轉子發動機是1957年德國機械工程博士汪克爾發明的。轉子發動機和普通的往復式內燃機一樣，都是四衝程發動機，都需要進氣、壓縮、做功和排氣四個過程。但是轉子發動機工作的方式非常特別。

這種發動機的旋轉活塞和缸體的形狀都是特別設計的。它在中間有一個固定不轉的齒輪，轉子內部有齒圈。在齒輪的齧合和缸體輪廓線的引導下，轉子旋轉並透過偏心主軸輸出。轉子和缸體之間的空間週而復始地增大——縮小——增大，就像活塞下行——上行——下行一樣。

接下來要理解動力是如何輸出的。轉子的運動看起來並不是很規則，實際上轉子除了自轉，它的中心點還繞著缸體的中心點公轉。所以，轉子發動機輸出動力需要靠轉子和一根偏心轉軸的配合。通俗地說，就是轉子扳動偏心主軸，類似於連桿扳動曲軸，這樣就輸出了動力。

轉子和偏心主軸的結構如下圖所示：

具體結構參考下圖的馬自達轉子發動機。特別要注意，中間的小齒輪是固定不旋轉的，齒圈圍著它轉，它的作用是引導轉子的運動軌跡。小齒輪的中心點是主軸旋轉的中心點。

轉子發動機在結構上就有如下特點：

1、轉子每旋轉一圈，各個燃燒室點火一次。由於幾何關係，轉子自轉一圈能驅動主軸旋轉三圈，傳動比是1:3。而往復式活塞內燃機，曲軸旋轉兩圈，各個燃燒室點火一次。轉子發動機點火做功的次數多，主軸輸出轉速高。

2、轉子、主軸本身就是旋轉運動，能直接地對外輸出。而往復式內燃機就不一樣，它要透過連桿和曲軸的配合，才能將活塞的直線運動轉換成旋轉運動。而且，活塞以很高的速度上行——下行——上行，這中間包含很大的慣性，這將導致衝擊和振動，活塞慣性力是發動機震動的重要來源。

因此，轉子發動機運轉起來，轉速非常高，工作也很平順。

3、轉子分隔出三個燃燒室，而轉子利用側面直接就能將進氣口/排氣口封住，因此轉子本身起到了氣門的作用。而普通發動機就要配置專門的氣門機構。這樣轉子發動機的結構就相對簡單許多，少了很多細碎的零件。

所以轉子發動機的優點非常明顯：輸出功率高，運轉平順轉速高，結構簡單體積小。

1957年第一臺原型機的排量為125cc，最大功率達為25馬力，最高轉速超過17000轉/分。而現在，株洲建設雅馬哈的125發動機大概也就11馬力。

另外，轉子發動機還特別容易拓展。就像搭積木一樣，一個缸一個缸地串起來，把主軸加長，就能得到功率很大的發動機。而普通發動機是絕對做不到了，要增加活塞數量，只能重新設計製造缸體。下圖是賓士四轉子發動機。

優點明顯的同時，缺點也很明顯。

1、燃燒室密封困難，潤滑困難，天然燒機油

爆燃的高壓氣體衝擊轉子和缸體之間長長的縫隙。而且，轉子側面又是更加長的縫隙。這就對發動機材料和工藝方法提出很高的要求，需要薄薄的密封片能夠長期承受住高溫高壓的衝擊。所以，為了保證密封片的效能和壽命，需要特意向燃燒室噴入機油。轉子發動機燒機油是先天性的。

而普通內燃機，兩個活塞環解決氣體密封，再加一個油環解決潤滑問題。工藝上更簡單，結構上更可靠。機油消耗也更少。

2、發動機零件磨損大，壽命不如普通發動機

這個缺點源於轉子的運動型式，轉子的運動本來就靠缸體的輪廓來維持，就是要刮擦滑動。再加上，密封片為了保證效果，也是緊緊貼住缸體表面的。因此，轉子發動機的配合面容易劃傷，增加磨損。

而普通內燃機的活塞和缸體是有微小間隙的，活塞環雖然也刮擦缸體，但是潤滑條件好，接觸面積也不大，發動機轉速也沒有轉子那麼高。

3、燃燒條件差，排放條件差，燃油經濟性差

這是結構造成的。仔細觀察下圖可以發現，當轉子進一步壓縮空間，快要點火時，燃燒室又扁又長，幾乎只有一條小小的縫。氣流就會劇烈地流動，從一邊被擠到另一邊，這種強烈的擠氣橫流會影響燃燒。因為當轉子高速工作，氣流速度竟然會比火焰的燃燒速度快，直觀地說就是能把爆炸的火焰都吹滅了，導致失火。

在高速大負荷情況下，轉子發動機的燃燒情況就差，再加上轉子發動機本身轉速就非常高，點火次數也多。就這樣，一邊兇猛耗油，一邊燒不起來。

而普通發動機，雖然壓縮比也會很高，但是好歹燃燒室更規則，有充裕的空間組織氣流和燃燒。

結構原理說了，優點缺點也說了，再補充一點點。

研究轉子發動機曾是世界級的熱潮，各個主流汽車公司都拿到專利授權進行研發。60年代在機械工業部指導下，國內高峰時期曾有152家單位立項研製。而轉子發動機的先天缺點難以突破，是無數工程師花了30多年時間才逐漸認識到了。

馬自達轉子發動機最出名，商業化也最成功，RX系列轉子跑車累計銷量超過200萬輛。雖然車迷喜歡把馬自達對轉子引擎的偏執視作情懷，可這並不是賠錢的買賣。而且轉子發動機領域也並非只有馬自達獨步天下。

轉子發動機的世界比我們想象的精彩。目前在工業、軍事領域仍有市場，美國在這方面投入最多成果最多。從3000馬力柴油轉子引擎，到排量只有10ml的超微小轉子引擎，產品豐富。

美國、德國、英國等國家仍然有公司生產轉子發動機。之所以如此痴迷，是因為這種發動機體積小、功率高、運轉平順。要輸出相同的馬力，轉子發動機大約只有普通發動機的一半大小。

所以，轉子發動機的研發生產還在繼續。好名聲不能全讓馬自達獨佔。

轉子發動機是一種內燃發動機，但其工作方式卻與傳統的活塞式發動機完全不同。在活塞式發動機中，同一空間內（氣缸）要交替完成四項不同的作業——進氣、壓縮、燃燒和排氣。

轉子發動機同樣也要完成這四項作業，但是每項作業是在各自的殼體中完成的。這就好像每項作業有一個專用氣缸，活塞連續地從一個氣缸移至下一個氣缸。

一般發動機是往復運動式發動機，工作時活塞在氣缸裡做往復直線運動，為了把活塞的直線運動轉化為旋轉運動，必須使用曲柄滑塊機構。轉子發動機則不同，它直接將可燃氣的燃燒膨脹力轉化為驅動扭矩。與往復式發動機相比，轉子發動機取消了無用的直線運動，因而同樣功率的轉子發動機尺寸較小，重量較輕，而且振動和噪聲較低，具有較大優勢。