转子发动机
大家好，今天我来为大家揭开“转子发动机”的神秘面纱。为了让大家更好地理解这个问题，我将相关资料进行了整合，现在就让我们一起来探索吧。
1.转子发动机的特点是什么
2.转子发动机的优点和缺点？
3.转子发动机相当于几缸
4.什么叫转子发动机
5.什么是转子发动机？又在F1中又为什么禁止使用这种高性能发动机？
转子发动机的特点是什么
发动机的运动特点是：三角转子的中心绕输出轴的中心旋转，而三角转子本身绕其中心旋转。
当三角形转子旋转时，位于三角形转子中心的齿圈与位于输出轴中心的齿轮啮合。齿轮固定在缸体上，不转动。齿圈与齿轮的齿数比为3: 2。
上述运动关系使得三角形转子顶点(即筒壁形状)的运动轨迹像“8”字形。三角形转子将气缸分成三个独立的空间，三个空间分别完成进气、压缩、做功和排气。三角转子旋转一周，发动机点火做功三次。上述运动关系的结果是输出轴的转速是转子的三倍，这与往复式发动机的活塞和曲轴的1: 1运动关系完全不同。
转子发动机的优点和缺点？
一般发动机均为往复运动式发动机，工作过程中活塞在气缸中做往复直线运动。为了把活塞的往复直线运动转化为曲轴的旋转运动，必须使用曲柄连杆机构。转子发动机则不同，它是直接将可燃气的燃烧膨胀力转化为驱动转矩。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。转子为顺时针方向旋转，当扫气条扫过进气口之前，随着转子的运动，气缸的容积会越来越大，此时正好产生负压进气，当扫气条扫过进气口以后，进气停止；随着转子的继续运动，气缸内的容积会越来越小，此时进行的就是压缩行程；当气缸容积小到接近临界值时，火花塞点火，点燃缸内可燃混合气，气体急速膨胀，推动转子继续顺时针方向转动，随后气缸容积变大，当扫气条运动到排气口时，做功完成。扫气条扫过排气口以后，排气口与气缸相通，此时开始排气行程，转子仍然顺时针方向运动，气缸容积变小，将缸内废气排出。如此循环下去。
转子发动机相当于几缸
转子发动机有以下一些优点：\x0d\第一、运行噪音更小：往复式发动机的活塞运动本身就是一个振动源，还有气门机构也会产生机械噪音；往复式发动机怠速时噪音很小，但不等于加速时噪音小。转子发动机平稳的运转产生的振动非常小，由于它没有气门结构，因此能更平稳和安静地运行。双转子发动机的安静和平稳性相当于直列六缸往复式发动机。\x0d\第二、扭矩很均匀：转子发动机在整个速度范围内有相当均匀的扭矩曲线，两转子的设计中运行扭矩波动与直列六缸发动机具有相同水平，三转子发动机则更胜于V8发动机往复发动机。\x0d\第三、精简结构，动力不亚于往复式发动机：转子发动机不需要设置连杆结构，没有配气机构(包括通常往复式发动机必备的正时齿带、凸轮轴、摇臂、气门、气门弹簧等等)，而这些在往复式发动机中是必不可少的一部分。因此转子发动机的组成部件数量大幅度减少(比传统的发动机部件减少了40％)，从而使得转子发动机体积小重量轻)，同等输出功率条件下，转子发动机的设计重量是往复式的三分之二。这个优点对发动机的布局和减轻整车重量都有不小的帮助。\x0d\第四、可靠性和耐久性比较好：前文提到，转子的转速是发动机转速的三分之一，因此转子的磨损情况并不是很大，另外，由于没有摇臂，连杆等高转速运动机械部件，所以在高负荷运动中更可靠和更耐久。\x0d\六、转子发动机的不足\x0d\1、工艺和成本要求高\x0d\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。\x0d\2、转子发动机的耗油量比较大\x0d\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。\x0d\3、功率输出轴位置比较高，令整车布置安排不便。\x0d\4、国内没有维修此类发动机的厂家\x0d\就算转子发动机耐用寿命相对地长，即使它省去了活塞发动机的一些部件，其实它还是一种经过改良的机械结构，还是到了一定的公路数需要维护的。而因为它很稀奇，维护的费用不会很低的。现在可以主观地讲，使用转子发动机的汽车，还是重技术，不是重产品，甚至可以说还是概念车的范畴，尽管能用，但当成成熟技术使用有一定的难度。
