更新时间：2024-09-01 15:29
从18世纪70年代以来，各国的设计师和发明家研究设计出了各种各样的旋转活塞式机械，但多使用于鼓风机、压气机、蒸汽机等机器，直到1954年初，根据德国科学家费·汪克尔（Felix Wankel）的设计，经过三年的试验，终于在1957年2月1日，由德国AUDI-NCU0公司生产出了第一台单纯旋转型三角活塞旋转式发动机，命名为KKM125型，其排量为125毫升，在10000转/分时发出功率21kw（合28.6马力）。60年代初又研制出了行星旋转式发动机，命名为KKM512型，在6000转/分时发出功率80.85kw（合110马力）。NCU公司将这些发动机分别安装在士波德（SPIDER）轿车和“RO-80”型的各式轿车上，这种新型汽车发动机的产生在世界汽车制造业中引起了巨大的震动。随后，美国的莱诺汽车公司，日本的五十铃公司，德国的戴姆勒—奔驰公司、英国的波金斯公司、法国的西托安公司等汽车生产厂家相继投入了巨大的人力和物力，对旋转活塞发动机进行了进一步的研制和开发。
气缸型面，两侧用端盖封闭，缸体和端盖均为固定件。在气缸内装有弧边三角形旋转活塞。发动机主轴（输出轴）由轴承支承在缸体上。外齿小齿轮与主轴同心，固定在端盖上。在主轴的偏心轴颈上通过轴承套装着旋转活塞。旋转活塞的另端固定有同心的内齿大齿轮。
发动机运转时，外齿的小齿轮不动，活塞上的内齿大齿轮绕外齿小齿轮啮合旋转作行星运动。旋转活塞绕偏心轴颈的轴线自转，偏心轴颈又绕主轴轴线公转。内齿大齿轮与外齿小齿轮的齿数比为3：2，故活塞的自转速 度与公转速度之比为1：3，即主轴的转速为活塞绕偏心轴颈的转速的3倍。
三角旋转式发动机的工作原理如下：
当三角形活塞按顺时针方向转动时，a、b腔排气，b、c腔吸气，c、a腔压缩吸进的空气和油的混合物到上止点（空间最小处），并由前火花塞点火使被压缩的可燃气体燃烧，随后由后火花塞继续点火，使可燃气体继续充分燃烧，高温高压气体推动三角活塞旋转，并通过输出轴输出机械能。
a、b腔继续排气，b、c腔吸气至下止点（空间最大处）c、a腔膨胀。
a、b腔排气至上止点，进排气重选，b、c腔开始压缩，c、a腔继续膨胀。
a、b腔吸气，b、c腔继续压缩，c、a腔膨胀至下止点，同时开始排气，如此循环下去。
以上是三角旋转式发动机的基本工作原理中的一个工作循环。从以上工作循环可以看出，三角旋转式发动机，在培养学生创新思维能力方面具有很强的指导作用，三角旋转式发动机在结构创新方面具有独到之处，但它仍然具备一般活塞式发动机的许多基本特点，如：吸气、压缩、做功、排气这几个冲程，只不过是用另一种方式来完成而已。
1、转子发动机工作效率高
旋转活塞式发动机的转子每转一圈，完成三个工作循环，产生三次动力，作三次功；而往复式四冲程发动机的曲轴需要旋转两圈才完成一个工作循环，产生一个动力，作一次功。显而易见，转子发动机的工作效率是比较高的。
2、转子发动机的结构简单
转子发动机转子的转动是靠转子偏心轴直接带动的，充气循环是由转子本身和外壳上的简单气口来控制的，没有进、排气阀装置。转子发动机与往复式发动机相比较，减少了曲柄—连杆机构和配气结构，没有笨重的曲柄连杆和平衡重，没有凸轮轴、摇臂、气门、气门导杆和气门座等零部件，结构简单（这也是提高转速，降低内耗，减轻震动的主要条件），造价低廉。输出功率相同的RC2—60— U5转子发动机（美国）与V8往复式发动机（美国）相比，前者的零部件数量为80余件，后者的零部件数量则达400多件，除此之外，前者的体积和重量也远比后者要小得多。
3、转子发动机工作平稳性好
发动机转子支持在转子偏心轴（输出轴）上，用一对内部齿轮装置来保证转子作正确的运动，三角转子绕其自身中心转动的同时还绕转子偏心轴旋转，速比为1∶3，当转子转一圈时，转子轴转动三圈，而转子轴每转一圈都有一次做功过程，功率输出比较连续。另外，转子发动机的工作循环仅需要一次推动扭矩，所以扭矩曲线要比往复式发动机均匀得多，工作平稳性好，功率损失相应较少。由于转子均做等角速旋转，没有往复运动的质量影响，减少了惯性力的冲击和震动，减轻了轴承的负荷，延长了轴承的寿命，如果采用多个转子组合时，可达到完全的机械平衡，运转的平稳程度还可进一步提高。
4、转子发动机的转速高
往复式四冲程发动机的进气、压缩、燃烧、排气基本上是在活塞运动的四个行程中完成的，这种充气循环的间断性，也是约束往复式发动机提高转速的原因之一，转子发动机的空气燃料混合气是在近似于椭圆形的行程上流动，并不对实际燃烧过程甚至发动机的转速有任何限制，所以可获得很高的气体速度和发动机的转速频率。
综上所述，转子发动机具有体积小、重量轻、结构简单、运转平稳和机器寿命长等优点。随着现代高科技（像燃料喷射、电子点火等技术）的开发与应用，转子发动机的设计越来越趋于完善，发展前景越来越乐观。
三角转子发动机也有它本身的弱点。由于其气缸密封线比往复机长，因此发动机在低速运转时的气体泄漏就高于往复机；加之，旋转活塞式发动机的燃烧室狭长，面容比大，相应旋转活塞式发动机的低速动力性能和燃料经济性也低于往复机（旋转活塞式发动机的高速动力性优于往复机）。随着转子发动机的结构设计、工艺、材料的不断改进和提高，特别是采用了分层燃烧技术以后，其差距正在逐步缩小，其燃料经济性已可以与先进的汽油往复机相媲美。另外，随着不断地强化试验和改进，其使用寿命正在日益接近往复机的水平。
转子发动机的缺点是不容忽视的，人们正在以不断的努力加以改进和克服。然而，旋转活塞式发动机的优点则更为突出，试以双缸汽油转子发动机为例，与一般同功率指标先进的6-8缸汽油往复机相比，它的自重仅为往复机的50-70%，体积约小30-50%，发动机零件总数约少20-40%，运动件数少40-60%，在生产批量相等的情况下，旋转活塞式发动机的生产成本约为同功率往复机的80%。在实际使用中表明，转子发动机还以运转平稳、振动小、噪音小、高速性能好、易于系列化等技术特点优于往复活塞式发动机。这就是为什么旋转活塞式发动机能够得到不断发展的根本原因。