1957年德國工程師汪克爾發佈了世界上第一台轉子發動機。 這種發動機在工作原理和結構設計上的創新都是革命性的。 其優點非常明顯, 結構簡單重量輕, 運轉平穩功率高。 但苦苦摸索了30多年後, 人們才逐漸意識到轉子發動機的缺點是難以突破的結界。
轉子發動機的原理獨特, 結構上有先天優勢
轉子發動機是四衝程發動機, 也需要進氣、壓縮、做功和排氣四個過程。 只是工作方式非常特別, 通過三角轉子在缸體中旋轉實現。 中間的小齒輪固定在缸體上不旋轉, 轉子內部的齒圈與之嚙合。 通過齒輪的嚙合和缸體的輪廓線,
轉子發動機有如下特點:
1、轉子發動機主軸每旋轉一圈, 各個燃燒室點火一次。 而普通活塞式內燃機曲軸旋轉兩圈, 各個燃燒室點火一次。
2、三角轉子本身就做旋轉運動。
3、轉子發動機不需要專門的進、排氣機構, 利用轉子的側面就可以控制進/排氣口的開關。 而普通發動機需要複雜的配氣機構和氣門正時。
以上特點就使得轉子發動機輸出功率高、轉速高、運轉平順而且結構簡單體積小。 1957年第一台原型機的排量為125cc, 最大功率達到25馬力, 最高轉速超過17000轉/分。 對比之下, 現在的125發動機大約只有11馬力。
潛力無限前景誘人, 全球研發熱潮下英國人保守觀望
勞斯萊斯要研製技術難度最高的柴油轉子發動機, 然後將其裝備在空降坦克和空降裝甲車上。 研發的終極目標是體積小、功率高、油耗低, 能用多種燃料。
勞斯萊斯自稱用最優雅的方式,
解決最困難的問題
柴油轉子發動機、二衝程柴油發動機、V12風冷柴油機, 燒柴油的機器容易走上邪門歪道。 勞斯萊斯在軍方合同的指引下, 一干就是六年, 也在技術彎路上越走越遠······
燃燒室密封困難, 機體零件磨損大, 燃燒和排放條件差, 這是轉子發動機的通病, 但並不是柴油轉子發動機最困難的問題。 普通柴油發動機將大量的空氣壓縮產生高溫, 然後噴入霧化的柴油實現燃燒。 這就需要很高的壓縮比, 大致範圍是14-22。 而轉子發動機由於幾何輪廓的結構原因,
這時, 英國人靈機一動, 空氣壓縮一次不夠, 那就再壓縮一次。 勞斯萊斯驕傲地提出了兩級壓縮的方案。 即一個轉子僅僅作為壓氣機用, 不點火做功,高壓空氣充入另一個轉子,再壓縮一次後燃燒做功。在1970年的《AutoCar》相關文章中,他們自稱這是最優雅的方式。如果不這樣做,就要把轉子做得非常龐大笨重。
樣機如下所示,你猜哪個轉子僅僅用作壓氣機?
下方較大的轉子是壓氣機,它和上方的轉子有固定的轉動關係,增壓是間歇性一陣一陣的。
從基礎理論研究出發,他們提出30種燃燒室方案,6種噴油器方案,選擇了100多種排列組合進行試驗。最終的成品是2-R6,最大功率350馬力@4500轉/分,整機重量426公斤。現在玉柴350馬力輕量化重卡發動機YC6L350-42的重量是780公斤。
公司要破產,技術太超前,雙轉子奇葩凋零
雖然勞斯萊斯把原型機造出來了,但是進度不到整個專案的一半,就此終結。一方面勞斯萊斯公司因為RB211噴氣式發動機研發失敗破產,1971年被政府接管並國有化。另一方面反坦克導彈在戰場中的犀利表現,讓英國人重新審視空降戰車項目,配套的柴油轉子項目自然砍掉。
從技術上說,柴油轉子發動機的方向是可行的,但是當時的技術還支撐不起該專案。從電控高壓共軌燃油噴射,到層狀進氣燃燒,再到合金材料和工藝方法,這些都還欠缺。即使是現在的柴油轉子發動機,為了穩定燃燒,不得不使用一個1300°C持續發熱的電熱塞(類似於點煙器)。工作轉速也高達5000-11000轉/分,這對電控噴油系統都是極大的挑戰。普通柴油機1200-1700轉/分是輸出最大扭矩的常用轉速。而一萬轉的柴油機,就問你怕不怕?
