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發(fā)表于 2007-10-24 22:13:21
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一氣的確用過一陣子,。網(wǎng)上有,，我也做點貢獻轉(zhuǎn)載一部分文字，大家不要嫌我羅嗦：
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- 轉(zhuǎn)載--- 來源:世界摩托車網(wǎng)
! I* Q4 Q9 X2 y0 X, B+ k8 z8 J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)鍵技術(shù)問題，研制成功第一臺轉(zhuǎn)子發(fā)動機,。 # y T! b+ B. y! r5 |
' Y+ q6 R/ N* ]- m+ } 汪克爾于1902年出生在德國,，1921年到1926年受雇于海德堡一家科技出版社的銷售部。在1924年,，汪克爾在海德堡建立了自己的公司,，他花了大量的時間在那里進行轉(zhuǎn)子發(fā)動機的研制，在1927年,，諸如氣密性和潤滑等的一系列技術(shù)問題的攻克終于有了眉目,。60年初在德國生產(chǎn)出第一輛裝配了轉(zhuǎn)子發(fā)動機的小跑車。當(dāng)時業(yè)內(nèi)人士認(rèn)為這種發(fā)動機的結(jié)構(gòu)緊湊輕巧,，運轉(zhuǎn)寧靜暢順,，也許會取替?zhèn)鹘y(tǒng)的活塞式發(fā)動機。
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1964年,，日內(nèi)瓦的德法合資企業(yè)comobil公司，首次把轉(zhuǎn)子發(fā)動機裝在轎車上成為正式產(chǎn)品,。1967年,，日本人也將轉(zhuǎn)子發(fā)動機裝在馬自達轎車上開始成批生產(chǎn)。
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- x; ]3 Q' e+ ?( V4 [$ T 一向?qū)π录夹g(shù)情有獨鐘的馬自達公司投巨資從汪克爾公司買下了這項技術(shù),。由于這是一項高新技術(shù),，懂得這項技術(shù)的人寥寥無幾，發(fā)動機壞了無人會修,，而且耗油大,，汽車界有人對這種發(fā)動機的市場前景產(chǎn)生了懷疑,。70年代石油危機爆發(fā)，各國忙于應(yīng)付各方面的困難而無暇顧及發(fā)展轉(zhuǎn)子發(fā)動機,，唯有馬自達公司仍然深信轉(zhuǎn)子發(fā)動機的潛力,，獨自研究和生產(chǎn)轉(zhuǎn)子發(fā)動機，并為此付出了相當(dāng)大的代價,。他們逐步克服了轉(zhuǎn)子發(fā)動機的缺陷,，成功地由試驗性生產(chǎn)過渡到商業(yè)性生產(chǎn)，并將安裝了轉(zhuǎn)子發(fā)動機的rx－7型跑車打入了美國市場,，令人刮目相看,。
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3 O: S) r+ C% z! f 在世界環(huán)保意識日益強化，石油資源日漸沽竭的今天,，以氫氣做動力源的研究已成為一大課題,。當(dāng)年馬自達堅持下來的轉(zhuǎn)子發(fā)動機從結(jié)構(gòu)上講是最適合燃燒氫氣，而且最“干凈”,，因為氫燃燒完后排出的是水蒸汽,，對環(huán)境沒有任何污染。馬自達公司改制了rx－7型跑車的轉(zhuǎn)子發(fā)動機,，使它可以用氫做燃料,。這種發(fā)動機裝配在馬自達hr一x汽車上，1立方米的燃料箱吸儲了相當(dāng)43立方米的壓縮氫氣,，以每小時60公里的車速可行駛230公里,，引起了各界人士的關(guān)注。由于從生產(chǎn)裝配到維護修理,，轉(zhuǎn)子發(fā)動機都與傳統(tǒng)的發(fā)動機大不一樣,，開發(fā)成本大。加上往復(fù)式活塞發(fā)動機在功率,、重量,、排放、能耗等方面都比過去有了顯著提高,，轉(zhuǎn)子發(fā)動機沒有顯出明顯的優(yōu)勢,，因此各大汽車企業(yè)都沒有積極性去開發(fā)利用，唯有馬自達一家苦苦支撐,。
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/ d7 I: M) k, I1 e, P# G 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?xì)獾娜紵蛎浟D(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。: @5 R2 `: X1 f" N: z, e z7 M
