汽车转子发动机构造及检修方法

现在汽车用发动机发展较为迅速，新型发动机也层出不穷，常见的新型发动机如三角转子发动机、易理偶式转子发动机等也已应用于汽车中。本文将对现在汽车上运用较多的转子发动机进行讲解。转子发动机又称为米勒循环发动机。它采用三角转子旋转运动来控制压缩和排放，与传统的活塞往复式发动机的直线运动迥然不同。这种发动机由德国人菲加士·汪克尔发明，在总结前人的研究成果的基础上，解决了一些关键技术问题，研制成功第一台转子发动机。

一、转子发动机特点

一般发动机是往复运动式发动机，工作时活塞在气缸里做往复直线运动，为了把活塞的直线运动转化为旋转运动，必须使用曲柄连杆机构。转子发动机则不同，它直接将可燃气的燃烧膨胀力转化为驱动扭矩。转子发动机是一种采用活塞旋转的发动机，故也称为旋转活塞式发动机。其活塞具有类似三角形的形状，故也称作三角活塞式发动机。与往复式发动机相比，转子发动机取消了无用的直线运动，因而同样功率的转子发动机尺寸较小，重量较轻，而且振动和噪声较低，具有较大优势。

转子发动机的运动特点是：三角转子的中心绕输出轴中心公转的同时，三角转子本身又绕其中心自转。其结构如图2-13所示。在三角转子转动时，以三角转子中心为中心的内齿圈与以输出轴中心为中心的齿轮啮合，齿轮固定在缸体上不转动，内齿圈与齿轮的齿数之比为3∶2。上述运动关系使得三角转子顶点的运动轨迹（即汽缸壁的形状）似“8”字形。三角转子把汽缸分成三个独立空间，三个空间各自先后完成进气、压缩、做功和排气，三角转子自转一周，发动机点火做功三次。由于以上运动关系，输出轴的转速是转子自转速度的3倍，这与往复运动式发动机的活塞与曲轴1∶1的运动关系完全不同。

图2-13　转子发动机结构

二、转子发动机的工作原理

转子发动机的工作循环由进气、压缩、膨胀作功和排气四个过程组成。其工作原理如图2-14所示。

图2-14　转子发动机工作原理

要实现上述四个过程有许多方案，一般采用的是三角活塞旋转式发动机方案，其工作原理如下：(www.xing528.com)

发动机主轴（图中用一黑圆圈表示）的主轴颈穿过外齿轮，与之同心。内齿轮固定在三角活塞（转子）上。主轴上的偏心轴颈穿在转子轴承孔内，发动机工作时，气体压力通过转子传到偏心轴颈上，从而推动主轴旋转。内齿轮与外齿轮的齿数比为3∶2。转子绕固定的外齿轮啮合旋转作行星运动，同时又绕其自身的回转中心（偏心轴颈中心）自转。转子自转速度与公转速度之比为1∶3，即转子转1转（三角活塞转一转），主轴（输出轴）转3转。

图中A，B，C表示三角形转子的三个顶点（实际为密封片），将整个气缸分割为互不相通的三个空间（相当于三个气缸）。以下首先观察AB腔。

当转子处于图2-14（a）所示的位置时，AB腔与进气口相通而进气。从进气口开启到转子转到图2-14（b）位置时，进气结束而压缩开始。当转子转到图2-14（c）位置时，AB腔处于点火燃烧后膨胀作功过程。转子转到图2-14（d）位置时，AB腔对着排气口而进行排气。再转到图2-14（a）位置时，又开始进气。这样转子转了一圈，经过进气、压缩、作功、排气四个过程而完成了一个工作循环。从图2-14（a）位置转到图2-14（b）位置，主轴转过2 700，故四个过程主轴共转过10 800（即3转）。在AB缸旋转的同时，BC缸、CA缸也完成了相同的一个工作循环，故一个单缸转子发动机，相当于一个3缸机。

三、转子发动机的优点和缺点

1.转子发动机的优点

转子发动机的转子每旋转一圈就作功一次，与一般的四冲程发动机每旋转两圈才作功一次相比，具有高马力容积比（发动机容积较小就能输出较多动力）的优点。另外，由于转子发动机的轴向运转特性，它不需要精密的曲轴平衡就能达到较高的运转转速。整个发动机只有两个转动部件，与一般的四冲程发动机具有进、排气活门等二十多个活动部件相比结构大大简化，故障的可能性也大大减小。除了以上的优点外，转子引擎的优点亦包括体积较小、重量轻、低重心等。

2.转子发动机的缺点

相对地，由于三角转子发动机的相邻容腔间只有一个径向密封片，径向密封片与缸体始终是线接触，并且径向密封片上与缸体接触的位置始终在变化，因此三个燃烧室非完全隔离（密封），径向密封片磨损快。发动机使用一段时间之后容易因为油封材料磨损而造成漏气问题，大幅增加油耗与污染。其独特的机械结构也造成这类发动机较难维修。