馬自達發(fā)動機

1、馬自達發(fā)動機馬自達生產(chǎn)的轎車有一個特點,即馬自達是世界各大汽車公司中唯一還繼續(xù)生產(chǎn)裝轉(zhuǎn)子發(fā)動機轎車的公司。50年代末德國NSU公司推出轉(zhuǎn)子發(fā)動機以后,曾轟動一時,有不少汽車公司紛紛試驗在汽車上裝用這種發(fā)動機,但后來發(fā)現(xiàn)轉(zhuǎn)子發(fā)動機在燃燒室、轉(zhuǎn)子頂部密封等方面的問題,大都放棄了這種嘗試,可是馬自達堅持下來.轉(zhuǎn)子發(fā)動機介紹一轉(zhuǎn)子發(fā)動機的發(fā)展歷史    目前市場上的汽車普遍使用的是往復(fù)式活塞發(fā)動機。或許你不知道，還有一種知名度很高，但應(yīng)用很少的發(fā)動機，這就是三角活塞旋轉(zhuǎn)式發(fā)動機。轉(zhuǎn)子發(fā)動機與傳統(tǒng)往復(fù)式發(fā)動機的比較往復(fù)式發(fā)動機和轉(zhuǎn)子發(fā)動機都依靠空燃混合氣燃燒產(chǎn)生的

2、膨脹壓力以獲得轉(zhuǎn)動力。兩種發(fā)動機的機構(gòu)差異在于使用膨脹壓力的方式。在往復(fù)式發(fā)動機中，產(chǎn)生在活塞頂部表面的膨脹壓力向下推動活塞，機械力被傳給連桿，帶動曲軸轉(zhuǎn)動。轉(zhuǎn)子發(fā)動機 對于轉(zhuǎn)子發(fā)動機，膨脹壓力作用在轉(zhuǎn)子的側(cè)面。 從而將三角形轉(zhuǎn)子的三個面之一推向偏心軸的中心。這一運動在兩個分力的力作用下進行。一個是指向輸出軸中心的向心力，另一個是使輸出軸轉(zhuǎn)動的切線力。四行程的旋轉(zhuǎn)活塞式發(fā)動機簡稱轉(zhuǎn)子發(fā)動機。轉(zhuǎn)子發(fā)動機又稱為米勒循環(huán)發(fā)動機。它采用三角轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)運動來控制壓縮和排放，與傳統(tǒng)的活塞往復(fù)式發(fā)動機的直線運動迥然不同。這種發(fā)動機由德國人菲加士·汪克爾發(fā)明，在總結(jié)前人的研究成果的基礎(chǔ)上，解決了一些關(guān)

3、鍵技術(shù)問題，研制成功第一臺轉(zhuǎn)子發(fā)動機。二轉(zhuǎn)子發(fā)動機的工作原理    相對一般發(fā)動機的優(yōu)勢一般發(fā)動機是往復(fù)運動式發(fā)動機，工作時活塞在氣缸里做往復(fù)直線運動，為了把活塞的直線運動轉(zhuǎn)化為旋轉(zhuǎn)運動，必須使用曲柄連桿機構(gòu)。轉(zhuǎn)子發(fā)動機則不同，它直接將可燃氣的燃燒膨脹力轉(zhuǎn)化為驅(qū)動扭矩。與往復(fù)式發(fā)動機相比，轉(zhuǎn)子發(fā)動機取消了無用的直線運動，因而同樣功率的轉(zhuǎn)子發(fā)動機尺寸較小，重量較輕，而且振動和噪聲較低，具有較大優(yōu)勢。運動特點轉(zhuǎn)子發(fā)動機的運動特點是：三角轉(zhuǎn)子的中心繞輸出軸中心公轉(zhuǎn)的同時，三角轉(zhuǎn)子本身又繞其中心自轉(zhuǎn)。在三角轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動時，以三角轉(zhuǎn)子中心為中心的內(nèi)齒圈與以輸出軸中心為

