商机会员
【机械cax360第409期】我们在生活中经常接触的车型一般是两种发动机，涡轮增压发动机和自然吸气发动机。但事实上，还有一种知名度很高，但应用很少的三角活塞旋转式发动机，它就是转子发动机。
▲转子发动机
转子发动机和往复式发动机都是依靠空燃混合气燃烧产生的膨胀压力以获得转动力。在往复式发动机中，产生在活塞顶部表面的膨胀压力向下推动活塞，机械力被传给连杆，带动曲轴转动。而转子发动机的膨胀压力作用在转子的侧面。
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转子发动机是由德国人菲加士·汪克尔所发明，他在总结前人的研究成果基础上，解决了一些关键技术问题，研制成功了第一台转子发动机。转子发动机采用三角转子旋转运动来控制压缩和排放，与活塞往复式发动机的直线运动迥然不同。
▲转子发动机发明人菲加士·汪克尔
1951年，菲加士·汪克尔与德国NSU公司签订了关于合作开发转子发动机的合约。1954年4月13日，NSU公司研制成功第一台转子发动机，并于1958年对这种发动机展开一系列测试。
1960年，汪克尔转子发动机在德国工程师协会的一次讨论会上作首次公众讨论。三年后，NSU公司在法兰克福车展上展出了装备汪克尔转子发动机的新车型。
1964年，NSU公司和雪铁龙在日内瓦组建合资企业COMOBIL公司，首次把转子发动机装在轿车上成为正式产品。1967年，日本东洋工业公司也将转子发动机装在马自达轿车上开始成批生产。
70年代石油危机爆发，各国忙于应付各方面的困难而无暇顾及发展转子发动机，唯有马自达公司仍然深信转子发动机的潜力，独自研究和生产转子发动机，并为此付出了相当大的代价。
马自达公司逐步克服了转子发动机的缺陷，成功地由试验性生产过渡到商业性生产，并将安装了转子发动机的RX-7型跑车打入了美国市场，令人刮目相看。
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转子发动机直接将可燃气的燃烧膨胀力转化为驱动扭矩。与往复式发动机相比，转子发动机取消了无用的直线运动，因而同样功率的转子发动机尺寸较小，重量较轻，而且振动和噪声较低，具有较大优势。
转子发动机主要由转子外壳、转子、侧边外壳、偏心轴、气封等部件构成。转子外壳通常由铝合金制造，它相当于传统内燃机的缸体，内部呈“8”字形，内表面有特殊的电镀涂层以增强其耐磨性，通常在外壳的一侧设计有进气口和排气口，在另一侧则安装有火花塞。
转子被设计成弧形边缘的三角形，它相当于传统内燃机中的活塞，它在外壳内做偏心旋转运动。转子的内表面上会有内齿圈，而在转子的三个面上则设计有凹槽，它的大小也直接关乎转子发动机的压缩比。
偏心轴类似于传统内燃机中的曲轴，它将动力直接输出给传动系统，转子在8字气缸内转动，产生偏心旋转运动，推动偏心轴旋转。
在转子的三个顶点上布置有气封，它类似于活塞环，正是通过它的密封，才将气缸分成三个独立的腔室，气封底部的弹簧可以使其始终与转子外壳的内壁紧密接触。
转子发动机壳体的内部空间（或旋轮线室）总是被分成三个工作室。在转子的运动过程中，这三个工作室的容积不停地变动，在摆线形缸体内相继完成进气、压缩、燃烧和排气四个过程。每个过程都是在摆线形缸体中的不同位置进行，这明显区别于往复式发动机。
在转子发动机中，偏心轴转三圈（1080度），转子转一圈，转子发动机就能获得较长的过程时间，而且形成较小的扭矩波动，从而使运转平稳流畅。
此外，即使在高速运转中，转子的转速也相当缓慢，从而有更宽松的进气和排气时间，为那些能够获得较高动力性能的系统运行提供了便利。
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转子发动机优点：由于整个转子发动机在工作时只有偏心轴和转子工作，所以相比普通四冲程往复式发动机更加简化，体积变得更小、重量更轻。可以将转子发动机布置在车辆前轴靠后的位置，以更好平衡车辆的整体配重。转子做旋转运动要比往复式运动更加平顺，震动和噪音也能得到很好的控制。
转子发动机缺点：经过日积月累的偏心旋转或高温状态下的变形，菱封对缸壁容易造成刮痕，被称为“恶魔的爪痕”，一旦形成此现象，大修免不了了。由于转子发动机燃烧室的形状不利于完全燃烧，火焰传播路径较长，使得燃油和机油的消耗增加。技术普及率低，后期成本高。
▲马自达787B赛车
对于转子发动机，最光辉的就是1991年勒芒24小时耐力赛，那场比赛马自达787B以领先第二名两圈的巨大优势获得了冠军，但是在第二年，这辆赛车因为转子发动机却被禁赛了，那一年赛会对车辆的油耗做了要求，马自达因此失去了比赛资格。
事实上大部分车主对于油耗比较重视，而转子发动机的油耗是一个大问题，马自达也在潜心研究，试图找到解决问题的方案，期待越来越多的黑科技改变我们生活。
