轉子引擎歷史

轉動式活塞引擎的概念是在 1927 年一位當時年僅二十六歲的德國機械天才 Felix Wankel 發明的,1929 年 Felix Wankel 獲得了這項專利,1936 年他又獲得了 DKM 轉子引擎的專利,所以轉子引擎也常被直接稱為“Wankel engine”。 1951 年德國一家叫做 NSU(NSU 是今日 AUDI 車廠的組成前身之一)的製造廠看中了他的專利發明後,轉子引擎才得以進入另一個新紀元。1957 年,即 Felix Wankel 獲得專利二十一年後,才有第一具 DKM 型轉子引擎原型運轉測試,有 21 匹馬力輸出;1958 年 NSU 公司又做出了第一具 KKM 型轉子引擎;1961 年 NSU 公司推出第一部使用轉子引擎的量產汽車 Prinz,開展了轉子引擎的普及應用。

接下來十多年,是轉子引擎盛極的年代。NSU 公司的轉子引擎在當時被認為是內燃機引擎革命的下一代,各家公司紛紛生產使用轉子引擎的產品,包括摩托車、遊艇、飛機、甚至割草機。當時美國的大汽車廠通用汽車和“American Motors”都有在量產車上採用轉子引擎的計劃。日本 Mazda 汽車廠的前身“Toyo Kogyo”也是在此時發現了轉子引擎的潛力,亦加入了轉子引擎的發展。1969 年 Mercedes Benz 也著手發展一系轉子引擎跑車 。轉子引擎在歐、亞、美三大洲都蓬勃發展中。



轉子引擎看似快將要取代長久以來汽車工業的標準-活塞引擎。但自 1973 發生的能源危機,整個汽車引擎研發的方向頓時從性能追求,一百八十度轉向到省油、低污染引擎,所以,以高性能見青的轉子引擎還來不及改善其耗油和廢氣排放的缺點時,各大車廠紛紛取消轉子引擎相關的計劃。

雖然美國的通用汽車集團(GM)與日本的豐田(Toyota)都對這種設計有興趣,但他們經過短期實驗,發現量產化的困難度比預期為高。到最後,只有 Mazda 仍然堅持到底,繼續研發轉子引擎。Mazda 自 1970 年代起陸續推出了多款轉子引擎動力的車款,也藉著製造轉子引擎車參與世界各地賽車。經過三十年的努力,Mazda 改進了轉子引擎的省油性、可靠性、和提昇廢氣排放標準。今天的量產的 RX-8 亦代表了一項重要意義,便是轉子引擎性能比活塞式引擎更為優異,且同樣可以滿足相同標準的省油性、可靠性、和廢氣排放。

轉子引擎原理及構造

轉子引擎的基本結構是在一個橢圓形的燃燒室裡面,放入一個三角形的轉子。三角形轉子將燃燒室劃分為三個獨立的區域,由於三角形轉子採偏心運轉,因此這些被隔開來的獨立區域在引擎運轉的過程中,其體積會不斷地改變,工程師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。傳統四行程往復式活塞引擎,引擎轉兩週,各汽缸才完成一次進氣、壓縮、點火與排氣過程引擎。至於轉子引擎,轉子每轉一週便有三次進氣、壓縮、點火與排氣。轉子跟轉子引擎輸出軸的齒輪比例為三比一,故此轉子引擎只需轉一週,各轉子便有一次進氣、壓縮、點火與排氣過程。



圖一所示,三個區間中第一區間(黃色部份)空間比較大,是屬於四個衝程中進氣的部分。轉子引擎的進氣口就只是氣室壁上的一個固定開口,不需要任何閥門、凸輪、挺桿、凸輪軸、正時皮帶之類的零件,轉子轉入此區間吸進油氣混合氣,而尖端掃過進氣口後,吸入的油氣混合氣便自然被封閉起來壓入第二區間(紅色部份)。第二區間的空間遠較第一區間的空間小,油氣混合氣隨著轉子旋轉轉入這個區間的過程也自然被壓縮,而火星塞也就是裝置在此區間中心,直接被轉子帶動點火產生動力,推動轉子繼續轉入第三區間(綠色部份)。第三區間的空間也漸漸變大,屬於膨脹、排氣的衝程,同樣是由氣室壁上固定的排氣口排氣。轉子引擎便是靠著這個轉子單一方向連續的旋轉運動,產生四個動力衝程。 往復式活塞引擎每一個衝程的動作都是明確分離的,轉子引擎卻把四個衝程混合在三個區間內連續地發生,而且一個轉子、一個氣室,卻有好幾個衝程同時在動作。

轉子引擎優點和缺點

轉子引擎最大的優點,也就是其能以更輕、更簡單、更小型化的設計,完成同樣的內燃機動力程序,省去了許許多多的運動零件,同樣排氣量的轉子引擎,動力輸出會是活塞式引擎的兩倍。而單方向連續旋轉的動作和較長的動力衝程,也使得轉子引擎遠較採用往復的移動動作、僅有四分之一動力衝程的活塞式引擎更為平順,轉速也可以提得更高。只要輕輕一踩油門, 引擎轉數便可輕易攀上 10,000 轉高原。



轉子引擎的最大缺點是耗油量。別以為一輛自然吸氣 1,300cc 的轉子引擎和一般 1,300cc 的活塞引擎有相同耗油量,事實上,轉子引擎有比同級車更高耗油量,因轉子運轉一週可產生三次動力作用,這比傳統活塞每轉兩週才有一次動力行程高出六倍之多,這解釋了為何一台只有 1,300cc 的轉子引擎可以擁有超過 200 匹的驚人馬力。

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轉子引擎 50 週年 小排氣量大馬力傳奇

※ 轉載自《香港車庫》※

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  • 夢見の生霊
  • 好酷喔 第一次看到轉子引擎的外觀 雖然看不懂
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  • 好酷喔 第一次看到轉子引擎的外觀 雖然看不懂
  • Maurice Liao
  • 其實 你講的缺點不算是缺點 你要出多少力你就必須消耗都少熱量 這是永恆不變了

    你講的缺點反而是優點

    舉例來說 1000cc的轉子引擎卻有2000cc一般引擎的馬力 但1000cc的轉子引擎消耗的油量卻是1000cc同等級的一般引擎的兩倍 這...算是缺點?

    我在這裡補充一下確切缺點吧

    1. 充分爆炸的時間簡短 導致不完全燃燒產物變多
    2.由於每個 一般的於引擎的步驟都剪短的情況下 點火時間掌握更加困難

    主要是這兩大問題 其他很多問題基本上後續就改善很多