03.03 轉子發動機有多強?

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轉子發動機強在輸出轉速高,功率大,體積小,重量輕。


1957年第一臺轉子發動機的試驗樣機問世,它只有125cc的排量,但是輸出功率能達到25馬力,最高轉速高達17000轉/分。要知道現在株洲建設雅馬哈的125發動機大約是11馬力,最大功率對應轉速6000轉/分。


1970年,勞斯萊斯研製的柴油轉子發動機項目交付檢驗,工作排量2.53L,最大功率350馬力@4500轉/分,整機重量426公斤。現在玉柴輕量化版本的350馬力發動機重量為780公斤,最大轉速對應轉速區間1100-1700轉/分。

而目前美國和德國生產的柴油轉子發動機,工作轉速範圍是5000轉/分-11000轉/分。這樣高的轉速對於普通柴油機,已經不是飛車那麼簡單,早就炸裂了。下圖是美國製造11.6L轉子發動機,加渦輪後能達到1500馬力。


而汽車領域最出名的是馬自達轉子發動機,其中的經典機型是13B發動機。它耗費了馬自達30多年的心血去持續改進和生產,13B有許多和改進型,但是排量都維持在1.308L,從135馬力進化到280馬力(1999年)。

目前奔馳2.0T發動機高功率版245馬力,而寶馬2.0T發動機高功率版252馬力。


當馬自達把兩臺1.3L轉子發動機拼在一起時,他們得到了700馬力@9000轉/分的賽車用發動機R26B,搭載它的馬自達787B獲得1991年勒芒24小時耐力賽總冠軍。這是馬自達參加這項國際頂尖賽事的第18年,也是最後一年,馬自達打破了歐美廠商58年對冠軍的壟斷。是迄今唯一獲得冠軍的亞洲廠商。

值得一提的是,許多人普遍流傳,就是因為馬自達轉子發動機太強大了,787B奪得冠軍,歐美廠商看不過去,直接把轉子發動機禁賽了。經過考證,這一說法最早出自汽車之家2012年的文章。

不過外國網站和資料顯示,1991年開賽前,組委會就通知改規則,1991年之後的比賽轉子發動機不滿足參賽條件。這是在馬自達奪冠之前宣佈的,而之前17年馬自達的成績一般。誰知道1991年能參賽的最後一屆,破釜沉舟,一鳴驚人。


轉子發動機為什麼強:

轉子和輸出軸的速比是1:3,轉子自轉一圈,主軸就要轉三圈。而且,轉子和主軸本身就是旋轉運動。而往復活塞發動機還需要連桿和曲軸,將直線運動轉換成旋轉運動輸出。因此相對來說,轉子發動機輸出的轉速極高,運轉也平順。再進一步,轉速高就意味著點火做功次數更多,這樣一來,輸出功率大,油耗也高。

另一方面,轉子發動機的結構相對簡單,不需要氣門機構,對發動機轉速和功率的發揮減少負擔。


轉子發動機強大的代價:

轉子依靠缸體的輪廓來維持特定的自轉和公轉,轉子和缸體壁面持續滑動刮擦。轉子將發動機內空間分隔成三個燃燒室,這中間是長長的密封間隙,頂點和側面。依靠又薄又長的金屬片來密封。為了保證潤滑和密封,需要在排氣行程特意噴入潤滑油,天生的燒機油好手。

轉子發動機的燃燒發生在特定區域,如上圖中右邊兩個火花塞附近。在極高的轉速下,有極高的點火次數,就會使缸體產生強烈的熱負荷和受熱不均,這就會破壞潤滑條件。常有局部過熱、燒蝕、積碳(高溫脫碳)。


再看上圖右邊火花塞附近,燃燒室空間又扁又長,非常不利於燃燒。另一方面會產生強烈的擠壓氣流,氣流的速度甚至超過了火焰傳播速度,直觀地說:能把火吹滅。導致大負荷工況下失火,直接現象就是燃燒情況很差,排放的尾氣很糟糕。

以上總的結果就是,轉子發動機的零件磨損大,整機壽命不如往復活塞內燃機,排放不滿足法規。

進入2000年,歐美日相繼加嚴排放法規和油耗要求,轉子發動機的日子越來越難過,2012年馬自達宣佈停產轉子發動機,但不會永久放棄這一核心技術。


樸素理論


我們先來緬懷一下號稱馬自達“轉子之父”的山本健一先生,這位和藹可親的老人在數月前與世長辭,享年95歲。雖然轉子發動機是由汪克爾發明的,但是真正讓這款發動機名揚天下的,確是這個來自東瀛的小廠,而山本健一先生,則是馬自達轉子發動機的靈魂與象徵。

汽車發動機一般都是採用活塞的往復運動輸出能量(自行腦補),當然就需要曲軸、連桿等零件來傳遞,這其實增加了發動機的負責,一部分能量就損耗了,而轉子發動機是直接把燃燒氣體膨脹轉化成能量輸出,沒有中間商賺差價,所以在動力性上,1.3L排量的轉子發動機相當於2.0T活塞發動機的動力輸出,體積還小,噪音也小,震動也小。當年的勒芒24小時耐力賽,搭載轉子發動機的馬自達787B賽車虐車如切菜,一舉奪魁,導致歐洲人在第二年就禁止非活塞發動機參賽,可想而知轉子引擎有多牛了。

當然轉子引擎也並非沒有缺點,首先就是高轉速,高轉速帶來高油耗,1.3L的轉子引擎油耗應該在15L沒百公里,確實不低,另外就是零件磨損,雖然現在有了很大的提高,但是依然沒有解決最根本的問題,前幾日看到馬自達要復活轉子引擎,作為轉子車迷,讓我們拭目以待吧。


全球試駕報告


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轉子發動機有多強?

