当于两缸，就变成动力时间长度相当于3缸引擎，所以双转子就拥有与六缸引擎等长的动力重叠时间，等于运转平顺度同于六缸引擎。但这个270的动力行程也成为转子引擎的致命伤，相对于四行程活塞引擎的180，转子引擎多了1.5倍的燃烧时间，使得平均压力降低了约18.76，说白点就是扭力只有同排气量活塞引擎的81.24。算到最后可以得知转子引擎的动力相当于1.625倍同排气量的活塞引擎，可是同时间的耗油量却是两倍，注定了转子引擎耗油的宿命。综合来说，转子引擎有著很小的体积、很轻的重量、简单而扎实的结构，有著同排气量活塞引擎1.625倍的动力、2倍的油耗，动力平顺、震动与噪音都较活塞引擎低，具有超高转速的潜力等，如果油耗不是问题的话，转 子引擎几乎都优于活塞引擎