4、中心的齒輪嚙合，齒輪固定在缸體上不轉(zhuǎn)動，內(nèi)齒圈與齒輪的齒數(shù)之比為3：2。上述運動關(guān)系使得三角轉(zhuǎn)子頂點的運動軌跡（即汽缸壁的形狀）似“8”字形。三角轉(zhuǎn)子把汽缸分成三個獨立空間，三個空間各自先后完成進氣、壓縮、做功和排氣，三角轉(zhuǎn)子自轉(zhuǎn)一周，發(fā)動機點火做功三次。由于以上運動關(guān)系，輸出軸的轉(zhuǎn)速是轉(zhuǎn)子自轉(zhuǎn)速度的3倍，這與往復(fù)運動式發(fā)動機的活塞與曲軸：的運動關(guān)系完全不同內(nèi)部結(jié)構(gòu)和工作原理殼體的內(nèi)部空間（或旋輪線室）總是被分成三個工作室。在轉(zhuǎn)子的運動過程中，這三個工作室的容積不停地變動，在擺線形缸體內(nèi)相繼完成進氣、壓縮、燃燒和排氣四個過程。每個過程都是在擺線形缸體中的不同位置進行，這明顯區(qū)別于往復(fù)式發(fā)動機。

5、往復(fù)式發(fā)動機的四個過程都是在一個汽缸內(nèi)進行的。轉(zhuǎn)子發(fā)動機的排氣量通常用單位工作室容積和轉(zhuǎn)子的數(shù)量來表示。例如，對于型號為13B的雙轉(zhuǎn)子發(fā)動機，排量為"654cc × 2"。單位工作室容積指工作室最大容積和最小容積之間的差值；而壓縮比是最大容積和最小容積的比值。往復(fù)式發(fā)動機上也使用同樣的定義。如下圖所示，轉(zhuǎn)子發(fā)動機工作容積的變化，以及與四循環(huán)往復(fù)式發(fā)動機的比較。盡管在這兩種發(fā)動機中，工作室容積都成波浪形穩(wěn)定變化，但二者之間存在著明顯的不同。首先是每個過程的轉(zhuǎn)動角度：往復(fù)式發(fā)動機轉(zhuǎn)動180度，而轉(zhuǎn)子發(fā)動機轉(zhuǎn)動270度，是往復(fù)式發(fā)動機的1.5倍。換句話說，在往復(fù)式發(fā)動機

6、中，曲軸（輸出軸）在四個工作過程中轉(zhuǎn)兩圈（720度）；而在轉(zhuǎn)子發(fā)動機中，偏心軸轉(zhuǎn)三圈（1080度），轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)一圈。這樣，轉(zhuǎn)子發(fā)動機就能獲得較長的過程時間，而且形成較小的扭矩波動，從而使運轉(zhuǎn)平穩(wěn)流暢。此外，即使在高速運轉(zhuǎn)中，轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速也相當(dāng)緩慢，從而有更寬松的進氣和排氣時間，為那些能夠獲得較高的動力性能的系統(tǒng)的運行提供了便利。三轉(zhuǎn)子發(fā)動機與傳統(tǒng)往復(fù)式發(fā)動機的比較    往復(fù)式發(fā)動機和轉(zhuǎn)子發(fā)動機都依靠空燃混合氣燃燒產(chǎn)生的膨脹壓力以獲得轉(zhuǎn)動力。兩種發(fā)動機的機構(gòu)差異在于使用膨脹壓力的方式。在往復(fù)式發(fā)動機中，產(chǎn)生在活塞頂部表面的膨脹壓力向下推動活塞，機械力被傳給連桿

