一氣的確用過一陣子。網上有，我也做點貢獻轉載一部分文字，大家不要嫌我羅嗦： + D i# P, l* c8 t- A
& _: ~6 b( A, ]- 轉載--- 來源:世界摩托車網 7 R2 b- D5 f8 A4 k, m* H& p3 q# H
轉子發動機又稱為米勒循環發動機。它采用三角轉子旋轉運動來控制壓縮和排放，與傳統的活塞往復式發動機的直線運動迥然不同。這種發動機由德國人菲加士·汪克爾發明，在總結前人的研究成果的基礎上，解決了一些關鍵技術問題，研制成功第一臺轉子發動機。
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]" T. q3 k& }) ~ 汪克爾于1902年出生在德國，1921年到1926年受雇于海德堡一家科技出版社的銷售部。在1924年，汪克爾在海德堡建立了自己的公司，他花了大量的時間在那里進行轉子發動機的研制，在1927年，諸如氣密性和潤滑等的一系列技術問題的攻克終于有了眉目。60年初在德國生產出第一輛裝配了轉子發動機的小跑車。當時業內人士認為這種發動機的結構緊湊輕巧，運轉寧靜暢順，也許會取替傳統的活塞式發動機。
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1964年，日內瓦的德法合資企業comobil公司，首次把轉子發動機裝在轎車上成為正式產品。1967年，日本人也將轉子發動機裝在馬自達轎車上開始成批生產。
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一向對新技術情有獨鐘的馬自達公司投巨資從汪克爾公司買下了這項技術。由于這是一項高新技術，懂得這項技術的人寥寥無幾，發動機壞了無人會修，而且耗油大，汽車界有人對這種發動機的市場前景產生了懷疑。70年代石油危機爆發，各國忙于應付各方面的困難而無暇顧及發展轉子發動機，唯有馬自達公司仍然深信轉子發動機的潛力，獨自研究和生產轉子發動機，并為此付出了相當大的代價。他們逐步克服了轉子發動機的缺陷，成功地由試驗性生產過渡到商業性生產，并將安裝了轉子發動機的rx－7型跑車打入了美國市場，令人刮目相看。
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在世界環保意識日益強化，石油資源日漸沽竭的今天，以氫氣做動力源的研究已成為一大課題。當年馬自達堅持下來的轉子發動機從結構上講是最適合燃燒氫氣，而且最“干凈”，因為氫燃燒完后排出的是水蒸汽，對環境沒有任何污染。馬自達公司改制了rx－7型跑車的轉子發動機，使它可以用氫做燃料。這種發動機裝配在馬自達hr一x汽車上，1立方米的燃料箱吸儲了相當43立方米的壓縮氫氣，以每小時60公里的車速可行駛230公里，引起了各界人士的關注。由于從生產裝配到維護修理，轉子發動機都與傳統的發動機大不一樣，開發成本大。加上往復式活塞發動機在功率、重量、排放、能耗等方面都比過去有了顯著提高，轉子發動機沒有顯出明顯的優勢，因此各大汽車企業都沒有積極性去開發利用，唯有馬自達一家苦苦支撐。
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/ Z* w( D, s$ c" ?) _! l; f$ q 一般發動機是往復運動式發動機，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，必須使用曲柄連桿機構。轉子發動機則不同，它直接將可燃氣的燃燒膨脹力轉化為驅動扭矩。與往復式發動機相比，轉子發動機取消了無用的直線運動，因而同樣功率的轉子發動機尺寸較小，重量較輕，而且振動和噪聲較低，具有較大優勢。
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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，這與往復運動式發動機的活塞與曲軸１：１的運動關系完全不同。 馬自達ｒｘ－８是繼日產350z后，另一部有世界級叫座力的日本跑車。它可以真正坐4人，輕松慢開可當一部代步車來用，快跑起來一至四檔也可讓你感受8千轉以上的瘋狂，內外設計細致優雅，又有正宗跑車駕駛味道。這里并不是介紹它這款車的性能，而是著重介紹它的引擎－－世界上著名的轉子引擎！" \. F4 v# J- Q- J# D9 @* |
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mazda這顆rx-8用的轉子引擎說穿了依舊是從rx-7改良過來的，如果直接講這中間的改良會有幾個問題。首先就是差異不大，不管mazda如何宣傳，說真的，要在一代的間隔內讓轉子引擎有突飛猛進的進展，你我都知道不可能。第二就是篇幅太短，如果不加上一些打混摸魚的虛字，可能連一頁的版面都充不了。第三個問題就是：“看不懂！”，直接講rx-8的轉子引擎改良了哪些東西，除非你原本就對rx-7那顆轉子引擎滾瓜爛熟，要不然本篇文章將會像中文天書一樣，大家有看沒有懂，那除了表示該編輯好像很厲害外，對讀者一點意義都沒有。所以，我們還是從基礎講起吧！
