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在新时代复活 马自达转子发动机简析

2015年11月05日00:01
来源:搜狐汽车 作者:滕飞
第3页 :转子发动机的结构与优缺点

  ●转子发动机的结构与工作原理

  比起传统活塞往复式发动机,转子发动机构造要简单的多。没有曲柄连杆机构,舍弃了配气相位机构。这让转子发动机的体积更小、重量更轻。

转子发动机

  转子发动机主要由转子外壳、转子、侧边外壳、偏心轴和气封等部件构成。转子外壳相当于传统活塞往复式发动机的缸体,内表面的电镀图层有极强的耐磨性。在外壳一侧设有进/排气口,另一侧用来安放火花塞。

三角转子

  外壳里面就是转子。转子被设计成边缘带有弧度的三角形,内表面有齿圈,与偏心轴相连。外表面开有凹槽,作用相当于传统发动机的活塞。转子在外壳中做偏心旋转运动,它的大小直接决定转子发动机的压缩比。

  转子在外壳内运动的轨迹是一个“8”字,产生偏心旋转运动,推动偏心轴旋转。偏心轴的作用于传统发动机的曲轴相同,用于将动力传导至传动系统。

转子

  在三角形转子的三个顶点上各有一个气封,它类似于传统发动机活塞环的作用。气封与转子连接的位置有一个弹簧,将气封往外推,保持其始终与外壳内壁紧密接触,令外壳与转子之间的空间被气封分成三个独立的腔室。

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  工作时,连接偏心轴的三角转子会开始绕“8”字,这时它与外壳形成的三个密闭空间会不断改变大小,用来完成类似传统发动机的进气、压缩、做功和排气四个过程。

行程

  而转子发动机的巧妙,就在这个“8”字上。传统发动机想要完成一个工作循环,曲轴需要转动两圈;而转子发动机中的转子旋转一周,可以完成三次工作循环。这就意味着,传统发动机曲轴旋转一周的时间,转子发动机偏心轴已经转了三周,他们的转速比为1:3。

示意图

  此外转子发动机将油气混合物的燃烧膨胀力直接转化为扭矩,而传统活塞往复式发动机将燃烧膨胀力首先转化为直线运动,再由曲轴转化为旋转运动。相比之下转子发动机减少了一个步骤,效率更高。

  ●转子发动机的优势

  转子发动机在工作时只有偏心轴和转子两个转动部件,与传统活塞往复式发动机相比结构更简单,这让其体积更小重量更轻,故障率更低,可以将其布置在更靠近车辆中部的位置,以平衡整车配重。

体积

  由于没有活塞的往复运动,化学能转化动力势能的效率更高,转子发动机不需要精密的曲轴平衡就可以迅速提升转速。当发动机达到9000rpm转速时,传统发动机活塞每秒需要完成300个冲程,活塞上下运动达到9000次;而同样情况下,转子发动机的转子只有3000rpm转速。

  由于转子发动机转子工作时是轴向旋转运动,相比传统发动机活塞的水平直线往复运动更平顺,所以转子发动机的震动和噪音都更小。

  ●转子发动机的劣势

  这里要给那些觊觎转子发动机排量小转速高,妄图以此逃避排量税的朋友泼盆冷水。由于转子发动机的工作原理与活塞往复式发动机不同,世界各国在定制排量水时,对于转子发动机都是实际排量乘以2来作为最终排量的。这也是转子发动机没落的原因之一

燃烧不充分

  除了排放问题,由于转子发动机燃烧时间短,造成了油气混合物燃烧不充分,没有往复式发动机的高压缩比,故油耗远高于后者。此外,转子发动机还会在启动和低转速时排出大量碳氢化合物,这在当今严格的排放法规看来,简直天理难容。

磨损

  而转子发动机由于燃烧室始终处于运动状态,爆炸过程中火焰传播的形态很不理想,对点火系统的要求极高,制造和维修成本也高于传统往复式发动机。

  转子发动机的角封由于一直和外壳接触,且长期处于无法良好润滑的情况之下,对外壳内壁的磨损也非常严重,大大影响了转子发动机的使用寿命。一般传统往复式发动机50万公里还在跑,但转子发动机可能在30万公里的时候就以及夭折了。

  总结

  在如今这个时代,活塞往复式发动机发展迅速,排放法规日益严格。马自达又将神话从尘封的记忆中捧出来续写,想必已经想到了解决之法。从上世纪六十年代至今,马自达无论发展困难与否,都未曾放弃转子发动机的研发。这在其他厂商看来,可谓冥顽不灵。可正式这股劲头,让马自达能够屹立至今。

end

  马自达现任社长小饲雅道在RX-VISION概念车发布时说:“50年前,马自达挑战转子发动机的研发,并成功实现了实际应用和量产。此后,经历无数曲折苦难,虽然转子发动机车型已不再量产,但总有一天会再一次得到世人的瞩目。”

  创驰蓝天技术的成功,让马自达获得了丰厚利润。手头儿有了些结余的马自达,将尘封的镇宅之宝再次祭出。为了符合现今的情况,马自达势必要将转子发动机高油耗、高排放、高磨损的三高病症解决。如今转子引擎加入创驰蓝天阵营,说不定,这次神话将不灭。

(责任编辑:滕飞)
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