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轉子發(fā)動(dòng)機采用三角轉子旋轉運動(dòng)來(lái)控制壓縮和排放,與傳統的活塞往復式發(fā)動(dòng)機的直線(xiàn)運動(dòng)迥然不同。這種發(fā)動(dòng)機由德國人菲加士·汪克爾發(fā)明,在總結前人的研究成果的基礎上,解決了一些關(guān)鍵技術(shù)問(wèn)題,研制成功第一臺轉子發(fā)動(dòng)機。
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(xiāo)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(shí)間在那里進(jìn)行轉子發(fā)動(dòng)機的研制,在1927年,諸如氣密性和潤滑等的一系列技術(shù)問(wèn)題的攻克終于有了眉目。60年初在德國生產(chǎn)出第一輛裝配了轉子發(fā)動(dòng)機的小跑車(chē)。當時(shí)業(yè)內人士認為這種發(fā)動(dòng)機的結構緊湊輕巧,運轉寧靜暢順,也許會(huì )取替傳統的活塞式發(fā)動(dòng)機。
1964年,日內瓦的德法合資企業(yè)COMOBIL公司,首次把轉子發(fā)動(dòng)機裝在轎車(chē)上成為正式產(chǎn)品。1967年,日本人也將轉子發(fā)動(dòng)機裝在馬自達轎車(chē)上開(kāi)始成批生產(chǎn)。
一向對新技術(shù)情有獨鐘的馬自達公司投巨資從汪克爾公司買(mǎi)下了這項技術(shù)。由于這是一項高新技術(shù),懂得這項技術(shù)的人寥寥無(wú)幾,發(fā)動(dòng)機壞了無(wú)人會(huì )修,而且耗油大,汽車(chē)界有人對這種發(fā)動(dòng)機的市場(chǎng)前景產(chǎn)生了懷疑。70年代石油危機爆發(fā),各國忙于應付各方面的困難而無(wú)暇顧及發(fā)展轉子發(fā)動(dòng)機,唯有馬自達公司仍然深信轉子發(fā)動(dòng)機的潛力,獨自研究和生產(chǎn)轉子發(fā)動(dòng)機,并為此付出了相當大的代價(jià)。他們逐步克服了轉子發(fā)動(dòng)機的缺陷,成功地由試驗性生產(chǎn)過(guò)渡到商業(yè)性生產(chǎn),并將安裝了轉子發(fā)動(dòng)機的RX-7型跑車(chē)打入了美國市場(chǎng),令人刮目相看。
在世界環(huán)保意識日益強化,石油資源日漸沽竭的今天,以氫氣做動(dòng)力源的研究已成為一大課題。當年馬自達堅持下來(lái)的轉子發(fā)動(dòng)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(huán)境沒(méi)有任何污染。馬自達公司改制了RX-7型跑車(chē)的轉子發(fā)動(dòng)機,使它可以用氫做燃料。這種發(fā)動(dòng)機裝配在馬自達HR一X汽車(chē)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(shí)60公里的車(chē)速可行駛230公里,引起了各界人士的關(guān)注。
『氫燃料轉子發(fā)動(dòng)機解析圖』
一般發(fā)動(dòng)機是往復運動(dòng)式發(fā)動(dòng)機,工作時(shí)活塞在氣缸里做往復直線(xiàn)運動(dòng),為了把活塞的直線(xiàn)運動(dòng)轉化為旋轉運動(dòng),必須使用曲柄連桿機構。轉子發(fā)動(dòng)機則不同,它直接將可燃氣的燃燒膨脹力轉化為驅動(dòng)扭矩。與往復式發(fā)動(dòng)機相比,轉子發(fā)動(dòng)機取消了無(wú)用的直線(xiàn)運動(dòng),因而同樣功率的轉子發(fā)動(dòng)機尺寸較小,重量較輕,而且振動(dòng)和噪聲較低,具有較大優(yōu)勢。
『馬自達轉子發(fā)動(dòng)機工作原理視頻』
轉子發(fā)動(dòng)機的運動(dòng)特點(diǎn)是:三角轉子的中心繞輸出軸中心公轉的同時(shí),三角轉子本身又繞其中心自轉。在三角轉子轉動(dòng)時(shí),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(dòng),內齒圈與齒輪的齒數之比為3:2。上述運動(dòng)關(guān)系使得三角轉子頂點(diǎn)的運動(dòng)軌跡(即汽缸壁的形狀)似“8”字形。三角轉子把汽缸分成三個(gè)獨立空間,三個(gè)空間各自先后完成進(jìn)氣、壓縮、做功和排氣,三角轉子自轉一周,發(fā)動(dòng)機點(diǎn)火做功三次。由于以上運動(dòng)關(guān)系,輸出軸的轉速是轉子自轉速度的3倍,這與往復運動(dòng)式發(fā)動(dòng)機的活塞與曲軸1:1的運動(dòng)關(guān)系完全不同。(文/章寧)
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【編輯:李建宗】 |
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