雙轉子發動機

雙轉子發動機

提起馬自達RX8,首先想到的就是它獨具特色的雙轉子發動機,人們都會為它接近9000轉/分的轉速和231匹強大功率讚嘆不已,因為它僅僅只有1.3升的排氣量。

構造非常簡單,總的來說,就是由缸體和轉子以及輸出軸構成了它的本體 比起活塞式發動機龐大的曲柄連桿機構,複雜的配氣機構,它的構造可以說簡單了很多倍,運動部件也只有轉子和輸出軸,沒有氣門,沒有凸輪軸,沒有正時鏈條。

轉子發動機


提起馬自達RX8,首先想到的就是它獨具特色的雙轉子發動機,人們都會為它接近9000轉/分的轉速和231匹強大功率讚嘆不已,因為它僅僅只有1.3升的排氣量。構造非常簡單,總的來說,就是由缸體和轉子以及輸出軸構成了它的本體 比起活塞式發動機龐大的曲柄連桿機構,複雜的配氣機構,它的構造可以說簡單了很多倍,運動部件也只有轉子和輸出軸,沒有氣門,沒有凸輪軸,沒有正時鏈條。

運行


編輯
傳統的活塞往複式發動機,是靠連桿和曲軸把活塞的直線運動轉換成了旋轉運動。而活塞是靠汽油燃燒產生的高壓氣體推動的,所以從燃燒,到旋轉力矩的輸出需要一套非常複雜的曲柄連桿機構轉換。轉子發動機呢?什麼都沒有,它是直接用燒產生的高壓氣體推動轉子旋轉的。它也有四個衝程,跟活塞往複式發動機一樣,也分進氣,壓縮,做功和排氣,但它並不是靠氣門的開閉來控制換氣的,而是通過轉子自身對進排氣口的掃氣進行換氣的(如圖):
如上圖,轉子為順時針方向旋轉,當掃氣條掃過進氣口之前,隨著轉子的運動,汽缸的容積會越來越大,此時正好產生負壓進氣,當掃氣條掃過進氣口以後,進氣停止;隨著轉子的繼續運動,汽缸內的體積會越來越小,此時進行的就是壓縮衝程;當汽缸容積小到接近臨界值時,火花塞點火,引燃缸內混合氣體,氣體急速膨脹,推動轉子繼續順時針方向轉動,隨後汽缸容積變大,當掃氣條運動到排氣口時,做功完成;掃氣條掃過排氣口以後,排氣口與汽缸相通,此時開始排氣衝程,轉子仍然順時針方向運動,汽缸容積變小,將缸內廢氣排出,如此循環下去。
轉子發動機是直接把燃燒產生的熱能轉換成了旋轉能量。因此發動機的運動部件非常簡單,所以質量很小,旋轉慣性也很小,轉速自然就很容易提高了。這樣9000轉/分的高轉速就不足為怪了。那麼1.3L的排量又是怎樣產生231匹的強大動力的呢?其實並不是轉子發 動機汽缸對熱能的轉換效率有多高,而是他在一個衝程的時間內做功的機會比普通活塞式發動機多罷了。從上圖我們可見,轉子有3個面,當轉子在旋轉時,這三個面是同時工作的。為了便於理解轉子發動機的4個衝程,上圖中我只列出了一個轉子面的工作過程,但事實上,還有兩個面也是同時開工的:
這就意味著輸出軸每轉動一周,發動機要做三次。而四衝程發動機的曲軸每轉兩周發動機才做一次功一樣,所以在排量不變的情況下,動力輸出自然就成倍的提高。所謂雙轉子,就是把兩個轉子發動機串聯在一起,相當於多缸發動機把幾個汽缸串聯在一起一樣,既能提高輸出功率,又能平衡旋轉時產生的震動。所以一個1.3升雙轉子發動機的實際工作情況就相當於一台7.8升V12發動機的工作能力一樣。那麼它能輸出231匹的動力就不足為奇了,同樣,14L/100KM的驚人油耗也不足為奇了。所以我們不難看出,轉子發動機並不是提高了把熱能轉換成機械能的工作效率,而是相當於把V6發動機更簡化了一樣。
既然簡化,當然有簡化的好處,首先,轉子發動機比普通活塞式發動機要輕很多,那麼運動慣性就小了很多,這樣有利於提高轉速,而且油門響應特別快;體積也比普通活塞式發動機小很多,更有利於布置,能更輕鬆的做到前後軸50:50的重量分配。而且也有利與車身前端的造型,可以讓引擎蓋設計得更低,提高駕駛者視野和拓展車內空間。
高轉速,能讓駕駛者心血沸騰,也能使整車在中後段衝勁十足!重量的減輕和前後重心分配的均勻,讓整車擁有更好的動力性和操控性,使轉向更加敏銳和精確。由於發動機省去了複雜的配氣機構,所以即便是在高轉速運轉時也沒有讓人煩躁的金屬敲擊的聲音,伴隨著人們耳旁的只有高轉速下,掃氣條與汽缸壁的摩擦聲,因此它擁有與眾不同的聲浪,也能讓人們在高速駕御它時更加興奮!

