新车测评 发表于 2018-2-5 13:16:01

未及进化的中古生物 Hercules W2000

  在介绍HerculesWankel 2000之前,首先要介绍一下汪克尔发动机,这种内燃机与我们熟悉的奥托循环发动机(就是现在99%以上的的需要汽油燃料的活塞往复式发动机)一样属于四冲程发动机,每个工作循环包括吸气、压缩、点火做功、排气四个冲程。但是与奥拓循环发动机不同的是,汪克尔发动机属于转子发动机,即不是采用往返式运动的活塞,而是通过旋转的转子,来完成工作循环并将燃烧产生的压力转化为摩托车的驱动力,尽管转子发动机有好几种,但是汪克尔发动机最典型。

  早在20世纪50年代早期,当时在NSU(奥迪汽车的前身之一)任职的工程师菲利克斯-汪克尔发就开始研究转子发动机, 1957年研发出具有实用性能的转子发动机,NSU批淮了汪克尔发动机项目,进一步优化之后投入生产。当时汪克尔转子发动机广泛运用到NSU的各种车型(包括赛车)以及飞机、动力链锯、游艇等,而且“墙内开花墙外香”,远在日本的mazda汽车公司别钟情汪克尔发动机,以生产汪克尔发动机轿车而骄傲。


  当时摩托车行业对新技术极为开放,很快就有不少厂家对汪克尔发动机产生了兴趣,比如铃木生产了搭载了汪克尔发动机的RE-5,英国诺顿则以汪克尔发动机为动力装置推出了COMMANDER和F1,北极猫(ARCTICCAT)公司也将排量303ML的汪克尔发动机武装到他们的动力雪橇上。其中,最为著名的当属德国摩托车公司赫尔克里斯(HERCULES,又称大力神)推出了W2000,号称世界上搭载了汪克尔发动机的量产型摩托车。

▲同样使用转子引擎的 Suzuki RE5(1975年生产)
  赫尔克里斯为何青睐汪克尔发动机?这因为在理论上,汪克尔发动机比奥拓发动机优越。我们先来看看两种发动机的区别。
  奥拓发动机需要气门,所以结构比较复杂,汪克尔发动机没有气门,转子同时扮演者进气门和排气门的角色。
  奥托发动机的气体空间,有圆柱形的气缸内壁,燃烧室以及活塞包围而成,汪克尔发动机的工作空间,由椭圆形的壳体内部和三角形的转子外壁构成。
  工作时,奥托发动机随著活塞的上下运动,分别完成进气、压缩、点火做功、排气四个冲程,汪克尔发动机中,则是由转子将壳体内部空间分割成3个彼此封闭的区间,随著转子的转动,区间连同气体随之旋转,在不同的位置分别完成进气、压缩、做工、排气。

▲Hercules W2000的转子和气缸
▲Hercules W2000的气缸和化油器
  在奥托发动机中,每个工作循环需要旋转两次。在汪克尔发动机中,每个工作循环偏心轴(相当于奥托发动机的曲轴)只需要旋转一次。
  汪克尔发动机的转子在自转的同时绕著偏心轴做轨道旋转,转子与偏心轴之间的旋转速度是1:3,即转子每转一圈,偏心轴刚好转过三圈。
  奥托发动机需要连杆和曲轴来承接燃烧产生的压力,汪克尔发动机则由偏心轴直接充当动力输出轴。
  因此,上述的区别可以看出汪克尔发动机具有独特的优势,理论上与同等排量相同工作强度的奥托发动机相比,具有结构简单、尺寸小、重量轻的优点,而且能够输出更多的动力,由于转子发动机转子与偏心轴的旋转速度比是1:3,以及没有曲轴连杆这些惯性质量,因此可以实现更高的转速;另外得益于结构简单的优势,工作时转子发动机比奥托发动机平稳、安静得多。
正是汪克尔发动机具有诸多优势,赫尔克里斯才大胆引进,将SACHHS生产的汪克尔发动机作为W2000的动力装置。1973年首台W2000面市,搭载的是风冷,排量294ml的单转子汪克尔发动机。与同等排量的奥托循环发动机相比,W2000在动力方面具有明显优势,可在6500r/min时输出最大功率18.2千瓦。由于汪克尔发动机尺寸小、重量轻,操作起来轻巧便捷。转子发动机的威力不可小觑,儘管排量不到300ml,但是足可以驱动W2000突破140km/h的极速。遗憾的是,儘管汪克尔发动机的卖点很足,但是W2000的综合质量不如人意,车架设计的比较粗糙,喷涂工艺线的粗糙,因此销售业绩乏善可陈。



  尽管汪克尔发动机具有诸多优势,但是若干问题影响了这一结构的推广运用。首先是商业方面的限制,对于试图生产汪克尔发动机的公司,NSU提出了苛刻且索价高昂的要求,让大多数公司望而却步,影响了汪克尔发动机的使用范围及研究进化。其次从全球范围来看,使用汪克尔发动机的摩托车绝对是凤毛麟角,二是NSU没有规划汪克尔发动机市场的培育,从而导致了售后服务以及更换的零部件很难获得,这直接限制了W2000的销量。再次,从自身技术而言,汪克尔发动机也存在自身尚未克服的问题。比如在密封方面,三角形转子的尖角同时充当密封垫,但是由于转子运转时需要紧贴著壳体滑动,容易造成磨损,进而直接影响密封效果。由于以上原因,汪克尔发动机在摩托车行业的应用受到了极大制约,如同没来得及进化的中古生物。

  汪克尔引擎的发明者:felix wankel
  出生:1902年8月13日德国拉尔
  逝世:1988年10月9日 (86岁)德国海德堡
  国籍:德国
  教育程度:慕尼黑工业大学荣誉博士学位
  工程学科:机械工程师
  重要成就:汪克尔引擎

来源:网络转载

松江-松江小时 发表于 2018-2-5 13:43:01

好文章,科普了

豊2281 发表于 2018-2-5 13:57:33

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