7、，帶動曲軸轉(zhuǎn)動。    對于轉(zhuǎn)子發(fā)動機，膨脹壓力作用在轉(zhuǎn)子的側(cè)面。從而將三角形轉(zhuǎn)子的三個面之一推向偏心軸的中心（見圖中力PG）。這一運動在兩個分力的力作用下進行。一個是指向輸出軸中心（見圖中的Pb）的向心力，另一個是使輸出軸轉(zhuǎn)動的切線力（Ft）。 殼體的內(nèi)部空間（或旋輪線室）總是被分成三個工作室。在轉(zhuǎn)子的運動過程中，這三個工作室的容積不停地變動，在擺線形缸體內(nèi)相繼完成進氣、壓縮、燃燒和排氣四個過程。每個過程都是在擺線形缸體中的不同位置進行，這明顯區(qū)別于往復(fù)式發(fā)動機。往復(fù)式發(fā)動機的四個過程都是在一個汽缸內(nèi)進行的。   

8、; 轉(zhuǎn)子發(fā)動機的排氣量通常用單位工作室容積和轉(zhuǎn)子的數(shù)量來表示。例如，對于型號為13B的雙轉(zhuǎn)子發(fā)動機，排量為"654cc × 2"。    單位工作室容積指工作室最大容積和最小容積之間的差值；而壓縮比是最大容積和最小容積的比值。往復(fù)式發(fā)動機上也使用同樣的定義。轉(zhuǎn)子發(fā)動機工作容積的變化，以及與四循環(huán)往復(fù)式發(fā)動機的比較。盡管在這兩種發(fā)動機中，工作室容積都成波浪形穩(wěn)定變化，但二者之間存在著明顯的不同。首先是每個過程的轉(zhuǎn)動角度：往復(fù)式發(fā)動機轉(zhuǎn)動180度，而轉(zhuǎn)子發(fā)動機轉(zhuǎn)動270度，是往復(fù)式發(fā)動機的1.5倍。換句話說，在往復(fù)式發(fā)

9、動機中，曲軸（輸出軸）在四個工作過程中轉(zhuǎn)兩圈（720度）；而在轉(zhuǎn)子發(fā)動機中，偏心軸轉(zhuǎn)三圈（1080度），轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)一圈。這樣，轉(zhuǎn)子發(fā)動機就能獲得較長的過程時間，而且形成較小的扭矩波動，從而使運轉(zhuǎn)平穩(wěn)流暢。 此外，即使在高速運轉(zhuǎn)中，轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速也相當(dāng)緩慢，從而有更寬松的進氣和排氣時間，為那些能夠獲得較高的動力性能的系統(tǒng)的運行提供了便利。四、優(yōu)點與缺點優(yōu)點轉(zhuǎn)子引擎的轉(zhuǎn)子每旋轉(zhuǎn)一圈就作功一次，與一般的四沖程發(fā)動機每旋轉(zhuǎn)兩圈才作功一次相比，具有高馬力容積比（引擎容積較小就能輸出較多動力）的優(yōu)點。另外，由于轉(zhuǎn)子引擎的軸向運轉(zhuǎn)特性，它不需要精密的曲軸平衡就能達到較高的運轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速。整個發(fā)動機只有兩個轉(zhuǎn)動部

10、件，與一般的四沖程發(fā)動機具有進、排氣活門等二十多個活動部件相比結(jié)構(gòu)大大簡化，故障的可能性也大大減小。除了以上的優(yōu)點外，轉(zhuǎn)子引擎的優(yōu)點亦包括體積較小、重量輕、低重心等。缺點相對地，由于三角轉(zhuǎn)子引擎的相鄰容腔間只有一個徑向密封片，徑向密封片與缸體始終是線接觸，并且徑向密封片上與缸體接觸的位置始終在變化，因此三個燃燒室非完全隔離（密封），徑向密封片磨損快。引擎使用一段時間之后容易因為油封材料磨損而造成漏氣問題，大幅增加油耗與污染。其獨特的機械結(jié)構(gòu)也造成這類引擎較難維修。雖然轉(zhuǎn)子引擎具有以小排氣量、利用高轉(zhuǎn)速而產(chǎn)生高輸出的特性，但由于運轉(zhuǎn)特性與往復(fù)式引擎的不同，世界各國在制訂與引擎排氣量相關(guān)的稅則時，

