先用一個視頻來看看轉子發(fā)動機有多變態(tài),慢鏡頭下你沒有見過的轉子發(fā)動機。
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1920年成立于日本的廣島,而公司成立初期名為“東洋軟木株式會社”,主要是制造軟木一類的制品,之后,1923年,馬自達經(jīng)歷了日本最嚴重的地震“關東大地震”,由于城市重建問題于1927年更名為“東洋工業(yè)株式會社”,開始研發(fā)工業(yè)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。
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(fā)動機,馬自達轉子引擎作為汪克爾引擎(Wankel engine)的遺孤,被無數(shù)汽車迷津津樂道。相比以發(fā)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。
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相對一般發(fā)動機的優(yōu)勢
常規(guī)發(fā)動機工作時活塞在氣缸里做往復直線運動,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(fā)動機的復雜性。轉子發(fā)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(fā)動機為例,相比同等功率的6缸汽油傳統(tǒng)發(fā)動機,它的零件總數(shù)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,那為什么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(fā)現(xiàn)圓形旋轉一定角度后,它依然能與上下兩條線相切,也就是說它的寬度不會發(fā)生變化。
轉子發(fā)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(fā)動機的馬自達車隊憑借領先第二名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(fā)動機就被禁賽了。
雖然這么厲害,但是轉子發(fā)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)。
02
運動特點
轉子發(fā)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(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動,內(nèi)齒圈與齒輪的齒數(shù)之比為3:2。上述運動關系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,三個空間各自先后完成進氣、壓縮、做功和排氣,三角轉子自轉一周,發(fā)動機點火做功三次。由于以上運動關系,輸出軸的轉速是轉子自轉速度的3倍,這與往復運動式發(fā)動機的活塞與曲軸1:1的運動關系完全不同。
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03
具體有何特殊?
老外用一塊透明亞克力板,代替了發(fā)動機“側氣缸”,很好的展示了轉子發(fā)動機的工作狀態(tài)。
這款轉子發(fā)動機是航模專用,雖然在民用汽車界已經(jīng)絕種,但優(yōu)秀的性能讓轉子發(fā)動機,在航模界、卡丁車界大放光彩。
小編就簡單給大家,介紹一下轉子發(fā)動機的特點,以及如何通過排氣聲浪分辨轉子發(fā)動機。
通過上圖我們可以看到,轉子發(fā)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(nèi)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(fā)現(xiàn),找不到存放機油的地方。那么怎么潤滑呢?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(fā)動機一直在燒機油,怪不得環(huán)保通不過呢。
我們都知道氣缸是需要密封的,這樣燃燒后的氣體才能推動活塞,因此密封好壞全靠活塞環(huán),轉子也有活塞環(huán),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,你肯定會脫口而出一句話:天吶!轉子發(fā)動機不就是單氣環(huán)嘛!
沒錯,活塞發(fā)動機上的活塞都是,兩個氣環(huán)外加一個油環(huán),密封妥妥的,轉子完全是單環(huán)在運作,怪不得壽命低呢。
單環(huán)磨損的會非常快,所以轉子發(fā)動機10萬公里就要大修一次,就算換了刮片也是杯水車薪,畢竟氣缸也磨損了呀。
傳統(tǒng)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??赊D子的異形氣缸你告訴我怎么磨?
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”,因此什么可變氣門、可變正時就別想了。
你會發(fā)現(xiàn),轉子發(fā)動機和兩沖程發(fā)動機非常相似。你可以把轉子當成:擁有兩沖程進排氣結構的四沖程發(fā)動機。由于轉子發(fā)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(fā)動機有機械配氣結構,所以什么時候進氣,以及進多少氣,都是計劃安排好的。
那么接下來小編就模仿一下,兩種發(fā)動機的排氣聲音。請注意,是怠速狀態(tài)的排氣聲音。
活塞發(fā)動機:嘭……嘭……嘭……嘭……嘭……嘭……
轉子發(fā)動機:嘭嘭…嘭……嘭嘭……嘭…嘭…嘭……
低轉速狀態(tài)下轉子的排氣聲不規(guī)律,如果發(fā)動機轉速起來了,兩種發(fā)動機聲音會逐漸接近,轉子的排氣聲會越來越規(guī)律。
來源:金屬加工、機械社區(qū)、嗶嗶嗶車評、車有范兒(carfanr)、有一機械、百度百科等 。
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