優缺點


編輯
雙轉子發動機
雙轉子發動機
所以單從技術角度上來評價該款發動機:

優點

1:高轉速大功率
2:重量輕,油門響應快

缺點

1:扭力小,起步加速無力
2:由於該技術完全沒有普及,所以保養維護很困難。
3:機械效率低於20%

運行


傳統的活塞往複式發動機,是靠連桿和曲軸把活塞的直線運動轉換成了旋轉運動。而活塞是靠汽油燃燒產生的高壓氣體推動的,所以從燃燒,到旋轉力矩的輸出需要一套非常複雜的曲柄連桿機構轉換。轉子發動機呢?什麼都沒有,它是直接用燒產生的高壓氣體推動轉子旋轉的。它也有四個衝程,跟活塞往複式發動機一樣,也分進氣,壓縮,做功和排氣,但它並不是靠氣門的開閉來控制換氣的,而是通過轉子自身對進排氣口的掃氣進行換氣的(如圖):
如上圖,轉子為順時針方向旋轉,當掃氣條掃過進氣口之前,隨著轉子的運動,汽缸的容積會越來越大,此時正好產生負壓進氣,當掃氣條掃過進氣口以後,進氣停止;隨著轉子的繼續運動,汽缸內的體積會越來越小,此時進行的就是壓縮衝程;當汽缸容積小到接近臨界值時,火花塞點火,引燃缸內混合氣體,氣體急速膨脹,推動轉子繼續順時針方向轉動,隨後汽缸容積變大,當掃氣條運動到排氣口時,做功完成;掃氣條掃過排氣口以後,排氣口與汽缸相通,此時開始排氣衝程,轉子仍然順時針方向運動,汽缸容積變小,將缸內廢氣排出,如此循環下去。
轉子發動機是直接把燃燒產生的熱能轉換成了旋轉能量。因此發動機的運動部件非常簡單,所以質量很小,旋轉慣性也很小,轉速自然就很容易提高了。這樣9000轉/分的高轉速就不足為怪了。那麼1.3L的排量又是怎樣產生231匹的強大動力的呢?其實並不是轉子發 動機汽缸對熱能的轉換效率有多高,而是他在一個衝程的時間內做功的機會比普通活塞式發動機多罷了。從上圖我們可見,轉子有3個面,當轉子在旋轉時,這三個面是同時工作的。為了便於理解轉子發動機的4個衝程,上圖中我只列出了一個轉子面的工作過程,但事實上,還有兩個面也是同時開工的:
這就意味著輸出軸每轉動一周,發動機要做三次。而四衝程發動機的曲軸每轉兩周發動機才做一次功一樣,所以在排量不變的情況下,動力輸出自然就成倍的提高。所謂雙轉子,就是把兩個轉子發動機串聯在一起,相當於多缸發動機把幾個汽缸串聯在一起一樣,既能提高輸出功率,又能平衡旋轉時產生的震動。所以一個1.3升雙轉子發動機的實際工作情況就相當於一台7.8升V12發動機的工作能力一樣。那麼它能輸出231匹的動力就不足為奇了,同樣,14L/100KM的驚人油耗也不足為奇了。所以我們不難看出,轉子發動機並不是提高了把熱能轉換成機械能的工作效率,而是相當於把V6發動機更簡化了一樣。既然簡化,當然有簡化的好處,首先,轉子發動機比普通活塞式發動機要輕很多,那麼運動慣性就小了很多,這樣有利於提高轉速,而且油門響應特別快;體積也比普通活塞式發動機小很多,更有利於布置,能更輕鬆的做到前後軸50:50的重量分配。而且也有利與車身前端的造型,可以讓引擎蓋設計得更低,提高駕駛者視野和拓展車內空間。
高轉速,能讓駕駛者心血沸騰,也能使整車在中後段衝勁十足!重量的減輕和前後重心分配的均勻,讓整車擁有更好的動力性和操控性,使轉向更加敏銳和精確。由於發動機省去了複雜的配氣機構,所以即便是在高轉速運轉時也沒有讓人煩躁的金屬敲擊的聲音,伴隨著人們耳旁的只有高轉速下,掃氣條與汽缸壁的摩擦聲,因此它擁有與眾不同的聲浪,也能讓人們在高速駕御它時更加興奮!

優缺點


所以單從技術角度上來評價該款發動機:

優點

1:高轉速大功率
2:重量輕,油門響應快

缺點

1:扭力小,起步加速無力
2:由於該技術完全沒有普及,所以保養維護很困難。
3:機械效率低於20%