轉子發動機擁有超強的動力,發動時連排氣管都會噴火!

目前美國和德國生產的柴油轉子發動機,工作轉速範圍可達到5000轉/分-11000轉/分!

轉子發動機的工作原理?

不同於活塞四衝程式的發動機,轉子發動機的內部有一個三角形的轉子,它在氣缸順時針轉動做功,能夠直接帶動傳動機構,所以它的動力才如此強勁。

為什麼轉子發動機火不起來?

  1. 發動機耗油量大,排放汙染嚴重,1.3升排量的車在百公里內油耗就會達到16升,就是在喜歡也養不起。

  2. 轉子發動機的密封是個問題,由於燃燒只在發動機的一部分產生,所以導致燃燒室內的溫度非常的不均勻,密封也就成了很大的問題。

  3. 燒機油。由於性能過於厲害,發動機需要極速降溫和潤滑,所以機油燃燒也特別快。

  4. 磨損嚴重,零部件壽命短。


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珠海交警


在我們的印象中,1.6T的發動機受限於排量,動力參數往往不會太出眾,像奇瑞號稱自主最強的1.6T發動機,最大輸出197匹馬力,峰值扭矩達到了290牛米,參數已經足夠搶眼,但是有一家車企將1.6T發動機壓榨出了298Kw,405馬力的驚人數據,這家車企就是馬自達。

近日,海外媒體曝光了馬自達新一代RX-7的部分信息,這款車將搭載馬自達全新的全新的Skyactiv-R 轉子發動機,其排量為1.6T,最大功率可達298kW,最大馬力達到405Ps。這讓很多人驚呼“馬自達的轉子發動機復活了”!

外觀方面,RX7採用了雙門轎跑的設計,整體設計十分動感激進,前臉低矮戰鬥,炭黑的進氣格柵和鷹眼式的大燈十分亮眼,日行燈則貫穿大燈組內部,讓整個車的前臉看起來十分有運動感。車身側面採用了上揚的腰線設計,車身尾部則採用了貫穿式的LED尾燈和雙邊四處排氣設計。


作為馬自達的品牌中的一個獨特系列,RX系列在世界各地都有著廣泛的簇擁,1970年問世的馬自達RX-2是馬自達第一款採用轉子發動機的車型,可以發出120馬力的最大功率,搭配4擋手動變速箱,百公里加速11.3秒

隨後馬自達RX-3、RX-4相繼問世,但都屬於小眾車型,沒有引起太大的關注度,直到馬自達RX-7的出現,於這款車的出現確立了馬自達在車迷心中的地位。代號為12A的雙轉子發動機。第一代的RX-7由兩個排量為537CC的轉子發動機組合而成,最大功率130馬力。1983年推出了小改款車型,最大功率達到了165馬力。

隨後,第二代和第三RX-7問世,最大功率達到了185馬力和255馬力,改款車型甚至達到了280馬力。在勒芒挑戰賽中,馬自達RX-7一舉奪魁,使得汽車運動聯合會作出決定:從1992年開始,除排量3.0L以下的活塞發動機賽車以外,裝其他發動機的賽車不準參加勒芒24小時賽。

2003年馬自達發佈了RX系列的最新版本,馬自達RX-8。 最大功率231馬力,最大扭矩211N·m。雖然參數一般,但是輕易達到9000轉的高轉速,讓RX-8百公里加速僅需6.4秒。

雖然在過去長達十幾年的時間裡,轉子發動機由於維修保養成本高昂、製造成本較高等等原因,短暫沉寂在歷史舞臺,但是隨著新一代RX-7的曝光,相信轉子發動機又將重新回到我們的視野,對於這款新車,你期待嗎?


老司機侃侃車兒


轉子發動機雖有體積小,功率大,起動快,結構簡單等優點,但也有無法克服的缺點,導致它被眾廠家拋棄。首先它油耗大,是同排量或同功率其他發動機的幾倍。由於它不是往復式行程,是旋轉式行程,每旋轉一圈就有一噴油行程,但它轉速太快也導致噴油次數太多,而油耗大增,往往上一行程噴的油還沒完全燃燒又下一次噴油行程來了。還有這種發動機壽命只有其它發動機的幾十分之一,根本無法推向市場。中國在七十年代就對該發動機進行了研製和驗證,當時這種發動機裝在2.5噸的輕卡上,僅三個月,發動機因磨損從油耗百公里十二升上升到四十多升,功率也大幅下降,被北京叫停,所以這種轉子發動機也就沒下文了。目前,燃氣輪機是最接近轉子發動機性狀的,也是它的替代發動機。燃氣輪機不僅用在兵艦坦克上,美國在家用轎車上也有應用,即航空渦輪發動機,性能沒得說,當然油耗也大了一二倍。


流浪者1986245


低轉速大功率的發動機才是最高級重要的技術。


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