转子发动机与活塞发动机相比,为什么马自达放弃了如此强大以至于被禁止的转子?
转子发动机历史
事实上,转子发动机并不是马自达的专利技术,而是由一位名叫费利克斯·汪克尔的工程师发明的,所以它被称为汪克尔发动机。最早用于德国NSU汽车,是奥迪品牌(四环之一)的前身。1961年2月,日本东洋工业(现马自达汽车)与德国NSU、felix wankel签约,获得了wankel发动机的技术和生产许可。发动机,也就是转子发动机,不断更新改进,这种特殊的发动机才真正销往全世界。虽然马自达没有发明转子发动机,但它使转子在汽车史上占有一席之地。
技术原理比较
转子发动机和往复活塞式发动机一样,属于四冲程发动机,即发动机有进气、压缩、做功、排气四个工作冲程。冲击力是点燃汽油产生的,但结构完全不同。转子发动机没有活塞,它的运转元件叫转子,它的截面叫勒罗伊三角形,绕偏心轴旋转。Leroy三角转子将这个密封的空间分为三个独立的工作空间:进气压缩、爆炸膨胀和排气。偏心轴,也称为输出轴,作为往复活塞式发动机的曲轴。偏心轴的转动对转子轴承形成偏心作用,并带动转子公转。
由于不需要使用杠杆和凸轮结构来转动输出动力,降低了能耗,可以达到极高的转速。与活塞式发动机的固定气缸不同,当转子绕偏心轴运转时,转子腔也会随之回转,完成进气、压缩、做功和排气。
转子发动机的优缺点
四冲程往复活塞式发动机旋转两次,每个气缸完成一次进气、压缩、点火、排气的过程。由于转子发动机转子的三个面同步进行不同的四冲程循环,转子在一转中完成三个四冲程循环,效率非常高。此外,转子发动机只有两个旋转部件。相对于一般的有20多个运动部件的四冲程往复式发动机,简化的结构降低了发动机的体积和重量,当然也降低了故障率,这也是马自达赢得勒芒24小时耐力赛的关键。
最后一点,转子发动机轴向运转,不需要精确的曲轴平衡也能达到较高的运转速度。它的转速比往复活塞式发动机上升快,发动机转速高,排量小但功率输出大。高转速给发动机带来美妙的声音。
那么转子的缺点是什么呢?首先,活塞发动机可以通过改变气门正时或提高压缩比来提高马力;但是,转子发动机不能简单的加大马力,进气口也不能改变。因此,转子发动机必须牺牲低速扭矩来获得高速马力。对于现在的家用车来说,低速扭矩更重要。
其次,由于转子发动机燃烧时间短,混合油气燃烧不完全,其油耗高于活塞式发动机。起步和低速运行时,会产生大量的碳氢化合物,很难达到排放标准。最后一点就是转子发动机的三个燃烧室并不是完全隔离的,所以使用一段时间后很容易因为钻石密封材料和缸壁的磨损导致漏气,大大增加油耗和污染,后期维护也是一个很大的问题。
侦探的观点:可见新转子发动机故障率低,但长里程后的保养是个问题,排放难以达标。低速扭矩不如活塞发动机,这是马自达放弃旋翼的根本原因,其低重心低质量更适合赛车。至于夺冠后被禁赛,其实是马自达的宣传手段。国际汽联改变发动机标准,所有车都采用3.5L?V10发动机,所以转子发动机的悬挂和直列4缸发动机的悬挂一样站不住脚。你认为马自达为什么取消了转子发动机?欢迎讨论。
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