雙轉(zhuǎn)子發(fā)動機(jī)的工作原理及優(yōu)缺點(diǎn)
提起馬自達(dá)RX8,首先想到的就是它獨(dú)具特色的雙轉(zhuǎn)子發(fā)動機(jī),人們都會為它接近9000轉(zhuǎn)/分的轉(zhuǎn)速和231匹強(qiáng)大功率贊嘆不已,因?yàn)樗鼉H僅只有1.3升的排氣量。構(gòu)造非常簡單,總的來說,就是由缸體和轉(zhuǎn)子以及輸出軸構(gòu)成了它的本體 比起活塞式發(fā)動機(jī)龐大的曲柄連桿機(jī)構(gòu),復(fù)雜的配氣機(jī)構(gòu),它的構(gòu)造可以說簡單了很多倍,運(yùn)動部件也只有轉(zhuǎn)子和輸出軸,沒有氣門,沒有凸輪軸,沒有正時(shí)鏈條。
雖然緊湊型轉(zhuǎn)子發(fā)動機(jī),功率強(qiáng)勁,但轉(zhuǎn)子發(fā)動機(jī)的最大缺點(diǎn)是油耗高,耐用性和低,如老款馬自達(dá)RX8氣缸容積只有2.6L,但燃料消耗是非常高的,可比的4.0L發(fā)動機(jī)。耐久性差,跑了不到20萬公里的發(fā)動機(jī)的基本需要大修,維修是非常麻煩的,并運(yùn)行到發(fā)動機(jī)的問題,需要日本本土派專門的技術(shù)人員,所以這是一個(gè)旋轉(zhuǎn)的引擎,推動他們來在整個(gè)不可逾越的鴻溝。因此,馬自達(dá)轉(zhuǎn)子發(fā)動機(jī)最終被放棄。
雙轉(zhuǎn)子發(fā)動機(jī)優(yōu)缺點(diǎn)
優(yōu)點(diǎn)
1:高轉(zhuǎn)速大功率
2:重量輕,油門響應(yīng)快
缺點(diǎn)
1:扭力小,起步加速無力
2:由于該技術(shù)完全沒有普及,所以保養(yǎng)維護(hù)很困難。
3:機(jī)械效率低于20%
雙轉(zhuǎn)子發(fā)動機(jī)的工作原理
傳統(tǒng)的活塞往復(fù)式發(fā)動機(jī),是靠連桿和曲軸把活塞的直線運(yùn)動轉(zhuǎn)換成了旋轉(zhuǎn)運(yùn)動。而活塞是靠汽油燃燒產(chǎn)生的高壓氣體推動的,所以從燃燒,到旋轉(zhuǎn)力矩的輸出需要一套非常復(fù)雜的曲柄連桿機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)換。轉(zhuǎn)子發(fā)動機(jī)呢?什么都沒有,它是直接用燒產(chǎn)生的高壓氣體推動轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)的。它也有四個(gè)沖程,跟活塞往復(fù)式發(fā)動機(jī)一樣,也分進(jìn)氣,壓縮,做功和排氣,但它并不是靠氣門的開閉來控制換氣的,而是通過轉(zhuǎn)子自身對進(jìn)排氣口的掃氣進(jìn)行換氣的(如圖):
如上圖,轉(zhuǎn)子為順時(shí)針方向旋轉(zhuǎn),當(dāng)掃氣條掃過進(jìn)氣口之前,隨著轉(zhuǎn)子的運(yùn)動,汽缸的容積會越來越大,此時(shí)正好產(chǎn)生負(fù)壓進(jìn)氣,當(dāng)掃氣條掃過進(jìn)氣口以后,進(jìn)氣停止;隨著轉(zhuǎn)子的繼續(xù)運(yùn)動,汽缸內(nèi)的體積會越來越小,此時(shí)進(jìn)行的就是壓縮沖程;當(dāng)汽缸容積小到接近臨界值時(shí),火花塞點(diǎn)火,引燃缸內(nèi)混合氣體,氣體急速膨脹,推動轉(zhuǎn)子繼續(xù)順時(shí)針方向轉(zhuǎn)動,隨后汽缸容積變大,當(dāng)掃氣條運(yùn)動到排氣口時(shí),做功完成;掃氣條掃過排氣口以后,排氣口與汽缸相通,此時(shí)開始排氣沖程,轉(zhuǎn)子仍然順時(shí)針方向運(yùn)動,汽缸容積變小,將缸內(nèi)廢氣排出,如此循環(huán)下去。
