汽车发动机的历史 转子发动机技术历史

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发动机是汽车的动力源。汽车发动机大多是热能动力装置，简称热力机。热力机是借助工质的状态变化将燃料燃烧产生的热能转变为机械能。1876年，德国人奥托(NicolausA.Otto）在大气压力式发动机的基础上发明了往复活塞式四冲程汽油机。由于采用了进气、压缩、做功和排气四个冲程，发动机的热效率从大气压力式发动机的11%提高到14%，而发动机的质量却降低了70%。1892年，德国工程师狄塞尔（RudolfDiesel）发明了压燃式发动机（即柴油机），实现了内燃机历史上的第二次重大突破。由于采用高压缩比和膨胀比，热效率比当时其他发动机又提高了1倍。1926年，瑞士人布希（A.Buchi）提出了废气涡轮增压理论，利用发动机排出的废气能量来驱动压气机，给发动机增压。50年代后，废气涡轮增压技术开始在车用内燃机上逐渐得到应用，使发动机性能有很大提高，成为内燃机发展史上的第三次重大突破。[1]汽车发动机1956年，德国人汪克尔（Wankel）发明了转子式发动机，使发动机转速有较大幅度的提高。1964年，德国NSU公司首次将转子式发动机安装在轿车上。1967年德国博世（Bosch）公司首次推出由电子计算机控制的汽油喷射系统（ElectronicFuelInjection，EFI），开创了电控技术在汽车发动机上应用的历史。经过30年的发展，以电子计算机为核心的发动机管理系统(EngineManagementSystem，EMS）已逐渐成为汽车（特别是轿车发动机）上的标准配置。由于电控技术的应用，发动机的污染物排放、噪声和燃油消耗大幅度地降低，改善了动力性能，成为内燃机发展史上第四次重大突破。[3]1967年，美国进行了一次氢气汽车行驶的公开表演，那辆氢气汽车在80公里时速下，每次充氢10分钟可运行121公里。该车有19个座位，由美国比林斯公司制造。1971年，第一台装有斯特林发动机（Strling）的公共汽车开始运行。1972年，日本本田技研工业在市场售出装有复合涡流控制燃烧(CVCC,CompoundVertexControlledCombustion)的发动机的西维克（Civic）牌轿车，打响了稀薄气体燃烧发动机的第一炮。1977年，在美国芝加哥召开了第一次国际电动汽车会议。会议期间，展出了各种电动汽车一百多辆。1978年，日本研究成功混合动力汽车。1979年8月，巴西制造出以酒精为燃料的汽车。巴西是现在世界上使用酒精汽车最多的国家。汽车发动机曲轴疲劳试验方法1980年，日本研制成功液态氢气车。在后部装有保持液态氢低温和一定压力的特制贮存罐。该车用85公升的液氢，行驶了400公里，时速达135公里。1980年，美国试制成功了一种锌氯电池电动汽车。1980年，西班牙试研制成功一种太阳能汽车。1980年，西德汉堡市西北伊策霍的一位工程师，发明了一种利用电石气（乙炔气）作动力的汽车。先将电石变成气体，然后用这种气体燃烧推动喷气式发动机来驱动汽车，其速度和安全性均不亚于汽油车，20公斤电石块可以使汽车至少行驶300公里。1980年，美国加州大学的约翰.库伯和埃尔文.贝伦开始研究“烧铝”的电动汽车。1983年，世界上第一辆装备柴油陶瓷发动机的汽车运行试验成功。所装发动机是日本京都陶瓷公司研制的，其主要零部件由陶瓷制成，省去了冷却系统，重量轻，节能效果显著，在同样条件下可比常规发动机多走30%的路程。汽车发动机1984年，前苏联研制出一种双重燃料汽车。当汽车发动时，首先使用汽油，然后专用天然气。1984年，美国美孚石油公司的阿莫柯比化学公司，研制出了一种叫杜隆塑料的合成材料，该公司采用这一塑料成功地制造出了世界上第一台全塑料汽车发动机，其重量只有84公斤。美国的洛拉T-616GT型汽车用的就是这种全塑发动机。1984年，澳大利亚工程师沙里许研制成功了一种OCP发动机。1985年，澳大利亚彼兰丁研制出一种安全可靠、启动灵活、高速而又不冒烟的蒸汽机汽车。1986年，日本的三洋电气公司研制成功首辆太阳能电池汽车。1994年，英国的戴维.伯恩发明了另一种风力汽车，并已投入批量生产。

