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转子发动机工作原理和普通发动机(转子发动机的结构及原理)

转子发动机工作原理和普通发动机(转子发动机的结构及原理)看下面动画2,进气过程中,活塞向下运动,同时进气节气门打开,燃油喷射进入气缸内。燃油和吸入的空气混合成可燃气体。先帮给回忆一下传统活塞式发动机(这里只讲汽油机)的工作原理吧。传统发动机的工作分为四个过程,专业点的说法叫四冲程,分别是:进气、压缩、点火做功和排气。图2 转子发动机结构上图是一个双转子的发动机。抛去进排气,转子发动机只要这几个核心部件:2个转子、2个气室,1个偏心轴,2个外缸体和1个内缸体。来个转子组装动画,你就明白了~动画3 转子发动机组装

上一篇,我们讲了一大堆转子发动机的历史。今天我们来点专业的,讲讲转子发动机的结构和原理。文末给大家奉上日本偏移之王土屋圭市驾驶马自达RX-7与GTR的下坡赛,真实版的头文字D!

基本结构

先来一张普通发动机的零件结构图,是不是都要晕了?哈哈

转子发动机工作原理和普通发动机(转子发动机的结构及原理)(1)

图1 传统发动机零部件

再看看图2,转子发动机的结构。转子发动机不像传统的活塞式发动机,动则上百个零部件。其结构非常非常的简单,拆散了就那么几个零部件。

转子发动机工作原理和普通发动机(转子发动机的结构及原理)(2)

图2 转子发动机结构

上图是一个双转子的发动机。抛去进排气,转子发动机只要这几个核心部件:2个转子、2个气室,1个偏心轴,2个外缸体和1个内缸体。来个转子组装动画,你就明白了~

转子发动机工作原理和普通发动机(转子发动机的结构及原理)(3)

动画3 转子发动机组装

传统发动机的工作原理

先帮给回忆一下传统活塞式发动机(这里只讲汽油机)的工作原理吧。传统发动机的工作分为四个过程,专业点的说法叫四冲程,分别是:进气、压缩、点火做功和排气。

  • 进气

看下面动画2,进气过程中,活塞向下运动,同时进气节气门打开,燃油喷射进入气缸内。燃油和吸入的空气混合成可燃气体。

转子发动机工作原理和普通发动机(转子发动机的结构及原理)(4)

动画2 进气过程

  • 压缩

这个过程中,活塞开始向上运动(注意箭头),同时节气门关闭,那么缸内的可燃气体受到压缩。

转子发动机工作原理和普通发动机(转子发动机的结构及原理)(5)

动画3 压缩过程

  • 点火做功

在活塞达快到上止点的时候,火花塞点火,可燃气体燃烧,气体急剧膨胀,推动活塞往下走,燃烧的内能转化为活塞的机械能,这就是做功的过程。

转子发动机工作原理和普通发动机(转子发动机的结构及原理)(6)

动画4 点火做功

  • 排气

做功之后,活塞靠着惯性再次往上走,此时排气节气门打开,将燃烧后的废气排出。

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动画5 排气过程

再来一张完整的~

转子发动机工作原理和普通发动机(转子发动机的结构及原理)(8)

动画6 四冲程发动机工作过程

转子发动机的工作原理

转子发动机的工作原理与活塞式的一样,也有这四个过程,只是用了不同的结构巧妙的实现了。来看下面四组动画:

转子发动机工作原理和普通发动机(转子发动机的结构及原理)(9)

动画7 转子发动机进气过程

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动画8 压缩过程

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动画9 点火及做功

转子发动机工作原理和普通发动机(转子发动机的结构及原理)(12)

动画10 排气过程

国外有个小哥,用高速摄像机拍下了一个小型转子发动机的工作工程,来慢镜头领略下转子的魅力吧!

转子发动机工作原理和普通发动机(转子发动机的结构及原理)(13)

动画11 转子发动机工作的慢镜头

最后,来个简单的对比图。

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图4 工作原理对比图

转子式VS活塞式

好了~转子发动机的工作原理大家了解了吧。我们做个与活塞式的优缺点对比。

优点

  • 设计理念。这是转子发动机最初开发的目的,转子发动机直接就是旋转运动,而不像活塞式发动机将活塞上下的直线运动转为曲轴的旋转运动。
  • 结构简单。传统发动机的结构过于复杂,而转子发动机只有简单的几个部件,转子发动机更加的经久耐燥。
  • 恐怖的动力输出。拿马自达RX-8举例,这款车只有1.3L的排量,却有232匹的马力,高达9000转的红线转速。
  • 体积小。结构简单、排量小,当然体积就小啦。特别适合于小钢炮和小跑车。
  • 声音。转子引擎能发出很特别的、让人热血的轰鸣声(这个仁者见仁了,可能有人觉得吵)

缺点

但是,转子发动机也有着致命的缺点,这些缺点阻碍了转子发动机的推广。

  • 油耗及排放。由于转子发动机的压缩比很小,燃油效率很低;而且低圧缩比下的有毒排放物也很多。
  • 低转速的扭矩小。为了有较高的扭矩输出,需要保持较高的发动机转速,这也是油耗高的原因之一。
  • 密封问题。转子和气室壁之间的密封问题(如下图),是头疼很多车企的问题,只有马自达算得上做出了一些突破。

转子发动机工作原理和普通发动机(转子发动机的结构及原理)(15)

其他

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