什么叫转子发动机
转子发动机的结构不同于普通的活塞发动机。单转子发动机实际上只有一个缸体，而双转子发动机则有两个气缸。目前世界上唯一使用转子发动机的汽车制造商是马自达。转子的工作原理也不同于传统的活塞往复式发动机。它包含一个三角形的转子，效率比活塞往复式发动机更高。此外，转子发动机体积小、重量轻，可降低整车重心，大大提高汽车的操控性。马自达的部分跑车采用了转子发动机，如Rx7和Rx8。而Rx8则已经引入国内市场，采用1.3升双转子发动机，最大扭矩231马力，211牛·米。同时搭载缸内直喷技术、铝合金气缸盖和缸体，并与6at变速箱或6速手动变速箱匹配。在国内，Rx8最常见的是手动挡车型，对于热爱驾驶的人来说，只有手动挡车型才有更多的驾驶乐趣。
什么是转子发动机？又在F1中又为什么禁止使用这种高性能发动机？
转子发动机也是内燃机的一种,但是和常规的活塞式发动机完全不同。
在活塞式发动机中，同一个汽缸中进行着进气、压缩、燃烧、排气4个过程，虽然转子发动机也有这4个过程，但是方式不一样！
基本原理
和常规活塞式发动机一样，转子发动机也是利用油气混合物燃烧时产生的压力来产生动力的。
常规活塞发动机，汽缸中产生的压力驱动活塞作往复运动。活塞杆带和曲轴将往复运动转化为转动来驱动汽车。
在转子发动机中，缸体中间的三角形转子代替了活塞来传递和密封燃烧后所产生的压力。
MAZDA RX-7装备的转子发动机
三角形的三个顶点保持和缸体内壁的接触，产生三个独立的空腔。当转子在缸体中转动时，三个空腔交替的扩大和收缩，来实现吸入油气混合物，压缩，燃烧，然后排气整个过程。
马自达一直以来都在自己的产品中使用转子发动机。从1978年就开始销售的RX-7，可能是有史以来销售最成功的使用转子发动机为动力的汽车。 RX-7于1995年在美国停止销售，于是转子发动机被用到新推出的车型上。马自达新车型RX-8，它装备的双转子发动机可以产生最高250马力。
部件
和活塞式发动机一样，转子发动机同样有点火系统和供油系统。下面就让我们来看一看转子发动机的内部结构吧！
转子
转子有三个弧形表面，每个表面就像是一个活塞。每个表面上都有一个空腔，用来增大排量，更大程度的混合汽油和空气。在每两个表面的连接处都有一金属长条来保证燃烧室间的密封，同样，在转子的每边都有金属环来保证侧面的密封。在转子的中间有一副齿牙，齿牙和固定在缸体中间的齿轮紧密啮合。这个齿轮决定了转子的运动轨迹和方向。
缸体
缸体是一个粗略的椭圆形，这样设计的缸体可以保证转子和缸体内壁形成三个密封的空腔。
和活塞式发动机一样，以下4个过程：
进气
压缩
燃烧
排气
进气和排气口是直接铸于缸体上，上面没有阀门，直接和外面相连。
输出轴
注意中间特殊的圆形突出物
输出轴的形状是比较特殊的，上面的圆形突出物的中心线并不在轴的中心线上，而是有一个偏移量。每个圆形突出物和一个转子相配合，作用类似于活塞式发动机中的曲轴。当转子旋转时，带动有圆形突出物的输出轴旋转，在轴上产生扭矩。
所有的这些部件是怎么配合工作的呢？
转子发动机可以看成是按照层来装配的，我们大致可以把它分成5个主要的层。冷却液在所有这些部件的流道中流动。
点击查看FLASH
点击FLASH中的OPEN可以看到各个部件的立体装配图
最外的两端包含着密封圈和输出轴轴承，和装着转子的缸体间也是保持密封的。这些部件的内表非常光滑，以保证密封工作良好。每块上有一个进气口。见下图：
接下来的就是椭圆形的缸体了，上面有一个排气口。见下图：
最中间的有两个进气口，分别对应两个转子，并把它们对立开来，它的外表面是非常光滑的。见下图：
转子和中间的齿轮啮合，并且和输出轴相配合。
产生动力
点击查看FLASH
点击FLASH上的红色按钮可以看到发动机运转中每个过程的分解步骤
仔细观察一下，你会发现转子每转一周，输出轴上的圆形突出物转动3次
和活塞式发动机类似，也是4冲程的。在这里要注意的是，大部分转子发动机是双火花塞。如果只有一个火花塞，那么在这个狭长的燃烧室里，单火花塞发出的火花可能就不够用。
