1954年德国工程师Wankel发明的转子发动机由于具有体积小,重量轻,结构简单,高速性能优异的特点,引起各界的广泛重视,竟相研究试制。但由于结构的限制，存在诸多难以解决的问题，1970年以后逐渐销声匿迹，只有少数厂家及爱好者仍在继续研究。 .转子发动机的发展现状
转子发动机的活塞（转子）是扁平三角形，汽缸是一个由转子旋转包络面形成的程∞字形的空腔；转子偏心置于缸内，两端与缸盖平面紧贴，顶角与汽缸内廓面紧贴，将汽缸分隔成三个相互密闭的工作腔；缸盖中心与转子间设一组齿数比为2：3的内啮合齿轮组（行星齿轮组），外齿轮固定在缸盖上，与缸盖同心内齿环固定在转子端盖上与转子同心，偏心距与内啮合齿轮组的中心距相同；主轴穿过缸盖中心位置的外齿轮内的轴承，向外轴输出动力；转子旋转一周，主轴转三周；随转子的旋转，三个工作腔的容积发生周期性变化，与进，排气，燃料供给，点火系统配合完成进气,压缩，做功，排气工作循环。转子转一周，三个工作腔分别完成一个工作循环。（如图一）
转子发动机排量与转子边长B，偏心轴与主轴的偏心距集束线r，缸体（转子）厚度D有关；单缸排量，H缸=7.5BrD。在设计外一发动机时，当燃料（热值）,标定功率，机型既定工作转速，工质流量，也在一定范围内，其设计排量也确定；对既定材料和工艺,主轴的最小尺寸也有定值。在转子发动机中，由于主轴径，主轴轴承直径，内啮合齿轮组中心距（偏心距r）及直径，转子边长构成的尺寸链中；偏心距r与转子边长B的最小尺寸也确定。由于这一尺寸链的制约，最终转子厚度D磁性衬板只能很小；使燃烧室呈狭长的条状。
转子发动机的这种结构限制导致以下后果：
1一方面由于转子旋转一周，几乎连续作功，转子处于极高的工作温度下；另一方面，结构上又缺乏必要的冷却空间，冷却困难。为解决转子冷却和密封问题；传统转子机采用了高精度的定量机油泵供给密封条，保证密封，润滑的同时，由于无法实现完全循环而允许部分润滑油进入燃烧室，以解决转子的冷却问题；因而造成排汽污染原高于普通往复机。低速时表现尤甚。
2由于无可靠的冷却，转子工作间隙变动大，密闭困难，导致低速时工作稳定差。同时传统的转子顶角密封条与汽缸内廓面的磨擦面无有效润滑；汽缸内廓面易磨损。
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3燃烧室呈狭长条状，面容比大，热损大，气流组织困难，燃烧不稳定，造成油耗高，排汽中CH含量高。
4排汽温度高达870℃，而进,排汽口又十分靠近，导致缸体易变形，冷却水套须做特殊设计。
5极高的工作转速（9000～20000转/分），使传统的传动设计无法适应，需作新的设计。
6其它如极大的转动惯性，装置车用时，对刹车的不良影响，火花塞易损等。
以上问题，最根本的在于如何摆脱结构限制，解决冷却问题，密闭问题，及提高燃烧稳定性上。为此国内外均有人仍做着不懈的努力。
种种迹象表明,目前应用于一级方程式赛车中的转子发动机,其已采用了进气道气流组织技术和电控技术。另有材料显示,少数公司的研究方向在新材料应用方面。国内主要是少数爱好者零散成果，主要包括：
1转子顶角（顶轴式）密封装置。它由至少一个滚柱及承托滚柱的开放式弹性轴承组成。这
种结构可有效的改善转子顶角与汽缸内廓面的磨擦结构，同时取得良好的密封效果。（专利号：92213841.9）
2进气冷却二冲程转子发动机，这种设计的主要特点是采用空心主轴为进气道，以偏心轴与转子的配合控制进扫气，实现二冲程方式作功。同时，进入转子内腔的混合气体对转子实行冷却。
3转子循环油冷设计。这是1998年 提出的以主轴的滚柱轴承的滚柱间隙为进出油道，以曲轴代替偏心轴，扩展出转子肋板，并在肋板上设带斜角的油孔，以转子旋转时，油孔的泵油作用形成肋板两侧的压力差驱动机油循环和供给顶轴，侧密封条的循环润滑，机油不进入汽缸。（如图二）（专利号：98232740.4）
以上三项均从不同角度，一定程度上解决了转子发动机的转子冷却与密封问题。但仍不同程度上受到结构制约。本人在分析转子运动与缸内进气,压缩气流的变化规律的基础上，提出了转子发动机的分层充气稀薄燃烧系统的设计方案，和转子发动机的并联复合设计方案；从而在根本上摆脱了转子发动机的结构限制。
4转子发动机的分层充气稀薄燃烧系统。（专利号：00226415.3）自1960年以来，往复式发动机的技术进步集中表现在对燃烧技术和废气处理技术的应用。这包括各种燃烧室的稀薄燃烧系统，燃油喷射技术与电控技术.以完全燃烧，降低有害排放物产生为目标；有的还可采用很高的压缩比而不发生爆燃.而废气处理技术则将以产生的有害物转化为无害物为目标。转子发动机的燃烧室形状几乎无法改变，所以到目前为止尚未见到有关稀薄燃烧系统设计的报道。本人在认真研究了往复汽油机稀薄燃烧技术的基础上，提出了以优化转子厚度，配合缸内气流组织和增压中冷技术使在进气过程中缸内产生螺旋状涡流为主要特征的分层充气稀薄燃烧系统。见（图三，四，五）。