熱潮退去轉子引擎降溫,除了情懷還留下什麼?
雖然馬自達的轉子發動機最出名,商品化也最成功,但是累計銷量超過200萬輛的RX系列跑車也黯然離場。馬自達對轉子發動機的偏執被許多車迷視作情懷。目前轉子發動機在工業和軍事領域仍有市場,在這方面投入最大成果最多的是美國。大到3000馬力的柴油轉子機,小到排量只有10ml的超微轉子機。轉子發動機領域比我們想像的精彩,並非只有馬自達獨步天下。
轉子發動機並沒有成功取代往復式內燃機,知道結果再去鄙夷技術先驅,顯然是馬後炮。勞斯萊斯在未知中用雙轉子探索柴油壓燃,正如在黑暗的山洞中摸索出口,走過了才知道通不通。
不點火做功,高壓空氣充入另一個轉子,再壓縮一次後燃燒做功。在1970年的《AutoCar》相關文章中,他們自稱這是最優雅的方式。如果不這樣做,就要把轉子做得非常龐大笨重。樣機如下所示,你猜哪個轉子僅僅用作壓氣機?
下方較大的轉子是壓氣機,它和上方的轉子有固定的轉動關係,增壓是間歇性一陣一陣的。
從基礎理論研究出發,他們提出30種燃燒室方案,6種噴油器方案,選擇了100多種排列組合進行試驗。最終的成品是2-R6,最大功率350馬力@4500轉/分,整機重量426公斤。現在玉柴350馬力輕量化重卡發動機YC6L350-42的重量是780公斤。
公司要破產,技術太超前,雙轉子奇葩凋零
雖然勞斯萊斯把原型機造出來了,但是進度不到整個專案的一半,就此終結。一方面勞斯萊斯公司因為RB211噴氣式發動機研發失敗破產,1971年被政府接管並國有化。另一方面反坦克導彈在戰場中的犀利表現,讓英國人重新審視空降戰車項目,配套的柴油轉子項目自然砍掉。
從技術上說,柴油轉子發動機的方向是可行的,但是當時的技術還支撐不起該專案。從電控高壓共軌燃油噴射,到層狀進氣燃燒,再到合金材料和工藝方法,這些都還欠缺。即使是現在的柴油轉子發動機,為了穩定燃燒,不得不使用一個1300°C持續發熱的電熱塞(類似於點煙器)。工作轉速也高達5000-11000轉/分,這對電控噴油系統都是極大的挑戰。普通柴油機1200-1700轉/分是輸出最大扭矩的常用轉速。而一萬轉的柴油機,就問你怕不怕?
熱潮退去轉子引擎降溫,除了情懷還留下什麼?
雖然馬自達的轉子發動機最出名,商品化也最成功,但是累計銷量超過200萬輛的RX系列跑車也黯然離場。馬自達對轉子發動機的偏執被許多車迷視作情懷。目前轉子發動機在工業和軍事領域仍有市場,在這方面投入最大成果最多的是美國。大到3000馬力的柴油轉子機,小到排量只有10ml的超微轉子機。轉子發動機領域比我們想像的精彩,並非只有馬自達獨步天下。
轉子發動機並沒有成功取代往復式內燃機,知道結果再去鄙夷技術先驅,顯然是馬後炮。勞斯萊斯在未知中用雙轉子探索柴油壓燃,正如在黑暗的山洞中摸索出口,走過了才知道通不通。