轉子發動機為何會被禁賽?慢鏡頭下看它有多變態

2020-12-23 騰訊網

發動機作為汽車的核心零部件,在汽車的行駛過程中起著重要作用。今天機械知網小編就帶大家看看轉子發動機到底有多牛,希望對各位知友能夠有所幫助。

先用一個視頻來看看它有多變態,慢鏡頭下你沒有見過的轉子發動機——

1920年成立於日本的廣島,而公司成立初期名為「東洋軟木株式會社」,主要是製造軟木一類的製品,之後1923年馬自達經歷了日本最嚴重的地震「關東大地震」,由於城市重建問題於1927年更名為「東洋工業株式會社」開始研發工業機械用具。馬自達的第一款車型就是在那個年代應運而生,名為Mazda Go是一款機動三輪車。

1984年,馬自達以松田重次郎的姓氏(Matsuda)相近的Mazda為品牌重新命名。Mazda意為:古波斯拜火教的最高神阿夫拉-馬自達(Ahura Mazda)波斯語中意為:睿智 理性(但是好像一點也不理性...)

馬自達是唯一在勒芒24小時耐力賽拿過冠軍的日本車廠。

講到馬自達就一定要講一講他的轉子發動機,馬自達轉子引擎作為汪克爾引擎(Wankel engine)的遺孤,被無數汽車迷津津樂道。相比以發明者名稱命名的叫法,轉子引擎(Rotary Engine)更能突顯轉子在這種引擎中起到的重要作用。

相對一般發動機的優勢

常規發動機工作時活塞在氣缸裡做往復直線運動,為了把活塞的直線運動轉化為旋轉運動,必須使用曲柄滑塊機構,這無疑增加了發動機的複雜性。轉子發動機則不同,連接在轉子上的輸出軸會隨著轉子本身的轉動一起轉動。取消了無用的直線運動帶來的好處有很多,以雙缸汽油轉子發動機為例,相比同等功率的6缸汽油傳統發動機,它的零件總數約少20%,體積約小30%,自重降低近一半。

既然轉子如此重要,它的設計自然備受矚目,那為什麼萊洛三角形最終被選中呢?這一切還得從萊洛三角形的特性說起。

萊洛三角形是除了圓形以外,最簡單易懂的勒洛多邊形,一個定寬曲線。定寬性用下圖來解釋最直接,我們會發現圓形旋轉一定角度後,它依然能與上下兩條線相切,也就是說它的寬度不會發生變化。

轉子發動機雖然重量更低,熱效率更高,1991年勒芒24小時耐力賽,搭載轉子發動機的馬自達車隊憑藉領先第二名2圈獲得冠軍。出道即巔峰,精通唱、跳、rap和籃球…(但好景不長,可能是因為給第二名陰影太大,第二年轉子發動機就被禁賽了)

雖然這麼厲害,但是轉子發動機的油耗,轉子壽命,以及造價等問題還沒有被廣泛使用,被我們所熟知的轉子車型有RX-7、RX-8(頭文字D,高橋啟介)

運動特點

轉子發動機的運動特點是:三角轉子的中心繞輸出軸中心公轉的同時,三角轉子本身又繞其中心自轉。在三角轉子轉動時,以三角轉子中心為中心的內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動,內齒圈與齒輪的齒數之比為3:2。上述運動關係使得三角轉子頂點的運動軌跡(即汽缸壁的形狀)似「8」字形。

三角轉子把汽缸分成三個獨立空間,三個空間各自先後完成進氣、壓縮、做功和排氣,三角轉子自轉一周,發動機點火做功三次。由於以上運動關係,輸出軸的轉速是轉子自轉速度的3倍,這與往復運動式發動機的活塞與曲軸1:1的運動關係完全不同。

具體有何特殊?

老外用一塊透明亞克力板,

代替了發動機「側氣缸」,

很好的展示了,

轉子發動機的工作狀態。

這款轉子發動機是航模專用,

雖然在民用汽車界已經絕種,

但優秀的性能讓轉子發動機,

在航模界、卡丁車界大放光彩。

機械社區小編就簡單給大家,

介紹一下轉子發動機的特點,

以及如何通過排氣聲浪分辨轉子發動機。

通過上圖我們可以看到,

轉子發動機氣缸呈橢圓形,

或者八字形、花生形。

三角形轉子在氣缸內運動。

氣缸側壁,也就是平面上有兩個開口,

一個進氣,一個排氣,

轉子上的那個坑,

就是燃燒室。

通過簡單的介紹你就會發現,

找不到存放機油的地方。

那麼怎麼潤滑呢?

很簡單,那就是汽油機油混合燃燒。

只有混合燃燒才能保證潤滑,

除此之外沒有任何辦法,

這也就說明轉子發動機一直在燒機油,

怪不得環保通不過呢。

我們都知道氣缸是需要密封的,

這樣燃燒後的氣體才能推動活塞,

因此密封好壞全靠活塞環,

轉子也有活塞環,叫做刮片。

轉子每個角都有一個刮片,

轉子的側面也有刮片。

此時,各位社友肯定會脫口而出一句話:

天吶!轉子發動機不就是單氣環嗎!

沒錯,活塞發動機上的活塞都是,

兩個氣環外加一個油環,

密封妥妥的,

轉子完全是單環在運作,怪不得壽命低呢。

單環磨損的會非常快,

所以轉子發動機10萬公裡就要大修一次,

就算換了刮片也是杯水車薪,

畢竟氣缸也磨損了呀。

傳統的圓形氣缸,

我們可以通過鏜缸來翻新,

氣缸稍微磨大一圈兒,又恢復如初。

可轉子的異形氣缸你告訴我怎麼磨?

另外轉子也沒有氣門這個東西,

進排氣完全靠轉子推動,

或者說叫「掃氣」,

因此什麼可變氣門、可變正時就別想了。

你會發現,

轉子發動機和兩衝程發動機非常相似。

你可以把轉子當成:

擁有兩衝程進排氣結構的四衝程發動機。

由於轉子發動機沒有氣門,

沒有機械式配氣結構,

所以進氣排氣全是隨緣的,沒人管。

活塞發動機有機械配氣結構,

所以什麼時候進氣,

以及進多少氣,

都是計劃安排好的。

那麼接下來小編就模仿一下,

兩種發動機的排氣聲音。

請注意,

是怠速狀態的排氣聲音。

活塞發動機:

嘭……嘭……嘭……嘭……嘭……嘭……

轉子發動機:

嘭嘭…嘭……嘭嘭……嘭…嘭…嘭……

低轉速狀態下轉子的排氣聲不規律,

如果發動機轉速起來了,

兩種發動機聲音會逐漸接近,

轉子的排氣聲會越來越規律。

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