AL-31F第四代航空发动机是由俄罗斯留里卡土星“科研生产联合体”研制的带加力燃烧室的涡扇发动机。

发展历史

在AL-21基础上，1976 年（另一说法是1973年）留里卡开始研制AL-31F发动机。1985年该发动机研制达标后，用于苏-27、苏-30和苏-35战斗机。

AL-31F的结构形式是双转子加力式涡轮风扇发动机。推力范围：加力12250daN，中间7620daN。每台价格300万美元。AL-31F有一些改进型，其中包括带矢量推力喷管的改进型AL-31FP发动机。

产品性能

从总体上讲，作为苏-27战机的专用动力装置AL-31F发动机，其性能是优良的，具有明显优势。

（1）尺寸小，推力大。其涡轮具有有效的冷却系统和良好的热力学特性；压气机增压快速，发动机结构紧凑，保证飞机有较高的推力和良好的机动性。

（2）稳定性高。可使用在苏-27飞机的各种飞行高度和速度下，即使飞机在以M2的速度进入平螺旋、直螺旋、翻转螺旋和进气道喘振的情况下，发动机工作仍然极其稳定。喘振消除系统、空中自动点火系统、主燃烧室和加力燃烧室的再次启动系统等可保证在使用机载武器时动力装置的工作可靠性。

（3）维修简便。该发动机采用单元体结构，由14个单元体组成，因此，如果出现某些损坏，不需要全部更换，只替换下有故障的单元体即可。这样，在使用条件下进行发动机维修时，可更换其中的6个单元体。

（4）使用寿命长。AL-31F可根据其技术状况而使用，只要发动机还正常，就可以一直使用下去，而现代化水平的诊断设备可保证飞行安全。但其使用寿命也有一个限度，一般认为该发动机第一次维修前的使用寿命可达1000h，总使用寿命应该不少于10年。

性能改进

AL-31F本来是双发布局的苏-27系列战斗机的专用发动机，为使它能在单发飞机上使用，留里卡设计局"礼炮"（Salut）公司几年前推出了AL-31F的改型发动机AL-31FN。

该型发动机的特别之处是：将发动机附件传动箱从附着在发动机上面，移到附着在发动机的下面，而飞机附件传动机匣还是安装在发动机上面。这样处置是为了满足客户要求。

从俄罗斯"礼炮"公司2002年11月提供的资料来看，由俄方改型专供出口的AL-31FN发动机性能、尺寸和质量的数据，与原型的AL-31F发动机只有很少的区别。

由于从双发配置改为单发配置的飞机使用，发动机附件得以简化，又由于AL-31FN发动机拆去了内外涵流道的分流隔板，使得发动机重量减轻了一些。但由此带来的一些负面影响，仍有待深究。另一不足之处是AL-31FN的燃油消耗率也略有提高，因此，AL-31F系列发动机仍有性能改进的必要。

有以下几个原因：

制作工艺难和成本高

转子发动机制作工艺和成本要求较高。由于转子发动机技术比较尖端，制作工艺要求比较高，成本比较贵。其独特的机械结构也造成这类引擎较难维修。当下，汽车行业内，也就是马自达公司对这项技术掌握的比较好，但是远没有达到普及的程度。

使用约束性高

转子发动机功率输出轴位置比较高，令整车布置安排不便。而且转子发动机只能用点燃式，不能用压燃式，所以不能使用柴油。不仅如此，由于转子发动机很稀有，可以说，使用转子发动机的车比较注重技术，应用范围小。