轉(zhuǎn)子發(fā)動機(jī)是直接把燃燒產(chǎn)生的熱能轉(zhuǎn)換成了旋轉(zhuǎn)能量。因此發(fā)動機(jī)的運(yùn)動部件非常簡單,所以質(zhì)量很小,旋轉(zhuǎn)慣性也很小,轉(zhuǎn)速自然就很容易提高了。這樣9000轉(zhuǎn)/分的高轉(zhuǎn)速就不足為怪了。那么1.3L的排量又是怎樣產(chǎn)生231匹的強(qiáng)大動力的呢?其實(shí)并不是轉(zhuǎn)子發(fā) 動機(jī)汽缸對熱能的轉(zhuǎn)換效率有多高,而是他在一個(gè)沖程的時(shí)間內(nèi)做功的機(jī)會比普通活塞式發(fā)動機(jī)多罷了。從上圖我們可見,轉(zhuǎn)子有3個(gè)面,當(dāng)轉(zhuǎn)子在旋轉(zhuǎn)時(shí),這三個(gè)面是同時(shí)工作的。為了便于理解轉(zhuǎn)子發(fā)動機(jī)的4個(gè)沖程,上圖中我只列出了一個(gè)轉(zhuǎn)子面的工作過程,但事實(shí)上,還有兩個(gè)面也是同時(shí)開工的:
這就意味著輸出軸每轉(zhuǎn)動一周,發(fā)動機(jī)要做三次。而四沖程發(fā)動機(jī)的曲軸每轉(zhuǎn)兩周發(fā)動機(jī)才做一次功一樣,所以在排量不變的情況下,動力輸出自然就成倍的提高。所謂雙轉(zhuǎn)子,就是把兩個(gè)轉(zhuǎn)子發(fā)動機(jī)串聯(lián)在一起,相當(dāng)于多缸發(fā)動機(jī)把幾個(gè)汽缸串聯(lián)在一起一樣,既能提高輸出功率,又能平衡旋轉(zhuǎn)時(shí)產(chǎn)生的震動。所以一個(gè)1.3升雙轉(zhuǎn)子發(fā)動機(jī)的實(shí)際工作情況就相當(dāng)于一臺7.8升V12發(fā)動機(jī)的工作能力一樣。那么它能輸出231匹的動力就不足為奇了,同樣,14L/100KM的驚人油耗也不足為奇了。所以我們不難看出,轉(zhuǎn)子發(fā)動機(jī)并不是提高了把熱能轉(zhuǎn)換成機(jī)械能的工作效率,而是相當(dāng)于把V6發(fā)動機(jī)更簡化了一樣。
既然簡化,當(dāng)然有簡化的好處,首先,轉(zhuǎn)子發(fā)動機(jī)比普通活塞式發(fā)動機(jī)要輕很多,那么運(yùn)動慣性就小了很多,這樣有利于提高轉(zhuǎn)速,而且油門響應(yīng)特別快;體積也比普通活塞式發(fā)動機(jī)小很多,更有利于布置,能更輕松的做到前后軸50:50的重量分配。而且也有利與車身前端的造型,可以讓引擎蓋設(shè)計(jì)得更低,提高駕駛者視野和拓展車內(nèi)空間。
高轉(zhuǎn)速,能讓駕駛者心血沸騰,也能使整車在中后段沖勁十足!重量的減輕和前后重心分配的均勻,讓整車擁有更好的動力性和操控性,使轉(zhuǎn)向更加敏銳和精確。由于發(fā)動機(jī)省去了復(fù)雜的配氣機(jī)構(gòu),所以即便是在高轉(zhuǎn)速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)也沒有讓人煩躁的金屬敲擊的聲音,伴隨著人們耳旁的只有高轉(zhuǎn)速下,掃氣條與汽缸壁的摩擦聲,因此它擁有與眾不同的聲浪,也能讓人們在高速駕御它時(shí)更加興奮!