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转子发动机是一种独特的发动机,最初由德国人菲加士汪克尔发明。在19世纪70年代,马自达公司购买了这种发动机并进行了改良,最终将其命名为转子发动机。据说,年6月23号是马自达历史上一个非常光荣的日子,因为在当天的乐芒24小时汽车赛中,马自达B赛车以转子发动机的巨大优势,超过第二名两圈的成绩夺得了冠军。
转子发动机之所以表现优异,是因为其独特的工作原理。观察转子发动机的主要结构,可以发现其内部是一个掏空的三角形,中间有一个叫偏心轴的齿轮。这个偏心轴之所以被称为偏心,是因为它同时进行着两个运动:一个是围绕自身中心旋转,另一个是围绕最中心的齿轮旋转。整个运动过程中,三角形扫过的面积就是发动机的气缸体的形状,而三角形的三个顶点必须时刻紧贴气缸壁。
了解完转子发动机的基本结构,我们来看看它的转动过程。当三角形的三个顶点与气缸体接触时,气缸体就被分为三个部分:进气部分、燃烧室和排气部分。进气部分的空气通过转子的运动被带到燃烧室,而燃烧室则是腔体面积逐渐缩小的过程,压力随之增大,温度也会升高。当三角形的一个弧与腔体接近平行时,凸起的火花塞就会与其接触,实现点火。在气体爆燃后,膨胀气体驱动三角形继续旋转,并将气体从排气口排出。这样就形成了一个循环,气体的爆燃带动转子的转动,而转子的转动又带动偏心轴的转动。偏心轴就成了整个发动机的输出轴,只需要将输出轴与车轮装置连接起来,汽车就可以运动起来了。
观察转子发动机的运动过程可以发现,每当三角形转子自转一周,发动机就会点火三次,所以输出轴的转速是转子自转速度的3倍。与常见的四冲程发动机相比,转子发动机具有更高的马力容积比。
然而,为什么转子发动机没有得到广泛应用,甚至有传闻称其过于高级科技而导致马自达B赛车在年被禁赛?事实上,转子发动机本身也存在许多缺陷。首先,由于发动机的压缩比不够,使得气体燃烧不够充分,导致油耗较高,对环境的污染也加重。此外,发动机零部件磨损严重,寿命较短,修理起来也相当麻烦。
随着科技的不断发展,其他汽车公司对四冲程发动机的研究逐渐成熟。至于马自达B所参加的c组赛车,其规范最大的特征就是对总体燃料使用量的限制。而在年,c组赛车倡导采用与F1相同的引擎,这就导致了转子发动机的断档,无法继续参加比赛。
最后需要说明的是,在转子发动机中,转子并非严格遵循勒洛三角形的形状,而是经过了勒洛三角形的改良。