油耗高排放超标

转子发动机由于燃烧室的形状不太有利于完全燃烧，造成可燃混合气燃烧时间短，燃烧不完全，从而导致燃烧效率低，耗油自然变得很高，排放超标也是想当然的事。

对点火系统有更高的要求

由于转子发动机的燃烧室不断在旋转，火焰传播形态变化迅速而不理想，这就给点火系统提出了更高的要求。

磨损漏气

转子发动机内三角转子引擎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。引擎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。

缴税高

世界各国对于发动机排量的缴税法规皆是将转子发动机的实际排量乘以二作为其最终排量，因此也带来了更高的赋税。

种种因素导致转子发动机发展困难，难以普及。

转子发动机是由 费利克斯·汪克尔博士发明的

转子发动机（Wankel Engine、Rotary Engine）是由德国人菲加士·汪克尔（Felix Wankel，1902-1988）所发明，他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，研制成功了第一台转子发动机。转子发动机采用三角转子旋转运动来控制压缩和排放，与传统的往复活塞式发动机的直线运动迥然不同。

转子发动机的发明人是德国的菲加士汪克尔，转子发动直接将可燃气的燃烧膨胀力转化为驱动扭矩，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。转子发动机由于转子引擎的轴向运转特性，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，发生故障的可能性也大大减小。

转子发动机最初是由德国工程师费利克斯·沙伯勒（Felix Wankel）于1929年发明的。它与传统的往复式发动机不同，采用转子来取代活塞，以达到更高的转速和更高的功率输出。沙伯勒的发明在汽车和飞行器领域都有广泛的应用。

转子发动机的发明者是费尔明·马洛斯和尤金·豪克
因为在1913年，费尔明·马洛斯和尤金·豪克发明了一种新的发动机，它不同于以前的内燃机，而是使用旋转式的发动机，从而被称为转子发动机。
此外，转子发动机是涡轮发动机的一种，一般用于飞机发动机，具有体积小、功率大、噪声小等优点。

转子发动机是由德国工程师费利克斯·维茨勒（Felix Wankel）在20世纪50年代发明的。
他的发明革命性地改变了内燃机的设计，使得转子发动机在一定领域内具有比传统往复式发动机更好的性能表现。
转子发动机适用于一些轻型车型，如马自达RX-7和RX-8，以及其他一些机械设备上。
它的特点是功率输出平稳，噪音小，较之往复式发动机也具有更高的效率。
因此，在一定程度上受到了市场和消费者的欢迎，但由于技术的难度和复杂性，目前还没有在大规模生产中广泛应用。

不，转子发动机并非马自达的独家技术。转子发动机是一种独特的内燃机构型，最早由德国工程师费利克斯·魏勒在1920年代提出，并在1939年由德国公司库格尔斯托塔（Kuegler-Eppinger）首次应用于实际生产，被称为魏勒发动机。

后来，马自达在1960年代对这一技术进行了改良并商用化，推出了其标志性的旋转式发动机，因此转子发动机常被称为马自达发动机，但并不是马自达独有的技术。

是

马自达一直以来引以为豪的独家技术就是转子发动机，

但随着发动机注重燃油经济性、低碳排放等，转子发动机逐渐被淘汰，2012年，最后一款搭载转子发动机的马自达车型RX-8正式停产，时隔十年，转子发动机在MX-30 R-EV上正式回归。

转子发动机是马自达的独特技术，它是一种内燃机的变种，不同于传统的往复式活塞发动机。转子发动机的工作原理基于转子内部的运动，使得汽车发动机在某些方面具有独特的性能优势，如更高的功率密度和更平顺的运行。

尽管其他公司也曾尝试开发类似的技术，但马自达是唯一一家真正成功将转子发动机商业化的汽车制造商。马自达对该技术的研发和改进使得他们在这一领域独占鳌头。