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其實我也非常非常愛RX-7

 

 

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所謂的...轉子引擎!!! Part 凸
Yu Ming 寫於 2011年4月28日3:13 ·

轉子內燃引擎(Rotary Internal Combustion Engine,也就是我們簡稱的轉子引擎Rotary Engine)是四行程內燃機的一種,由德國工程師菲力·汪克爾(Felix Wankel)在1959 年的時候發明,也因此又稱為汪克爾引擎。

而與傳統往復式活塞引擎所不同的是,轉子引擎的運轉元件稱為轉子(Rotor),它的剖面造型類似一個三角形,是和輸出軸同樣採軸向運轉,而不是利用槓桿與凸輪結構將輸出的力量轉向,可大大減少運轉時的能量耗損。

 

轉 子引擎的基本結構是在一個橢圓形的空間中,放入一個三角形的轉子,三角形轉子將橢圓形空間劃分為三個獨立的燃燒室。而因為三角形轉子採偏心運轉,這些被隔 開的獨立燃燒室在引擎運轉的過程中,容積會不斷的改變,工程師們就是利用這空間會改變的特性來達成四行程運轉所需要的進氣、壓縮、點火與排氣過程。

以 傳統四行程往復式活塞引擎來說,引擎轉兩週,各汽缸至此完成一次進氣、壓縮、點火與排氣過程。而轉子引擎,當轉子每轉一週便有三次進氣、壓縮、點火與排氣 咯。轉子跟轉子引擎輸出軸的齒輪比例為三比一,所以轉子引擎只需要轉一週,各轉子就有了一次的進氣、壓縮、點火與排氣過程,相當於往復式引擎運轉兩週,因 此它便具有了小排氣量就能成就高動力輸出的優點,但相對的,同排氣量的轉子引擎當然也會比往復式引擎來的更加耗油啦。

另外呢,由於轉子引擎的軸向運轉特性,它不需要精密的曲軸平衡下,就可以達到非常高的運轉轉速唷!!!

 

 

轉子引擎是如何作動的捏?

首 先咱們要知道它的基本構造,如果我們把轉子引擎從車子上卸下,以立起來的方式把變速箱壓在下面來看的話,就可以很輕易瞭解它的基礎構成。由上往下按照順 序,分別為前側邊外殼、前轉子外殼、間隔外殼、後側轉子外殼以及後側邊外殼,而負責迴轉的轉子就是被收納在這些鋁合金製成的外殼內部,最後偏心軸再從上到 下,把這個像三明治外觀的構造貫穿。具體來說,轉子引擎就是利用位於中心的轉子迴轉,來進行從吸氣到排氣狀態的構造。

咱們拿轉子引擎和一般 往復式引擎的上下連動機件做比較的話,轉子引擎的外殼就像是汽缸,而轉子便等同於活塞,燃燒室則是由轉子與轉子外殼、側邊外殼所圍出來的空間形成。也因為 轉子的三個頂點分別設有三角氣封所密閉,所以燃燒室可以各自成為獨立進行的三個動作(吸入壓縮、爆發膨脹、掃氣),基本上轉子引擎就是在轉子外殼中,讓轉 子與偏心軸來對比迴轉的簡易機構,其中轉子內圈的齒數為51、中心軸齒數為34,所以曲軸轉三圈轉子才自轉一圈(51-34=17、17/51= 1/3)。

 

 

轉子引擎構成零件

 

轉子外殼為鋁合金製成,內壁設計施以硬化的電鍍眉形,三角錐狀的轉子正是在裡面進行衛星運動,另外在此面上還設有火星塞孔及排氣埠,外殼就等於往復式引擎中的汽缸頭。

 

轉子(Rotar)的作用如同往復式引擎中的活塞和連桿,外形方面為了製作內包路線的形狀,因此被設計成三角錐形(側邊的凹槽攸關壓縮比),根據迴轉的狀態進排氣埠會自動開閉,兼具進排氣門的功能。

 

側 邊外殼相當於汽缸本體、汽缸頭,它組裝在圓筒形轉子外殼的側邊,形成一個密閉的空間,所以也就是燃燒室的作用。這部分有組合轉子的側邊氣封、彎角氣封和機 油油封,並且在最上面還配置一個吸氣埠,而中央有支持偏心軸軸承的中心齒輪,這個齒輪會和轉子內圈的齒輪相咬合,進行控制轉子本身的迴轉工作。

 

偏心軸是相對其本身的自轉會對轉子軸承部位形成偏心作用,因此能將轉子迴轉的作動、爆發力轉變為動力,角色等同於曲軸的功能,學名又稱為輸出軸。

 

三角氣封則是配置在轉子三個頂點的三角氣封(Apex Seal),三個墊片分別根據位於底部的排氣壓力和彈簧張力,在受到轉子外殼壓迫的同時,由於側面而來的排廢氣推擠墊片溝槽的一方,因而可以保持頂點及側邊燃燒室的氣密性,類似於活塞環和排氣門的功用。

 

側邊氣封/彎角氣封

轉 子本身除了設置有頂端的三角氣封外,在它的側面也設計了側邊氣封,而兩者結合的部分則是用彎角氣封連接,形成一個環狀的立體構造,關於側邊和彎角氣封,它 們的功用和活塞的壓力環相當,所以不僅可防止正在作動的壓縮排廢氣外漏,更具備將轉子受熱的部分,傳導到外殼表面的散熱作用。

另外,由於轉子引擎的機油是利用泵浦強制壓送到各個部位,為了防止機油穿過轉子壁面與側邊外殼的空隙,進一步滲漏到燃燒室裡,所以是採O型環油封組裝到轉子側面的彈簧上,來避免發生吃機油的情形。

 

 

轉子式引擎的優點

 

(一) 構造簡單、價格低廉,相同馬力的引擎配件數僅有V8引擎一半,配件少毛病自然少,保養費用相對減低。

(二) 重量和體積極輕、小,體積只有V8的三分之一。

(三) 無往復運動機件,所以引擎運轉極平穩。

(四) 無局部高溫,冷卻均勻。沒有汽門過熱現象,所以提高壓縮比或使用辛烷值較低的汽油也不容易發生爆震,就算發生爆震,對引擎機件的危害也比較小。

(五) 轉速可以增加,而且轉速愈高性能越好。

(六) 馬力提升容易,想要馬力加大,可以把引擎尺寸比例加大,或增加轉子數。

(七) 在性能、速度、起步、超車及耐用性方面的潛能,遠優於一般往復式引擎。

 

 

有優點當然也就有缺點啦!!!

 

(一) 耗油高,因為燃燒時間短,所以常有燃燒不完全,使耗油稍大(約多10%),但迴轉活塞式引擎使用普通汽油,所以在油費方面增加有限。

(二) 在起動及低速時會排出大量的碳氫化合物(是一般往復式引擎的二倍),但加速時排出量會減少,且下降率會很明顯,所以廢氣污染是一個很嚴重的問題= =+,也因此迴轉式引擎的工作人員都盡力在減少廢氣排出而努力。一般都會裝有熱反應器或觸媒反應器及後燃器,因為迴轉式引擎體積小,有足夠的空間來安裝這 些裝置。另外,迴轉式引擎排出的廢氣比往復式引擎多,排汽通道短,廢氣不易冷卻,點較為延遲, 使用的空氣汽油混合比較稀等等,廢氣溫度較高,因此後燃器的使用,對迴轉式引擎極為有利,大部情況下,不需要再進行點火,而且獨特的機械結構也造成這類引 擎維修不易。

 

轉子

 

RX7-2  

 


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