旋转和现代四冲程发动机之间的效率差是多少

背景

关于旺克尔旋转式发动机和各种配置（强制进气等）的四冲程发动机之间的效率差，存在很多意见。

这个增量，无论是多少，似乎都在争论多少。多少浪费，多少效率，多少动力。

旋转发动机的实际缺陷是什么？

旋转式发动机和现代四冲程发动机之间的效率差是多少？

使旋转发动机如此浪费的根本原因是什么？

注意： Wankel发动机仍然是奥托循环发动机（例如：进气，压缩，点火，排气），它们执行的冲程与气门控制往复式发动机不同。

• 较低的压缩比 -已知较高的压缩比无需任何其他修改即可提供更多动力。压缩率的这种差异据说每1个压缩点可增加约3％的输出。该教科书（第21页的第14页[或文本的第274页]）显示压缩比为6.98：1。这通常会从普通活塞式发动机提供的压缩点中减少3-4个点，而几乎没有办法增加该压缩点。（注：虽然这些数字显示了较低的压缩比，但马自达显示的数字高达10：1。）

• 燃烧室的形状 -在下图中，您可以看到Wankel发动机中的基本奥托循环。由于其固有的形状，当点燃空气/燃料时（在＃3和＃4循环之间），火焰前缘在燃烧室周围追逐转子的前缘，但从未完全追上它。这使得一些空气燃料混合物由于未被覆盖而从排气口逸出。这就是为什么有时您会看到火焰从旋转式发动机的车辆废气中喷出的原因。

  

• 转子密封 -在转子本身上，有三个主要密封件可用于检查所有内容：顶点密封，端面密封和侧面密封。（下面的图像显示了它们的位置。）将所有气体保持在各自的位置对于密封件来说是一件很麻烦的事情，而密封件通常会失去某些完整性。原因之一是因为密封件必须同时保持冷热混合。

  

• 机油喷射 -为了帮助保持良好的密封性，在进气周期内和进气道中直接喷射机油。这样可以提供适当的密封并减少磨损，但会导致空气/燃料混合物的燃烧效率降低，并在废气中产生更多的污染物。

• 功率输出 -下表比较了三种不同车辆的重量/功率/排量。观察这些数字，将车辆的重量，马力输出和行驶里程数进行比较，显然是显而易见的。就像其他引擎一样，您可以为旋转引擎涡轮增压（MB GLA45出厂时已涡轮增压）。这将增加输出，但由于排气的发生方式而不能成比例地提高效率，并且无法像活塞发动机那样控制进气/排气事件。您将把未燃烧的碳氢化合物从排气口吹出，效率低下。我并不是说任何一种活塞发动机车辆都不会将碳氢化合物吹出废气，我是说，对于您倒入发动机的空气燃料量，旋转式发动机的排量比活塞式发动机要多得多。

    车辆尺寸功率扭矩重量城市HWY
    2011 RX-8 1.3L 232hp @ 8500 159lb-ft @ 5500 3064lbs 16mpg 22mgp   
    2015年GLA45 2.0L 355hp @ 6000 332lb-ft @ 2250 3457lbs 23mpg 29mpg
    2105黄貂鱼6.2升455 hp @ 6000 460lb-ft @ 4600 3300lbs 17mpg 29mpg 

我忍不住注意到，在其他答案中，更大的旋转“活塞”表面/每加油量被忽略了一些。在某种程度上，它可能是效率的补偿因素。旋转发动机被认为比活塞配置更有效地使用氢气，可能还使用甲烷等碳氢化合物气体，因为更大的表面积可以从燃料中提取更多的动能。对于使用补充氢气的马自达RENISIS发动机，这似乎是一个考虑因素，马自达声称Wankel转子比起允许稀薄燃烧的活塞发动机具有更好的热特性。 http://www.mazda.com/cn/innovation/technology/env/hre/ 从理论上讲，在围绕发动机半径不同间距的排气门之间切换可以缓解上述问题，因为奥托循环的排气部分会随着燃烧正时而改变。