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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１：１的運動關(guān)系完全不同,�,！●R自達ｒｘ－８是繼日產(chǎn)350z后，另一部有世界級叫座力的日本跑車,。它可以真正坐4人,，輕松慢開可當(dāng)一部代步車來用，快跑起來一至四檔也可讓你感受8千轉(zhuǎn)以上的瘋狂,，內(nèi)外設(shè)計細(xì)致優(yōu)雅,，又有正宗跑車駕駛味道。這里并不是介紹它這款車的性能,，而是著重介紹它的引擎－－世界上著名的轉(zhuǎn)子引擎,！
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; |+ t0 I6 ?, e% p mazda這顆rx-8用的轉(zhuǎn)子引擎說穿了依舊是從rx-7改良過來的，如果直接講這中間的改良會有幾個問題,。首先就是差異不大,，不管mazda如何宣傳，說真的,，要在一代的間隔內(nèi)讓轉(zhuǎn)子引擎有突飛猛進的進展，你我都知道不可能,。第二就是篇幅太短,，如果不加上一些打混摸魚的虛字,，可能連一頁的版面都充不了。第三個問題就是：“看不懂,！”,，直接講rx-8的轉(zhuǎn)子引擎改良了哪些東西，除非你原本就對rx-7那顆轉(zhuǎn)子引擎滾瓜爛熟,，要不然本篇文章將會像中文天書一樣,，大家有看沒有懂，那除了表示該編輯好像很厲害外,，對讀者一點意義都沒有,。所以，我們還是從基礎(chǔ)講起吧,！ + J; S6 f! S" D0 X) |
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由于轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速只有驅(qū)動軸的1/3,，所以轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)一圈，飛輪要轉(zhuǎn)三圈（1080°）,，而四沖程活塞引擎只要兩圈（720°）就能完成一次循環(huán),。
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~* [) Z6 S$ J$ _ 轉(zhuǎn)子引擎基本常識
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我們都知道，一般車輛使用的是四行程活塞引擎,，引擎要上下各兩次才能完成一次循環(huán),，所以被稱為四行程引擎。而轉(zhuǎn)子引擎并沒有活塞,，有的是一顆三角弧型的轉(zhuǎn)子,。當(dāng)然也沒有汽缸壁，而是一個8字型的氣室,，而轉(zhuǎn)子就是在這8字型的氣室內(nèi)咕嚕咕嚕的轉(zhuǎn)動,。 + S: G9 v/ ~: u; d* _5 i
9 k% E3 g/ Q& D) o, B. a 是的！轉(zhuǎn)子在氣室內(nèi)不是規(guī)規(guī)矩矩的繞著同一個軸心轉(zhuǎn)動的,，如果轉(zhuǎn)子真的是繞著固定軸心轉(zhuǎn)動,，那氣室的形狀將會是圓形，進氣,、壓縮,、動力、排氣的內(nèi)燃機四大基礎(chǔ)動作將不存在,，所以轉(zhuǎn)子的驅(qū)動軸是偏心的,，也就因為驅(qū)動軸是偏心的，所以轉(zhuǎn)子才會忽上忽下忽左忽右的旋轉(zhuǎn),，因此氣室才會形成8字型,。
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. W1 s) C5 G/ C4 p$ H! Z 這時氣室就被三角弧型的轉(zhuǎn)子分成了三份，而且大小會有變化，這大小的變化量就是轉(zhuǎn)子引擎的排氣量,。這時只要在氣室的腰部上下開孔,，孔就會因轉(zhuǎn)子膨脹或壓縮氣室內(nèi)的空間而變成進排氣孔，而沒開口的腰部,，空氣就會被壓縮及膨脹,，這時只要有火星塞就可以引爆汽油混合氣，這樣轉(zhuǎn)子引擎就有了進氣,、壓縮,、動力、排氣四個基礎(chǔ)行程而可以運作,。
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而且因為轉(zhuǎn)子是三角形的,，所以有三個獨立運作的空間，于是轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)一圈就會有三次的動力行程,，媲美三缸活塞引擎,。除了8字型氣室與三角型轉(zhuǎn)子外，轉(zhuǎn)子引擎還有一個很重要的比例,，那就是轉(zhuǎn)子齒與驅(qū)動齒的齒比絕對是‘2：3’,。于是，這又帶出一個轉(zhuǎn)子引擎的絕對現(xiàn)象,，就是轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)1圈驅(qū)動軸轉(zhuǎn)3圈,。等等！齒比不是2：3嗎,？怎么轉(zhuǎn)速比不是3：2而是3：1,。/ Y7 n! Z7 [; r- \* Z