转子旋转一周，输出轴旋转3周。
转子发动机的优点
更少的活动部件
和活塞式发动机相比，转子发动机有着更少的活动部件。一个双转子发动机只有以下3个主要活动部件：两个转子，一个输出轴。而一个最简单的4缸活塞式发动机拥有至少40个活动部件，包括：活塞、活塞连杆、凸轮轴、阀门，弹簧、正时皮带和曲轴等。因此，更少的活动部件使得转子发动机的可靠性较好，这也是一些飞机制造厂青睐转子发动机的原因。
平顺性好
转子发动机中的所有活动部件都是朝同一个方向连续运动的，相对于活塞式发动机来说，有这更好的平顺性。每个燃烧过程大概持续转子旋转的90度左右，转子旋转1周，输出轴旋转3周，每个燃烧过程相当于输出轴旋转了270度，这就意味着一个单转子发动机在输出轴转动3/4周的时间内一直传递着动力。而单缸的活塞式发动机，在两周的时间里，只有180度的时间里是传递动力的，相当于曲轴转动的1/4的时间里传递动力。
转子发动机的缺点
一般来说，转子发动机比较难达到美国尾气排放标准。
产量的相对较低使得制造费用较高。
狭长的燃烧室和较低的压缩比使得热工效率较低，因此消耗较多的燃料
1）转子发动机（Wankel Engine、Rotary Engine）是由德国人菲加士·汪克尔（Felix Wankel，1902-1988）所发明，他在总结前人的研究成果的基础上，解决了一些关键技术问题，研制成功了第一台转子发动机。转子发动机采用三角转子旋转运动来控制压缩和排放，与传统的往复活塞式发动机的直线运动迥然不同。2）转子发动机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靠空气燃料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。转子发动机，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。这一运动在两个分力的力作用下进行。一个是指向输出轴中心的向心力，另一个是使输出轴转动的切线力（Ft）。
二、F1中为什么禁止使用这种高性能发动机？
1）油耗高，污染重。
转子发动机的转子运动特点是：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角的运动轨迹（即汽缸壁的形状）似“8”字形。三角转子利用转子的顶角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。这样大家明白了转子的运动关系，其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是1:1的运动关系完全不同。由于没有往复式发动机的高压缩比，使得燃烧不能够很充分。虽然马自达公司曾经给转子发动机增加了单涡轮增压和双涡轮增压等东西，但只是提高了输出马力，并适度的减少了尾气排放，但还是与往复式发动机有着很大的差距。
2）零部件寿命短
由于转子的三个顶角负责密封（顶角上也有类似活塞环一样的密封件），并且长期处于无法良好润滑的情况下工作，导致其过早的磨损。虽有很多种方案进行了改进，例如将气缸壁进行瓷化（对气缸壁表面进行陶瓷化，可以减少摩擦，并且在无润滑的情况下更耐高温），对于三个顶角的密封材料进行筛选，等等，但始终无法有更好的突破。并且转子中间的输出轴部位的高温下问题，始终困扰着工程师们。
3）利益
传统生产往复式发动机的厂家们，对于往复式发动机已经投入了大量的财力人力物力去改造去完善去创新了，在往复式发动机的潜力还没有挖掘尽的情况下，转而投入财力人力物力去改造前景不是很光明的转子发动机，我想，每个往复式发动机厂家的CEO都会摇头的。况且，还有各种环保法规的出台，也预示着转子发动机的末日。尤其是该死的1992年，在1991年马自达夺得勒芒24小时汽车赛冠军后，被国际汽联明令禁止参赛，其背后利益的关联，可想而知了。
好了，今天关于转子发动机就到这里了。希望大家对转子发动机有更深入的了解，同时也希望这个话题转子发动机的解答可以帮助到大家。