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未能发扬光大的转子发动机究竟是为何?

2017-12-15 08:27    艾森ECU升级(北京运营中心)

这个世界上,目前还在转子发动机领域发力的,也基本只剩下倔强的马自达的,这个车厂对技术的不断坚持,确实值得我们给予热烈的掌声。

 

一般汽车上使用的是活塞往复式发动机,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,需要使用曲柄连杆机构。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,重量更轻,且振动和噪声较低。

转子发动机的运动特点是:三角转子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,这与往复运动式发动机的活塞与曲轴1:1的运动关系完全不同。

正是基于这些原因,转子发动机具有几个明显的优势,转子引擎的转子每旋转一圈作功三次,与一般四冲程发动机每旋转两圈才作功一次相比,具有高马力容积比(引擎容积较小就能输出较多动力,所以RX-8上的1.3L发动机,动力相当于2.5L发动机)的优点。另外,由于转子引擎轴向运转特性,不需要精密的曲轴平衡就能达到较高的运转转速。整个发动机只有两个转动部件,与一般四冲程发动机具有进、排气活门等二十多个活动部件相比结构大大简化,发生故障的可能性大大减小。此外,上面说过的转子引擎的优点还包括体积较小、重量轻、震动小等。

当然, 事物总是一分为二的,有优点就有缺点,而且正是因为某些致命的缺点,导致转子发动机一直以来都没能推广普及。首先,转子发动机的油耗高,污染重,这在目前环保呼声日益强大的时代,显然有点不合时宜了。由于没有往复式发动机的高压缩比,转子发动机的燃烧不很充分,虽然马自达曾给转子发动机增加了单涡轮增压和双涡轮增压等装置,但只是提高了输出马力,并适度减少了尾气排放,但还是与往复式发动机有很大差距。

其次,磨损严重,零部件寿命短,这与汽车作为耐用消费品也背道而驰。由于三角转子引擎的相邻容腔间只有一个径向密封片,径向密封片与缸体始终是线接触,并且径向密封片上与缸体接触的位置始终在变化,因此三个燃烧室非完全隔离(密封),径向密封片磨损快。引擎使用一段时间后容易因为油封材料磨损而造成漏气问题,大幅增加油耗与污染。而且,其独特的机械结构也使其维修较困难。

另外,利益问题也是其发展受限的一个重要原因。传统的往复式发动机生产厂家们,对往复式发动机已投入了大量财力人力物力,在往复式发动机潜力还没挖掘尽时,转而投入更大量的人力财力和物力去研发缺点与汽车行业大势所趋格格不入、前景很不明朗的转子发动机领域,任何一个车企领导者都不太可能这么做。况且,还有各种环保法规的出台,也预示着转子发动机的末日。

 

 

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