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超硬核!“转子”的秘密看这里就够了

2022年02月19日 07:51:03
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来源:改联网
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今天我们来聊聊转子发动机。

提到转子发动机,就不得不提马自达马自达是唯一在勒芒24小时耐力赛拿过冠军的日本车厂。

关于马自达的小知识:1920年成立于日本广岛,公司成立初期名为“东洋软木株式会社”,主要是制造软木一类的制品,之后1923年马自达经历了日本最严重的地震“关东大地震”,由于城市重建问题于1927年更名为“东洋工业株式会社”开始研发工业机械用具。马自达的第一款车型就是在那个年代应运而生,名为Mazda Go是一款机动三轮车。

1984年,马自达以松田重次郎的姓氏(Matsuda)发音相近的Mazda为品牌重新命名。Mazda 意为追逐光明、善良的意思。

马自达转子引擎作为汪克尔引擎(Wankel engine)的遗孤,被无数汽车迷津津乐道。相比以发明者名称命名的叫法,转子引擎(Rotary Engine)更能突显转子在这种引擎中起到的重要作用。

相对一般发动机的优势

常规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,必须使用曲柄滑块机构,这无疑增加了发动机的复杂性。

转子发动机则不同,连接在转子上的输出轴会随着转子本身的转动一起转动。取消了无用的直线运动带来的好处有很多,以双缸汽油转子发动机为例,相比同等功率的6缸汽油传统发动机,它的零件总数约少20%,体积约小30%,自重降低近一半。

既然转子如此重要,它的设计自然备受瞩目,那为什么莱洛三角形最终被选中呢?这一切还得从莱洛三角形的特性说起。 莱洛三角形是除了圆形以外,最简单易懂的勒洛多边形,一个定宽曲线。 定宽性用下图来解释最直接,我们会发现圆形旋转一定角度后,它依然能与上下两条线相切,也就是说它的宽度不会发生变化。

转子发动机虽然重量更低,热效率更高 但是转子发动机的油耗,转子寿命,以及造价等问题一直存在,被我们所熟知的转子车型有RX-7、RX-8。

运动特点

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。上述运动关系使得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。

具体有何特殊

图片来源:takumioil-motor

通过上图我们可以看到, 转子发动机气缸呈椭圆形,或者八字形、花生形。三角形转子在气缸内运动。 气缸侧壁,也就是平面上有两个开口,一个进气,一个排气,转子上的那个坑,就是燃烧室。

图片来源:mazdaRX-8、webcartop

通过简单的介绍你就会发现, 找不到存放机油的地方。那么怎么润滑呢?很简单,那就是汽油机油混合燃烧。 目前采用这种方法保证润滑,不过这也就说明转子发动机一直在烧机油的原因。

另外气缸是需要密封的, 这样燃烧后的气体才能推动活塞,因此密封好坏全靠活塞环,转子也有活塞环,叫做刮片。

转子每个角都有一个刮片, 转子的侧面也有刮片。此时,各位读者肯定会脱口而出一句话:天呐!转子发动机不就是单气环吗!

图片来源:weboption

没错,活塞发动机上的活塞都是, 两个气环外加一个油环,密封妥妥的,转子完全是单环在运作,怪不得寿命低呢。

单环磨损的会非常快 ,就算换了刮片也无济于事,因为异型气缸磨损的问题无法解决。

另外转子也没有气门这个东西, 进排气完全靠转子推动,或者说叫“扫气”,因此什么可变气门、可变正时就别想了。

到这里就揭开了转子的秘密了,我们欣喜地看到其在发动机领域里做出的贡献,希望能够在未来依然见到转子在发动机领域大放异彩。

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