( M+ u7 `1 a/ n1 B9 R6 |; k3 \ 原因很簡單，當(dāng)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)1圈時,，驅(qū)動軸除了被帶動的自轉(zhuǎn)外還有公轉(zhuǎn)運動,，所以轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)1圈驅(qū)動軸不是轉(zhuǎn)1.5圈，而是兩倍的3圈,。這也講到轉(zhuǎn)子引擎容易高轉(zhuǎn)速化的優(yōu)點,，例如引擎轉(zhuǎn)速9000rpm時，轉(zhuǎn)子才3000rpm而已,，不像活塞引擎在9000rpm時,，活塞每分鐘上下9000次共18000行程！ 知道轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速與驅(qū)動軸轉(zhuǎn)速的比例后,，我們就能比較轉(zhuǎn)子引擎與四行程活塞引擎的相對關(guān)系,，當(dāng)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)1圈的時候驅(qū)動軸轉(zhuǎn)3圈，驅(qū)動軸轉(zhuǎn)3圈就代表飛輪轉(zhuǎn)了3圈,，而轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)一圈有三次動力行程,，也就是說飛輪每一轉(zhuǎn)就有一次動力,。而四行程活塞引擎要運轉(zhuǎn)兩圈才有一次，若要達到每一轉(zhuǎn)就有一次動力則需要兩缸,，也就是說相同的轉(zhuǎn)速下,，一個轉(zhuǎn)子相當(dāng)于兩缸,。不過,，mazda一直對外宣稱雙轉(zhuǎn)子相當(dāng)于6缸引擎又是怎么一回事呢？這就要看動力時間了,。
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m5 d! w, ?' E" M/ h( {1 ] 四行程引擎由于每兩轉(zhuǎn)完成四個行程,，所以動力行程為半圈180°，而轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)一圈驅(qū)動軸轉(zhuǎn)了三圈,，所以動力行程為3/4圈270°,，每次動力行程較四行程活塞引擎多了50﹪，再加上同轉(zhuǎn)速下一個轉(zhuǎn)子相當(dāng)于兩缸,，就變成動力時間長度相當(dāng)于3缸引擎,，所以雙轉(zhuǎn)子就擁有與六缸引擎等長的動力重疊時間，等于運轉(zhuǎn)平順度同于六缸引擎,。但這個270°的動力行程也成為轉(zhuǎn)子引擎的致命傷,，相對于四行程活塞引擎的180°，轉(zhuǎn)子引擎多了1.5倍的燃燒時間,，使得平均壓力降低了約18.76﹪,，說白點就是扭力只有同排氣量活塞引擎的81.24﹪。 算到最后可以得知轉(zhuǎn)子引擎的動力相當(dāng)于1.625倍同排氣量的活塞引擎,，可是同時間的耗油量卻是兩倍,，注定了轉(zhuǎn)子引擎耗油的宿命。綜合來說,，轉(zhuǎn)子引擎有著很小的體積,、很輕的重量、簡單而扎實的結(jié)構(gòu),，有著同排氣量活塞引擎1.625倍的動力,、2倍的油耗，動力平順,、震動與噪音都較活塞引擎低,，具有超高轉(zhuǎn)速的潛力等，如果油耗不是問題的話,，轉(zhuǎn)子引擎幾乎都優(yōu)于活塞引擎,。
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# @7 D' c i) I% N 利用前后轉(zhuǎn)子的時間差，就能多出一些進氣壓力來增加動力,，這也就是為何rx-7的進氣管都做成u型的原因,。
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( G4 R+ W& M1 J8 ?( j 接下來講轉(zhuǎn)子引擎在mazda這家車廠手上到底做了哪些改良，才能繼續(xù)沿用至今日的原因�,？鄢跗谘邪l(fā)的困難外,，轉(zhuǎn)子引擎到了70年代跟所有的車輛用引擎一樣，都面臨了環(huán)保的問題,。轉(zhuǎn)子引擎由于燃燒時間較長的原因,，并不會有高溫產(chǎn)生nox的問題，但卻因排氣孔設(shè)置在氣室壁上,，而有hc較多的問題,，這個問題在當(dāng)時的解決方法為，用空氣幫浦將空氣強行打入排氣管頭段與觸媒轉(zhuǎn)化器之中,，使多余的hc燃燒掉,。
