三角转子发动机是由费利克斯·汪克尔博士发明的,因此有时也称为汪克尔发动机或汪克尔转子发动机。
在转子发动机中,燃烧产生的压力保存在壳体和三角形转子(在该发动机中用来代替活塞)构成的密封室中。
在活塞式发动机中,同一空间内(气缸)要交替完成四项不同的作业——进气、压缩、燃烧和排气。 转子发动机同样也要完成这四项作业,但是每项作业是在各自的壳体中完成的。 这就好像每项作业有一个专用气缸,活塞连续地从一个气缸移至下一个气缸。
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。
子有三个凸面,每个凸面相当于一个活塞。 转子的每个凸面都有一个凹陷,用于增加发动机的排气量,容纳更多空气、燃油混合气, 。
每个凸面的顶点是一个金属刀片它形成对燃烧室的外部密封。 转子的每侧有金属环,用于密封燃烧室的两侧。
转子有一组内部轮齿,位于其中一个侧面的中心。 它们与固定到壳体的齿轮相啮合。 这种啮合决定了转子在壳体内运动的路径和方向。
输出轴有一些离心式圆形凸轴,也就是说,它们偏离了轴的中心线。 一个转子与一个凸轴相合。 这些凸轴的作用类似于活塞式发动机中的曲轴。 当转子沿其路径在壳体内转动时,会推动这些凸轴。 由于凸轴是以离心方式安装在输出轴上的,因此转子施加给凸轴的力在输出轴中产生力矩,从而使输出轴旋转。
壳体(内部涂有一层铬)大致呈椭圆形(实际上是一个外旋轮线)。 之所以设计成这样,目的在于使转子各顶点能够始终与室壁接触,从而形成三个独立的密封气室。
壳体的每一部分都专用于燃烧过程的一部分。 燃烧过程的四部分包括: 进气 压缩 燃
烧 排气
进、排气口位于壳体中。它们没有气门。 排气口直接连接到排气装置,进气口直接连接到节气门。
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。
进气
循环进气阶段从转子顶点经过进气口时开始。 在进气口接通缸室的那一刻,缸室的体积接近其最小值。 当转子转过进气口时,缸室的体积将增大,从而将空气、燃油混合气吸入缸室。
当缸室的顶点经过进气口时,该缸室即被密封,然后并开始压缩。
压缩
当转子继续在壳体内运动时,缸室的体积会变得更小,进而压缩空气、燃油混合气。 当转子的面转到火花塞处时,缸室的体积再次接近最小。 这是燃烧的起点。
燃烧
多数转子发动机有两个火花塞, 燃烧室比较狭长。如果只有一个火花塞,火焰的蔓延速度会很慢。 当火花塞点燃空气、燃油混合气时,会迅速产生压力,驱动转子运动。 燃烧的压力会驱动转子沿着缸室体积增大的方向移动。 燃烧气体继续膨胀,推动转子并产生动力,直至转子的顶点再次经过排气口。
排气
当转子的顶点经过排气口时,高压燃烧气体会释放到排气装置中。 当转子继续运动时,缸室开始压缩,迫使剩余废气排出。 当缸室体积接近最小时,转子的顶点将经过进气口,整个循环再次开始。
转子发动机的一个亮点是,转子的三个面始终作用于循环的某部分——在转子转满一周时,将有三个燃烧冲程。 但是请注意,转子每转一周时,输出轴将旋转三周,这意味着针对输出轴的每次旋转都有一个燃烧冲程。
(2)体积小重量轻;
(2)结构简单;
(3)理想的转矩输出特性;
(4)运转平稳、噪声小;
(5)可靠性和耐久性提高。
1、工艺和成本要求高
任何事情都不可能鱼和熊掌兼得,由于转子发动机技术比较尖端,制作工艺要求比较高,成本比较贵,现在马自达公司对这项技术比较了解和把握,所以,这项技术还没有在汽车中普及。
2、转子发动机的耗油量比较大
这主要是转子发动机燃烧室的形状不太有利于完全燃烧,火焰传播路径较长,使得燃油和机油的消耗增加。而且转子发动机只能用点燃式,不能用压燃式,所以也就是不能采用柴油。
3、功率输出轴位置比较高,令整车布置安排不便。
4、国内没有维修此类发动机的厂家
随着石油资源的匮乏,新能源是一种趋势,MAZDA公司也在此做改进。
由于转子发动机的进气、压缩和燃烧不是在一个地方进行的,即使以较高浓度的供给可燃混合气体—氢,也不会发生逆火现象。
MazdaRX-8氢燃料转子发动机在机动化的社会和21世纪的全球环境之间建立良好的关系;2004北京车展上首次在中国市场登场的RENESIS氢燃料转子发动机就是马自达最近的一个成功范例。同时保持和发展公司特有的Zoom-Zoom 精神 。