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. F- h6 C9 r% g- Y3 n 由于轉子的轉速只有驅動軸的1/3，所以轉子轉一圈，飛輪要轉三圈（1080°），而四沖程活塞引擎只要兩圈（720°）就能完成一次循環。7 _' y: u$ e4 O
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轉子引擎基本常識
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6 \6 d: x' V' o' ` 我們都知道，一般車輛使用的是四行程活塞引擎，引擎要上下各兩次才能完成一次循環，所以被稱為四行程引擎。而轉子引擎并沒有活塞，有的是一顆三角弧型的轉子。當然也沒有汽缸壁，而是一個8字型的氣室，而轉子就是在這8字型的氣室內咕嚕咕嚕的轉動。
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) Y: x* H- |: {+ d3 M6 b' O ?. Y 是的！轉子在氣室內不是規規矩矩的繞著同一個軸心轉動的，如果轉子真的是繞著固定軸心轉動，那氣室的形狀將會是圓形，進氣、壓縮、動力、排氣的內燃機四大基礎動作將不存在，所以轉子的驅動軸是偏心的，也就因為驅動軸是偏心的，所以轉子才會忽上忽下忽左忽右的旋轉，因此氣室才會形成8字型。
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0 [* H% k7 S" F5 \3 \0 m 這時氣室就被三角弧型的轉子分成了三份，而且大小會有變化，這大小的變化量就是轉子引擎的排氣量。這時只要在氣室的腰部上下開孔，孔就會因轉子膨脹或壓縮氣室內的空間而變成進排氣孔，而沒開口的腰部，空氣就會被壓縮及膨脹，這時只要有火星塞就可以引爆汽油混合氣，這樣轉子引擎就有了進氣、壓縮、動力、排氣四個基礎行程而可以運作。
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而且因為轉子是三角形的，所以有三個獨立運作的空間，于是轉子轉一圈就會有三次的動力行程，媲美三缸活塞引擎。除了8字型氣室與三角型轉子外，轉子引擎還有一個很重要的比例，那就是轉子齒與驅動齒的齒比絕對是‘2：3’。于是，這又帶出一個轉子引擎的絕對現象，就是轉子轉1圈驅動軸轉3圈。等等！齒比不是2：3嗎？怎么轉速比不是3：2而是3：1。
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4 a( w6 X' B" h' R. _& N, S6 } 原因很簡單，當轉子轉1圈時，驅動軸除了被帶動的自轉外還有公轉運動，所以轉子轉1圈驅動軸不是轉1.5圈，而是兩倍的3圈。這也講到轉子引擎容易高轉速化的優點，例如引擎轉速9000rpm時，轉子才3000rpm而已，不像活塞引擎在9000rpm時，活塞每分鐘上下9000次共18000行程！ 知道轉子轉速與驅動軸轉速的比例后，我們就能比較轉子引擎與四行程活塞引擎的相對關系，當轉子轉1圈的時候驅動軸轉3圈，驅動軸轉3圈就代表飛輪轉了3圈，而轉子轉一圈有三次動力行程，也就是說飛輪每一轉就有一次動力。而四行程活塞引擎要運轉兩圈才有一次，若要達到每一轉就有一次動力則需要兩缸，也就是說相同的轉速下，一個轉子相當于兩缸。不過，mazda一直對外宣稱雙轉子相當于6缸引擎又是怎么一回事呢？這就要看動力時間了。
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四行程引擎由于每兩轉完成四個行程，所以動力行程為半圈180°，而轉子轉一圈驅動軸轉了三圈，所以動力行程為3/4圈270°，每次動力行程較四行程活塞引擎多了50﹪，再加上同轉速下一個轉子相當于兩缸，就變成動力時間長度相當于3缸引擎，所以雙轉子就擁有與六缸引擎等長的動力重疊時間，等于運轉平順度同于六缸引擎。但這個270°的動力行程也成為轉子引擎的致命傷，相對于四行程活塞引擎的180°，轉子引擎多了1.5倍的燃燒時間，使得平均壓力降低了約18.76﹪，說白點就是扭力只有同排氣量活塞引擎的81.24﹪。 算到最后可以得知轉子引擎的動力相當于1.625倍同排氣量的活塞引擎，可是同時間的耗油量卻是兩倍，注定了轉子引擎耗油的宿命。綜合來說，轉子引擎有著很小的體積、很輕的重量、簡單而扎實的結構，有著同排氣量活塞引擎1.625倍的動力、2倍的油耗，動力平順、震動與噪音都較活塞引擎低，具有超高轉速的潛力等，如果油耗不是問題的話，轉子引擎幾乎都優于活塞引擎。
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利用前后轉子的時間差，就能多出一些進氣壓力來增加動力，這也就是為何rx-7的進氣管都做成u型的原因。 V7 I- m5 p8 }9 A; ^5 l( W