11、皆是以轉(zhuǎn)子引擎的實際排氣量乘以二來作為與往復(fù)式引擎之間的比較基準(zhǔn)。舉例來說，日本馬自達（Mazda）旗下搭載了轉(zhuǎn)子引擎的RX-8跑車，其實際排氣量雖然只有1308立方厘米，但在日本國內(nèi)卻是以2616立方厘米的排氣量來作為稅級計算的基準(zhǔn)。五、易理偶式轉(zhuǎn)子發(fā)動機結(jié)構(gòu)特點易理偶式轉(zhuǎn)子發(fā)動機是發(fā)明人集二十幾年的研究所得，它與一般發(fā)動機的原理雖然相同，具備吸氣、壓縮、爆發(fā)、排氣等四程序工作循環(huán)，但由于結(jié)構(gòu)的根本不同。它的動力消耗少，發(fā)動機的轉(zhuǎn)子是回旋式運動，活動部件少。易理轉(zhuǎn)子發(fā)動機將吸氣、壓縮和爆發(fā)、排氣在不同的汽缸內(nèi)完成，其本身的特殊構(gòu)造沖破了往復(fù)式發(fā)動機吸、壓、爆、排在一缸做功的模式，又擺脫了汪克

12、爾等三角轉(zhuǎn)子發(fā)動機的框架，也解決了日本馬自達轉(zhuǎn)子發(fā)動機的成本高、油耗大，維修難，零部件制作難度高等弊端。易理式轉(zhuǎn)子發(fā)動機沒有進氣門、排氣門等復(fù)雜結(jié)構(gòu)，是由中間機構(gòu)連鎖控制的特殊過氣裝置調(diào)節(jié)，使其在旋轉(zhuǎn)到任何角度都在工作，是上道工序?qū)ο碌拦ば虿婚g斷地完成了工作循環(huán)。由于易理式轉(zhuǎn)子發(fā)動機的結(jié)構(gòu)特點，每180度就有雙偶同步，同時爆發(fā)做一次功。因此是四行程發(fā)動機同缸容功率的8倍，是二行程發(fā)動機同缸容的四倍，尚不包括易理偶式轉(zhuǎn)子發(fā)動機比往復(fù)式發(fā)動機扭距大，爆發(fā)做功行程長等優(yōu)點而提高的功率，又不含往復(fù)式發(fā)動機往復(fù)運動時互相抵消慣性力所消耗的功率;同時減去了往復(fù)式發(fā)動機進氣，排氣裝置的復(fù)雜結(jié)構(gòu)的進氣，排氣門

13、的彈簧力消耗的功率。優(yōu)勢易理偶式轉(zhuǎn)子發(fā)動機的轉(zhuǎn)子接觸部件均為正園接觸，并設(shè)計成雙偶力距，形成一對陰陽均衡的雙偶力，故可高速而平穩(wěn)旋轉(zhuǎn)。易理偶式轉(zhuǎn)子發(fā)動機的聯(lián)接緊湊，傳動布置合理、噪音低，作用力為易理偶式轉(zhuǎn)子發(fā)動機受力臂與力垂直作用兼有部分切線分力的總和，具有升功率大等優(yōu)點。當(dāng)往復(fù)式發(fā)動機壓縮比為1:6時，廢氣殘留量是缸容的16.67%。壓縮比為1:7時，廢氣殘留量為14.26%。壓縮比為1:8.5時，廢氣殘留量為缸容的11.76%。這還不包括往復(fù)式發(fā)動為使進氣后形成紊流為更好燃燒而在活塞頂部設(shè)計的淺盤式或深盤式的形狀所形成的廢氣殘留量，綜合這些廢氣殘留量引起排氣門提前開啟掃氣作用而損失的功率，

