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轉子引擎由德國工程師菲力·汪克爾發明,四行程內燃機的一種

 

1 轉子引擎 -見解

轉子內燃引擎(Rotary Internal Combustion Engine,但通常都被簡稱為轉子引擎,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年時發明,因此又稱為汪克爾引擎。與傳統的往複式活塞引擎不同的是,轉子引擎的運轉元件(稱為轉子,Rotor,其斷面造型類似一個三角形)是與輸出軸同樣采軸向運轉,而不需利用槓桿與凸輪結構將輸出的力量轉向,因而減少了運轉時能量的耗損。

2 轉子引擎 -內容


概要
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。由於三角形轉子采偏心運轉,因此這些被隔開來的獨立燃燒室在引擎運轉的過程中,容積會不斷地改變,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。

傳統四行程往複式活塞引擎,引擎轉兩周,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,轉子每轉一周便有三次進氣、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周,各轉子便有一次進氣、壓縮、點火與排氣過程,相當於往複式引擎運轉兩周,因此具有小排氣量就能成就高動力輸出的優點(但相對的,同樣排氣量之下轉子引擎也較往複引擎的油耗高出許多)。另外,由於轉子引擎的軸向運轉特性,它不需要精密的曲軸平衡就可以達到非常高的運轉轉速。

優點和缺點
轉子引擎具有高馬力容積比(引擎容積較小就能輸出較多動力)的優點。另外,由於轉子引擎的軸向運轉特性,它不需要精密的曲軸平衡就能達到較高的運轉轉速。除了以上的優點外,轉子引擎的優點亦包括體積較小、重量輕、低重心等。

相對地,由於轉子引擎的三個燃燒室並非完全隔離,因此在引擎使用一段時間之後容易因為油封材料磨損而造成漏氣問題,大幅增加油耗與污染。其獨特的機械結構也造成這類引擎較難維修。

雖然轉子引擎具有以小排氣量、利用高轉速而產生高輸出的特性,但由於運轉特性與往複式引擎的不同,世界各國在制訂與引擎排氣量相關的稅則時,皆是以轉子引擎的實際排氣量乘以二來作為與往複式引擎之間的比較基準。舉例來說,日本馬自達(Mazda)旗下搭載了轉子引擎的RX-8跑車,其實際排氣量雖然只有1308立方厘米,但在日本國內卻是以2616立方厘米的排氣量來作為稅級計算的基準。


發展歷程
最初,汪克爾所發明的轉子引擎專利權原是屬於德國的NSU車廠所有(NSU是今日奧迪(Audi)車廠的組成前身之一),雖然在初期包括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,但在經過短期實驗發現量產化的困難度比預期為高之後,日本的馬自達成為唯一一家還堅持投資轉子引擎發展的車廠。在簽約取得轉子引擎的專利權之後,Mazda自1970年代起陸續推出了多款轉子引擎動力的車款,包括今日碩果僅存的一輛量產轉子引擎車--Mazda RX-8。

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