) L# }8 f. x1 j( G& k/ i 轉子引擎進步史
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接下來講轉子引擎在mazda這家車廠手上到底做了哪些改良，才能繼續沿用至今日的原因。扣除初期研發的困難外，轉子引擎到了70年代跟所有的車輛用引擎一樣，都面臨了環保的問題。轉子引擎由于燃燒時間較長的原因，并不會有高溫產生nox的問題，但卻因排氣孔設置在氣室壁上，而有hc較多的問題，這個問題在當時的解決方法為，用空氣幫浦將空氣強行打入排氣管頭段與觸媒轉化器之中，使多余的hc燃燒掉。
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在70年代，除了環保問題之外，中東危機導致油價上漲，也使得油耗變成嚴重的問題，而油耗又正好是轉子引擎的致命傷，為了讓轉子引擎能繼續存活下去，mazda展開了‘鳳凰計劃’，計畫提高20%的燃油效率，這計劃的相關成果，也造就了目前轉子引擎的風貌。‘鳳凰計畫’的成果就是大家所熟知的第一代rx-7，與計畫前轉子引擎最大的差異點為，進氣口變成了三個，而且還有一個是會關閉的，這套設計若對比于活塞引擎來說，相當于honda的vtec設計，再配合上傾斜燃燒技術，使得轉子引擎的油耗降低了40%，馬力也獲得提升，成功的讓轉子引擎存活了下來，而兩階段三進氣孔的設計就一直沿用到rx-8上，也是自然進氣的”renesis”引擎能發出250匹馬力的遠因。 4 S# K p9 [( {; ?8 l+ D
1 q1 g8 o6 o, N, W 除了鳳凰計畫的兩階段三進氣孔設計外，mazda在轉子引擎的進氣岐管上還有一項巧思，那就是動態增壓系統。這設計很有創意，mazda的的轉子引擎多為雙轉子設計，于是在1983年時，mazda發現可以藉由調整兩顆轉子的時間差，使得即將關閉進氣孔的轉子施加壓力給進氣岐管，透過動態空氣室后，對另一顆正在進氣的轉子進行微增壓的動作，這設計也造就了現今mazda轉子引擎都有u型進氣岐管的面貌。除了上述普見于mazda轉子引擎的設計外，rx-7第二代的單渦輪增壓器也是很特別的，mazda將它命名為twin-scroll turbo。 這顆渦輪有一個控制閥兩個氣室，當引擎低轉速時，控制閥關閉，讓所有的排氣進入狹小的p室，使得流速加快以減輕渦輪遲滯，當引擎轉速高時，控制閥打開，讓排氣平均的進入渦輪，降低排氣阻力與增加渦輪效率。不過到第三代rx-7就不這么麻煩了，直接采用序列式雙渦輪，低轉速用一個，高轉速用兩個，也是達到低速渦輪遲滯少，高速渦輪增壓強的境界。 8 l; P! v: m$ v- D
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rx-8的引擎到底有那些特色，且聽我一一道來。第一張圖上講到這顆引擎完全沒有進排氣重疊的時間，就不會有進氣跑到排氣管造成污染與浪費。第一張圖下講到多階段進氣系統可因轉速制宜，因此增進了油耗與動力表現。第二張圖說到進氣口增加了30%的進氣口徑，這使得rx-8的轉速
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7 p, r5 W1 [9 j9 [ 進入二十一世紀 . y. Y' @8 v& }. S( u) _/ f
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大家都知道目前mazda的轉子引擎已經傳承到rx-8身上，那這顆renesis又有哪些進展呢？首先是進氣孔面積加大了30%，使得這顆引擎的進氣量足以應付到10000rpm的需求。但大家都知道，這樣低轉速會變得很糟糕，于是mazda將原本的三進氣孔兩階段式設計，再進化成三進氣孔三階段式設計，盡量避免低轉速域的無力現象，而為了高轉速化，破天荒的將轉子制成摟空狀，大幅降低轉子的重量，使得自然進氣的rx-8可以藉由拉轉速的方式，達到250匹馬力的水準。但renesis引擎最創新的地方在于排氣口，以往轉子引擎的排氣口都是作在氣室壁上，往往一些未燃燒的油氣與些許的潤滑油就會在此被刮入排氣管，造成污染問題。
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但在renesis上，排氣口與進氣口一樣設在前后側壁上，當場解決掉以往hc的污染問題，也順帶使得進排氣完全不重疊，不會有進氣漏到排氣管的問題，也可在前后側壁各開一個排氣孔，讓引擎排氣孔變兩個提升排氣效率，以達成高轉速化的目的。(聽說在280ps的rx-7上就已經是了) 經過前述說明，相信大家都能了解rx-8為何能以1.3l的排氣量，而且還是在自然進氣的狀態下，卻能夠產生250匹馬力的原因。mazda的轉子引擎成就不是一蹴可及的，是不斷透過一點一滴的修改，才能造就目前的rx-8的！ |
發表于 2007-10-24 13:59:54
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