14、影響了作功效率、燃燒值及進氣系數(shù)，并增加了排氣污染量。易理偶式轉(zhuǎn)子發(fā)動機的結(jié)構(gòu)特點沒有往復(fù)式發(fā)動機的燃燒室，因此不存在廢氣的殘留，故此也沒有掃氣概念。如果按同徑相比較，做功行程為82.16%，比往復(fù)式發(fā)動的行程59.7%增加22.46%，也就增加22.46%行程而引起功率增加的含量。易理偶式轉(zhuǎn)子發(fā)動機燃料可選用汽油、柴油及其他可燃性氣體，只須調(diào)解調(diào)壓塊即可更換燃料品類，具有燃料變通性大等特點。對汽油和柴油噴射更為方便，油氣混合更為充分，是易理偶式轉(zhuǎn)子發(fā)動機又一大特點。易理偶式發(fā)動機部件少、易損件容易更換，摩擦部件可以自身調(diào)節(jié)補償，自動提高密封性，傳動部件的潤滑由自身提供，減去了機油潤滑泵的結(jié)構(gòu)

15、，一般的往復(fù)式發(fā)動機行程達到20萬公里時，缸套與活塞磨損超過0.19mm就得大修，而易理式轉(zhuǎn)子發(fā)動機磨損1mm時也照樣可以自調(diào)補償繼續(xù)運行。易理偶式轉(zhuǎn)子發(fā)動機整體積小、重量輕、壽命長，同功率比是往復(fù)式發(fā)動機的體積的2/3，重量是往復(fù)式發(fā)動機的1/3。易理式偶式轉(zhuǎn)子發(fā)動機部件加工簡單，不需特殊加工設(shè)備。易理偶式轉(zhuǎn)子發(fā)動機可以采用往復(fù)式發(fā)動機的材質(zhì)即能達到設(shè)計和使用要求。易理偶式轉(zhuǎn)子發(fā)動機所采取的油路系統(tǒng)、電路系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)與現(xiàn)有往復(fù)式發(fā)動機等同。日后可根據(jù)具體要求設(shè)計新型油電系統(tǒng)。易理偶式轉(zhuǎn)子發(fā)動機沒有進氣門、排氣門，發(fā)動機在任何時候都能進氣、排氣，所以沒有驟然激增現(xiàn)象，故有自身消音現(xiàn)象。還具有

16、排氣出口可在水中排氣功能，這是目前機動車發(fā)動機無法比擬的優(yōu)勢。易理偶式轉(zhuǎn)子小可做到0.5KW，大至幾萬KW，可按照串聯(lián)、并聯(lián)、混聯(lián)等結(jié)構(gòu)型式使用。下圖為轉(zhuǎn)子發(fā)動機與往復(fù)式發(fā)動機各沖程的比較（圖中兩個氣孔左側(cè)為進氣，右側(cè)為排氣）,該轉(zhuǎn)子發(fā)動機與往復(fù)式四沖程發(fā)動機工循環(huán)相同，即由進氣、壓縮、作功、排氣四個沖程構(gòu)成，圖中由三角轉(zhuǎn)子的一個弧面BC與氣缸型面之間形成的工作腔（BC工作腔）為例，說明轉(zhuǎn)子發(fā)動機的四沖程工作原理。a              b 

17、0;            c              d              a    進氣沖程：當(dāng)三角轉(zhuǎn)子的角頂C轉(zhuǎn)到進氣孔右邊的邊緣時，BC工作腔開始進氣，在位置a，進排氣孔相