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- p# Q8 t5 w( ?" ~' I9 R 在70年代，除了環(huán)保問題之外,，中東危機導(dǎo)致油價上漲,，也使得油耗變成嚴(yán)重的問題，而油耗又正好是轉(zhuǎn)子引擎的致命傷,，為了讓轉(zhuǎn)子引擎能繼續(xù)存活下去,，mazda展開了‘鳳凰計劃’，計畫提高20%的燃油效率,，這計劃的相關(guān)成果,，也造就了目前轉(zhuǎn)子引擎的風(fēng)貌�,！P凰計畫’的成果就是大家所熟知的第一代rx-7,，與計畫前轉(zhuǎn)子引擎最大的差異點為，進氣口變成了三個,，而且還有一個是會關(guān)閉的,，這套設(shè)計若對比于活塞引擎來說，相當(dāng)于honda的vtec設(shè)計,，再配合上傾斜燃燒技術(shù),，使得轉(zhuǎn)子引擎的油耗降低了40%，馬力也獲得提升,，成功的讓轉(zhuǎn)子引擎存活了下來,，而兩階段三進氣孔的設(shè)計就一直沿用到rx-8上，也是自然進氣的”renesis”引擎能發(fā)出250匹馬力的遠(yuǎn)因,。
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- U* f$ V. \; A0 I: M- u 除了鳳凰計畫的兩階段三進氣孔設(shè)計外,，mazda在轉(zhuǎn)子引擎的進氣岐管上還有一項巧思，那就是動態(tài)增壓系統(tǒng),。這設(shè)計很有創(chuàng)意,，mazda的的轉(zhuǎn)子引擎多為雙轉(zhuǎn)子設(shè)計,，于是在1983年時，mazda發(fā)現(xiàn)可以藉由調(diào)整兩顆轉(zhuǎn)子的時間差,，使得即將關(guān)閉進氣孔的轉(zhuǎn)子施加壓力給進氣岐管,，透過動態(tài)空氣室后，對另一顆正在進氣的轉(zhuǎn)子進行微增壓的動作,，這設(shè)計也造就了現(xiàn)今mazda轉(zhuǎn)子引擎都有u型進氣岐管的面貌,。除了上述普見于mazda轉(zhuǎn)子引擎的設(shè)計外，rx-7第二代的單渦輪增壓器也是很特別的,，mazda將它命名為twin-scroll turbo,。 這顆渦輪有一個控制閥兩個氣室，當(dāng)引擎低轉(zhuǎn)速時,，控制閥關(guān)閉，讓所有的排氣進入狹小的p室,，使得流速加快以減輕渦輪遲滯,，當(dāng)引擎轉(zhuǎn)速高時，控制閥打開,，讓排氣平均的進入渦輪,，降低排氣阻力與增加渦輪效率。不過到第三代rx-7就不這么麻煩了,，直接采用序列式雙渦輪,，低轉(zhuǎn)速用一個，高轉(zhuǎn)速用兩個,，也是達到低速渦輪遲滯少,，高速渦輪增壓強的境界。 ~6 }4 m9 \) R: K3 `
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rx-8的引擎到底有那些特色,，且聽我一一道來,。第一張圖上講到這顆引擎完全沒有進排氣重疊的時間，就不會有進氣跑到排氣管造成污染與浪費,。第一張圖下講到多階段進氣系統(tǒng)可因轉(zhuǎn)速制宜,，因此增進了油耗與動力表現(xiàn)。第二張圖說到進氣口增加了30%的進氣口徑,，這使得rx-8的轉(zhuǎn)速 5 [! R: z, Z6 l" T$ v9 S
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進入二十一世紀(jì) ' l( e& _8 o: g: w7 B
% q9 { o. m) k, g0 k2 o/ R 大家都知道目前mazda的轉(zhuǎn)子引擎已經(jīng)傳承到rx-8身上,，那這顆renesis又有哪些進展呢？首先是進氣孔面積加大了30%,，使得這顆引擎的進氣量足以應(yīng)付到10000rpm的需求,。但大家都知道，這樣低轉(zhuǎn)速會變得很糟糕,，于是mazda將原本的三進氣孔兩階段式設(shè)計,，再進化成三進氣孔三階段式設(shè)計,，盡量避免低轉(zhuǎn)速域的無力現(xiàn)象，而為了高轉(zhuǎn)速化,，破天荒的將轉(zhuǎn)子制成摟空狀,，大幅降低轉(zhuǎn)子的重量，使得自然進氣的rx-8可以藉由拉轉(zhuǎn)速的方式,，達到250匹馬力的水準(zhǔn),。但renesis引擎最創(chuàng)新的地方在于排氣口，以往轉(zhuǎn)子引擎的排氣口都是作在氣室壁上,，往往一些未燃燒的油氣與些許的潤滑油就會在此被刮入排氣管,，造成污染問題。
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4 [6 d, j) E: ~. s+ i/ k4 K" B 但在renesis上,，排氣口與進氣口一樣設(shè)在前后側(cè)壁上,，當(dāng)場解決掉以往hc的污染問題，也順帶使得進排氣完全不重疊,，不會有進氣漏到排氣管的問題,，也可在前后側(cè)壁各開一個排氣孔，讓引擎排氣孔變兩個提升排氣效率,，以達成高轉(zhuǎn)速化的目的,。(聽說在280ps的rx-7上就已經(jīng)是了) 經(jīng)過前述說明，相信大家都能了解rx-8為何能以1.3l的排氣量,，而且還是在自然進氣的狀態(tài)下,，卻能夠產(chǎn)生250匹馬力的原因。mazda的轉(zhuǎn)子引擎成就不是一蹴可及的,，是不斷透過一點一滴的修改,，才能造就目前的rx-8的！ |
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