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转子发动机会成为主流吗(高手解释下)

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发表于 2-10-2010 05:00:27 | 显示全部楼层 |阅读模式

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转子发动机(Wankel Engine、Rotary Engine)
  目前在商品汽车上普遍使用往复式活塞发动机。还有一种知名度很高,但应用很少的发动机,这就是三角活塞旋转式发动机,也就是转子发动机。这种发动机是由德国人菲加士·汪克尔(Felix Wankel,1902-1988)所发明,他在总结前人的研究成果的基础上,解决了一些关键技术问题,研制成功了第一台转子发动机。转子发动机采用三角转子旋转运动来控制压缩和排放,与传统的活塞往复式发动机的直线运动迥然不同

转子发动机的工作原理
        一般发动机是往复运动式发动机,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,必须使用曲柄连杆机构。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,重量较轻,而且振动和噪声较低,具有较大优势。
  转子发动机的运动特点是:三角转子的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
  转子发动机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靠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(见图中力PG)。这一运动在两个分力的力作用下进行。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。
  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。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。



优点和缺点
     转子引擎的转子每旋转一圈就作功一次,与一般的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)的优点。另外,由于转子引擎的轴向运转特性,它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,与一般的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,故障的可能性也大大减小。除了以上的优点外,转子引擎的优点亦包括体积较小、重量轻、低重心等。
  相对地,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。引擎使用一段时间之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。其独特的机械结构也造成这类引擎较难维修。
  虽然转子引擎具有以小排气量、利用高转速而产生高输出的特性,但由于运转特性与往复式引擎的不同,世界各国在制订与引擎排气量相关的税则时,皆是以转子引擎的实际排气量乘以二来作为与往复式引擎之间的比较基准。举例来说,日本马自达(Mazda)旗下搭载了转子引擎的RX-8跑车,其实际排气量虽然只有1308立方厘米,但在日本国内却是以2616立方厘米的排气量来作为税级计算的基准。


如果可以改掉排气超标问题 会是什么样呢?  据说2013年 马自达(Mazda)会上市RX-9 但是发动机将不会继承RX-7 RX-8


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发表于 3-10-2010 15:00:43 | 显示全部楼层
只是个人的见解,我认为转子发动机不会成为社会的主流产品,它也只能适用于F1赛车等车上,随着汽车的发展,以及现在车辆的用电设备的增加,以后的车辆将会成为电动节能车。如果你想作这方面的研究,我还是很支持的,不过市场份额很小,要慎重。
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发表于 4-10-2010 13:26:52 | 显示全部楼层
随着时间推进,技术不断完善,工艺水平提高,也许不久的将来会成为主流.
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  • TA的每日心情
    郁闷
    17-8-2015 18:05
  • 签到天数: 3 天

    [LV.2]偶尔看看I

    发表于 24-10-2010 14:59:26 | 显示全部楼层
    只有马自达的RX-7商品化了!普及不太可能!~
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    发表于 2-11-2010 15:24:07 | 显示全部楼层
    技术要先成熟 了再说
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    发表于 2-11-2010 18:14:05 | 显示全部楼层
    可能还没有达到引起技术革命的那个点上
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    发表于 4-11-2010 21:01:22 | 显示全部楼层
    普及大众化,大概不行吧,它的费用都挺高的,
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    发表于 14-11-2010 20:50:19 | 显示全部楼层
    不太可能成为主流,第一,维修麻烦是关键问题,第二,成本什么的也是该考虑的问题
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    发表于 17-11-2010 21:15:11 | 显示全部楼层
    未来的市场应该是以电动和油电混合为主,纯电的还是缺点多,毕竟现在有太多技术难题没有克服
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    发表于 19-11-2010 12:51:37 | 显示全部楼层
    维修什么的太麻烦了,而且很多关键技术没有解决,磨损很严重,现在好像就MAZDA的RX-8用的是转子
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    发表于 21-11-2010 00:22:24 | 显示全部楼层
    转子发动机经过这么多年的发展,技术已经成熟,制造工艺也得到很好的解决,但是转子发动机有一个致命的弱点,影响到它的普及,转子发动机油耗非常高,燃油效率与传统往复式活塞发动机相比较低,在燃油费日趋升高的今天,转子发动机的普及基本已经不可能取代活塞式发动机
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    发表于 21-11-2010 05:20:34 | 显示全部楼层
    主流方向是节能环保
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    发表于 1-12-2010 08:28:35 | 显示全部楼层
    要想成为主流,必须在综合性能方面要比往复活塞式发动机有明显的优势才行
    毕竟目前是往复活塞式发动机的天下
    个人不看好转子发动机
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    发表于 16-12-2010 22:30:41 | 显示全部楼层
    不可能成为主流的!技术要求太高,能做的企业太少!维修成本太高,没几个会修的!就马自达在用功。。。
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    发表于 27-1-2011 16:02:33 | 显示全部楼层
    转子发动机出来有些年头了,要普及的话早就普及了,到现在没普及,咸鱼翻不了身了
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