三角转子发动机是由费利克斯·汪克尔博士发明的,因此有时也称为汪克尔发动机或汪克尔转子发动机。
在转子发动机中,燃烧产生的压力保存在壳体和三角形转子(在该发动机中用来代替活塞)构成的密封室中。
在活塞式发动机中,同一空间内(气缸)要交替完成四项不同的作业——进气、压缩、燃烧和排气。 转子发动机同样也要完成这四项作业,但是每项作业是在各自的壳体中完成的。 这就好像每项作业有一个专用气缸,活塞连续地从一个气缸移至下一个气缸。
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。
子有三个凸面,每个凸面相当于一个活塞。 转子的每个凸面都有一个凹陷,用于增加发动机的排气量,容纳更多空气、燃油混合气, 。
每个凸面的顶点是一个金属刀片它形成对燃烧室的外部密封。 转子的每侧有金属环,用于密封燃烧室的两侧。
转子有一组内部轮齿,位于其中一个侧面的中心。 它们与固定到壳体的齿轮相啮合。 这种啮合决定了转子在壳体内运动的路径和方向。
输出轴有一些离心式圆形凸轴,也就是说,它们偏离了轴的中心线。 一个转子与一个凸轴相合。 这些凸轴的作用类似于活塞式发动机中的曲轴。 当转子沿其路径在壳体内转动时,会推动这些凸轴。 由于凸轴是以离心方式安装在输出轴上的,因此转子施加给凸轴的力在输出轴中产生力矩,从而使输出轴旋转。
壳体(内部涂有一层铬)大致呈椭圆形(实际上是一个外旋轮线)。 之所以设计成这样,目的在于使转子各顶点能够始终与室壁接触,从而形成三个独立的密封气室。
壳体的每一部分都专用于燃烧过程的一部分。 燃烧过程的四部分包括: 进气 压缩 燃
烧 排气
进、排气口位于壳体中。它们没有气门。 排气口直接连接到排气装置,进气口直接连接到节气门。
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。
进气
循环进气阶段从转子顶点经过进气口时开始。 在进气口接通缸室的那一刻,缸室的体积接近其最小值。 当转子转过进气口时,缸室的体积将增大,从而将空气、燃油混合气吸入缸室。
当缸室的顶点经过进气口时,该缸室即被密封,然后并开始压缩。
压缩
当转子继续在壳体内运动时,缸室的体积会变得更小,进而压缩空气、燃油混合气。 当转子的面转到火花塞处时,缸室的体积再次接近最小。 这是燃烧的起点。
燃烧
多数转子发动机有两个火花塞, 燃烧室比较狭长。如果只有一个火花塞,火焰的蔓延速度会很慢。 当火花塞点燃空气、燃油混合气时,会迅速产生压力,驱动转子运动。 燃烧的压力会驱动转子沿着缸室体积增大的方向移动。 燃烧气体继续膨胀,推动转子并产生动力,直至转子的顶点再次经过排气口。
排气
当转子的顶点经过排气口时,高压燃烧气体会释放到排气装置中。 当转子继续运动时,缸室开始压缩,迫使剩余废气排出。 当缸室体积接近最小时,转子的顶点将经过进气口,整个循环再次开始。
转子发动机的一个亮点是,转子的三个面始终作用于循环的某部分——在转子转满一周时,将有三个燃烧冲程。 但是请注意,转子每转一周时,输出轴将旋转三周,这意味着针对输出轴的每次旋转都有一个燃烧冲程。
(2)体积小重量轻;
(2)结构简单;
(3)理想的转矩输出特性;
(4)运转平稳、噪声小;
(5)可靠性和耐久性提高。
1、工艺和成本要求高
任何事情都不可能鱼和熊掌兼得,由于转子发动机技术比较尖端,制作工艺要求比较高,成本比较贵,现在马自达公司对这项技术比较了解和把握,所以,这项技术还没有在汽车中普及。
2、转子发动机的耗油量比较大
这主要是转子发动机燃烧室的形状不太有利于完全燃烧,火焰传播路径较长,使得燃油和机油的消耗增加。而且转子发动机只能用点燃式,不能用压燃式,所以也就是不能采用柴油。
3、功率输出轴位置比较高,令整车布置安排不便。
4、国内没有维修此类发动机的厂家
随着石油资源的匮乏,新能源是一种趋势,MAZDA公司也在此做改进。
由于转子发动机的进气、压缩和燃烧不是在一个地方进行的,即使以较高浓度的供给可燃混合气体—氢,也不会发生逆火现象。
MazdaRX-8氢燃料转子发动机在机动化的社会和21世纪的全球环境之间建立良好的关系;2004北京车展上首次在中国市场登场的RENESIS氢燃料转子发动机就是马自达最近的一个成功范例。同时保持和发展公司特有的Zoom-Zoom 精神 。