转子发动机——【精品资源汇】
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转子发动机介绍
我们都知道,一般车辆使用的是4行程活塞发动机,要上下各两次才能完成一次循环,所以被称为4行程发动机。而转子发动机并没有活塞,只有一颗三角弧形的转子。当然也没有气缸壁,只有一个蚕茧形的气室,而转子就是在这蚕茧形的气室内转动。转子在气室内不是规矩的绕着轴心转动,如果转子真的是绕着固定轴心转动,那气室的形状将会是圆形,进气,压缩,爆炸,排气的内燃机四个行程将不存在,所以转子的驱动轴是偏心的,也就因为驱动轴是偏心的,所以转子才能在蚕茧形气室内上下旋转,因此气室才会设计成蚕茧形。
气室被三角弧形转子分成了三份,旋转时大小会不断变化,这些变化量就是转子发动机的排气量。这时只要在气室的侧壁上下开孔,下孔就会因转子压缩气室内的空间而变成排气孔,而没有开口的腰部,空气就会被压缩,只要有火花塞点火就可以引爆混合汽油空气产生膨胀,推动转子旋转,而混合燃油的空气则由上空吸入,这样转子发动机就完成了进气,压缩,爆炸,和排气四个行程。因为转子是三角弧形的,所以有三个独立运作的空间,于是转子转一圈就会有三次的动力行程;转子中间还有一个很重要的设计,那就是转子齿与驱动齿的齿比绝对是3:2,所以转子转一圈驱动轴转三圈,这就是转子发动机驱动轴可以轻易达到10000r/min的高转速的原因;而4行程活塞发动机若要达到每一转就有一次动力则需要两气缸,也就是说相同的转速下,一个转子相当于两气缸;四冲程发动机由于每两转完成四个行程,所以动力行程为半圈180度,而转子转一圈驱动轴转了三圈,所以动力行程为3/4圈270度,每次动力行程较四冲程活塞发动机多了50度,再加上同转速下一个转子=两个气缸,就变成动力时间长度相当于3气缸发动机,所以双转子就拥有与六缸发动机等长的动力重叠时间,等于运转平顺度与六缸发动机相同。
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RX-8所用的新一代改良NA转子引擎叫做“RENESIS”,RENESIS发动机最创新的地方在于排气口,以往转子发动机的排气口都是在气室壁上,往往一些未燃烧尽的油气与少许润滑油就会在此被刮入排气管,造成污染问题。但在RENESIS上,排气口与进气口一样设在前后侧壁上,当场解决掉以往碳氢化合物排放过高的问题,也使得进气与排气完全不重叠,不会有进气漏到排气管的问题;油耗也比上一代转子发动机降低了30%,100km约耗油11公升,废气排放降低了70%,达到欧三标准,提高了90匹的马力
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转子引擎是用转子驱动,普通引擎是用活塞罗,这就是区别。
自从马自达开始从事完善转子发动机的研发工作,公司就成功利用这种发动机本身所固有的轻量化、结构紧凑和高动力性能的优点,同时逐步克服其耗油和废气排放量大的缺点。在为RX-7开发的13BREW涡轮增压转子发动机上,马自达在转子发动机的发展中,就最大功率而言,达到了它的一个技术高峰。
然而推动马自达转子发动机开发的激情和梦想永无止境。工程师开始努力让这种动力装置更紧凑,并提高它的进气和燃烧效率。这些努力在MSP-RE上达到充分体现,并在1995年东京汽车展中推出的RX-01概念车上安装了这种发动机。自然吸气式MSP-RE 随后作为RX-8的动力总成进行批量生产,并更名为RENESIS,它代表着“The RE (rotary engine)’s GENESIS”(转子发动机的起源)。
RENESIS转子式发动机,这种自然吸气式转子发动机在8,500 rpm下能够产生184 kW (250 PS)的最大功率(针对日本的高功率车型),结构紧凑的轻量化车身使RX-8得以采用先进的前中置动力总成布置,和以前的RX-7相比,发动机位置更低更*后。由于RENESIS
具有平稳的性能、紧凑的尺寸和独特的行驶特点,在全新的RX-8推出不久,即在2003年
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6月被命名为International Engine of the Year(国际年度最佳发动机)。
作为世界上唯一的转子发动机制造商,同时作为被全世界驾驶员高度评价的跑车生产商,马自达不断地努力把公司的梦想变为现实。正是这种梦想和我们在跑车开发中投入的热情,使马自达的客户对创新性的RENESIS发动机拥有很高的期望度。汪克尔型转子发动机的结构和工作原理在过去的400年中,许多发明家和工程师一直都想开发一种连续运转的内燃机。人们希望有朝一日往复活塞式内燃机将被优雅的原动力引擎所取代,它的运动轨迹应该非常接近人类伟大的发明之一:轮子。
实际上,在十六世纪末期,在出版物中首次出现“连续运转内燃机”的说法。连杆和曲柄机构的发明人沃特詹姆斯(1736-1819),也曾研究转子式内燃机。特别是在过去的150年里,发明者提出了许多关于转子发动机结构的提案。在1846年,人们画出了当今转子发动机工作室的几何结构,设计了使用外旋轮线的第一辆概念发动机。但是,这些概念都没有实用化,直到汪克尔菲加士博士在1957年研制出汪克尔转子发动机。汪克尔博士通过研究和分析各种转子发动机类型的可行性,找到了旋轮线壳体的最佳形状。他对飞机发动机上所用的回转阀以及增压器的气密性密封机构具有深刻的了解,这些机构在其设计中的使用,使汪克尔型转子发动机得以实用化
现代的转子发动机由茧形壳体(一个三角形转子被安置在其中)组成。转子和壳体壁之间的空间作为内部燃烧室,通过气体膨胀的压力驱动转子旋转。和普通内燃机一样,转子发动机必须在其工作室中相继形成进气、压缩、燃烧和排气四个工作过程。如果将三角形的转子放置在圆形壳体的中心部,工作室将不会随着壳体内部转子的旋转而在体积上发生变化。即使空燃混合气在那里点燃,燃烧气体的膨胀压力也仅作用在转子的中部,不会产生旋转。这就是为什么壳体的内侧圆周被设计成旋轮线外形并和安装在偏心轴上的转子组装在一起的原
因。因此,每转一圈,工作室的体积变化两次,从而实现内燃机的四个工作过程。
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在汪克尔型转子发动机上,转子的顶点随着发动机壳体内圆周的椭圆形壳体而运动,同时保持与围绕在发动机壳体中心的一个偏心轨道上的输出轴齿轮的接触。三角形转子的轨道是用一个相位齿轮机构来规定的。相位齿轮包括安装在转子内侧的一个内齿圈和安装在偏心轴上的一个外齿轮。如果转子齿轮在其内侧有30个齿,轴齿轮将在其外原周上有20个齿,由此得到其齿数比为3:2。由于这一齿数比,转子和轴之间的转速比被限定为1:3。
和偏心轴相比,转子有较长的转动周期。转子转动一圈,偏心轴转动三圈。当发动机转速为3000 rpm时,转子的速度只有1000 rpm。
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*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PG)。这一运动由两个分开的力作用而成。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
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