18、通，進排氣重疊。這是BC工作腔的容積最小，相當(dāng)于往復(fù)式發(fā)動機的上止點位置。隨著轉(zhuǎn)子繼續(xù)轉(zhuǎn)動，BC工作腔的容積逐漸增大，可燃混合氣不斷被吸入氣缸。當(dāng)轉(zhuǎn)子自轉(zhuǎn)90°（主軸轉(zhuǎn)270°，轉(zhuǎn)子發(fā)動機中轉(zhuǎn)子與主軸轉(zhuǎn)速比為1：3，通過相互嚙合齒輪確定）到達位置b時，BC工作腔的容積達到最大，相當(dāng)于往復(fù)式發(fā)動機的下止點位置，進氣沖程結(jié)束。    壓縮沖程：隨著三角轉(zhuǎn)子的繼續(xù)轉(zhuǎn)動，角頂B越過進氣孔的左側(cè)邊緣，壓縮沖程開始，BC工作腔的容積逐漸縮小，壓力越來越大，到達位置c時，轉(zhuǎn)子自轉(zhuǎn)180°（主軸旋轉(zhuǎn)540°），BC工作腔容積達到最

19、小，相當(dāng)于往復(fù)式發(fā)動機的上止點位置，壓縮沖程結(jié)束。    作功沖程：在壓縮沖程終了，火花塞跳火，高溫高壓的氣體推動三角活塞繼續(xù)轉(zhuǎn)動，BC工作腔的容積逐漸增大，當(dāng)角頂C達到排氣孔右側(cè)邊緣，在位置d，轉(zhuǎn)子自轉(zhuǎn)270°（主軸旋轉(zhuǎn)810°），BC工作腔的容積達到最大，相當(dāng)于往復(fù)式發(fā)動機的下止點位置，作功沖程結(jié)束。    排氣沖程：三角轉(zhuǎn)子角頂C轉(zhuǎn)過排氣孔右側(cè)位置時，排氣沖程開始，最終三角轉(zhuǎn)子回到位置a，排氣沖程結(jié)束，轉(zhuǎn)子自轉(zhuǎn)360°（主軸轉(zhuǎn)三周），一個工作循環(huán)結(jié)束。同時，CA工作腔、AB工作腔

20、也分別完成一個工作循環(huán)。 發(fā)動機構(gòu)成比較：    轉(zhuǎn)子發(fā)動機：機體組、配氣機構(gòu)、供給系統(tǒng)、點火系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)、潤滑系統(tǒng)、啟動系統(tǒng)    往復(fù)式活塞發(fā)動機: 機體組、曲柄連桿機構(gòu)、配氣機構(gòu)、供給系統(tǒng)、點火系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)、潤滑系統(tǒng)、啟動系統(tǒng) 兩種發(fā)動機的優(yōu)缺點： 往復(fù)式發(fā)動機：    優(yōu)點：    1. 制造技術(shù)成熟，誕生已經(jīng)有120多年，各種技術(shù)不斷完善，是世界上應(yīng)用最廣的內(nèi)燃機，保養(yǎng)維修成本低。  

21、;  2. 工作可靠，良好的氣密性和功率傳遞可靠性。    3. 良好的燃油經(jīng)濟性。    缺點：    1. 結(jié)構(gòu)復(fù)雜，體積大、重量大。    2. 曲柄連桿機構(gòu)中活塞的往復(fù)運動引起的往復(fù)慣性力和慣性力矩不能得到完全平衡，這個慣性力大小與轉(zhuǎn)速平方成正比，使發(fā)動機運轉(zhuǎn)平順性下降，限制發(fā)展高轉(zhuǎn)速發(fā)動機。    3. 由于四沖程往復(fù)式活塞發(fā)動機的工作方式為四個沖程中有三個沖程完全依靠飛輪慣性旋轉(zhuǎn)，導(dǎo)致發(fā)動機的功率、扭矩輸出非常的不均勻，盡管現(xiàn)代發(fā)動機采用了多缸和V型排列來減小這個缺點，但是不可能完全消除。 轉(zhuǎn)子發(fā)動機：    優(yōu)點：    1. 體積