便携式洒弹器5转子内燃机的并联复合。
由于转子内燃机在采取稀燃技术后，火焰的传播，燃气的运动是有序过程(如图三)，据此可在汽缸适当位置设燃气口，让燃气在缸内作功，同时一部分提前排出供燃气轮机作功，再通过液力变矩器合并输出形成并联复合设计方案；从而摆脱转子发动机的结构限制。当燃气口在缸内压力充分提高，可能发生爆燃时打开，可控制缸内压力继续增长，达到控制爆震的目的；因而并联复合可适当提高发动机的综合压缩比。
二复合转子汽油机的工作过程与热效率
图六是复合转子汽油机的一种典型结构系统图。启动时，所有涡轮机处于自由状态，增压连体涡轮的高压燃气喷口处于关闭状态，打开启动开关，启动电机驱动飞轮带动发动机主轴，转子旋转，开始进气。由于主进气道上连接有两级增压器，中间冷却器，阻力较大，进气首先冲开辅进气道上的单向阀，在进气口由电控燃油喷射系统控制调制出所需的混合气体进入汽缸，作四冲程循环。作功过程中有少量的燃气冲过高压燃气喷口缝隙对增压连体涡轮作功，增压连体涡轮带动二级增压器开始怠速工作。工作后的废气由排汽口排出驱动一级涡轮增压器开始高速工作。当转子机的工作稳定进行时，由于通过增压连体涡轮进入燃气轮机的燃气很少，燃气轮机处于怠速状态。此时,两级增压器开始工作，进气口的压力较大，辅进气道的单向阀关闭；进气经两级增压器，中冷器透水混凝土施工工艺,一部分经喷油器调制成混合气进入汽缸内，另一部分则进入增压连体涡轮，供其冷却，并与喷口喷出的燃气混合成适当温度的工作气体供主涡轮机工作。
当车辆起步时，需要发动机提供较大动力；我们可踩下控制踏板（相当油门），电控系统控制信号加大供油量，和调整点火提前角，同时依据主轴转速载荷给出增压连体涡轮高压
燃气喷嘴的最佳开度，增压器向汽缸提供较大的进气压力，同时供给涡轮机动力。这个过程中，当输入涡轮机的燃气流量给定时，涡轮机的输出功率随转速变化具有一定的稳定性且当转速较小时，有较大的扭矩，运用涡轮机的这一特性和喷嘴的调整特性，在装备汽车时，我们可以采用简单的换向器替代复杂的变速系统实现自动无级变速，极大程度上降低复合转子发动机的运用成本。
另外还可根据设计要求采用其它布局形式.
以上工作过程，运用工程热力学的原理对其进行简化，可推出复合转子汽油机的理想循环热效率
据此可以推出复合转子机与往复机的热效率比较见下表:
| 燃汽轮机 | 汽油机 | 柴油机 | 复合转子机 | 绝热复合转子机 |
理想热效率 | 48% | 55-59% | 63-67% | 62-74% | 62-74% |
实际热效率 | 22-28% | 25.1-32.5% | ito粉32.8-39% | 31.5-44% | 39-50% |
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三 复合转子汽油机的相关技术问题
就以上阐述，还涉及以下几项相关技术
1材料技术：
复合转子汽油机的高压燃气管及喷油嘴，汽缸工作区，均处于连续高温工作条件下；尤其是燃气管，缺乏有效冷却，而冷却还会造成大量热能损失，降低发动机效率。因而必须采用隔热或绝热材料，二十世纪八十年代和九十年代初已有多种隔热技术可以采用。据有关资料，一种陶瓷纤维复合金属矩阵化合物技术较为简单可靠；对材料热机械性能有较大提高。
另外，绝热材料对提高符合转子发动机的热效率，降低排汽污染有重要意义。1978年，美国Cummins公司提出了陶瓷绝热发动机的设想，受到美国军方和能源部的支持，后带动各国在这一领域的研究。到八十年代后期，人们普遍失去了对这设想的兴趣。不仅因为陶瓷绝热技术的成本极高。而且实验并未达到预期效果，甚至出现相反效果。据有关报告分析认为，这是由于绝热发动机在压缩过程中的大量热量积累加重了爆震趋势，破坏了正常燃
烧，从而引起废气中CH和NOx含量大幅度提高，而热效率并未见明显改善。由于转子发动机的吸气压缩与燃烧作功是在不同的工作区内进行，当我们在汽缸的燃烧作功区内采取绝热材料，而在吸气压缩区内采用通常的材料时，则可避免上述问题；从而大幅提高复合转子发动机的热效率。陶瓷纤维复合金属矩阵化合物技术对提高涡轮的工作温度也有一定意义。
2连体增压涡轮机技术
传统涡轮机由于耐高温合金材料的工作温度限制，通常利用燃烧气体喷射引流压缩空气，调制成适当温度的工作气体进入涡轮机工作；发动机的增温比较低，压比受到限制，因而热效率不高。复合转子发动机根据高压燃气口脉冲喷气的特点，设计采用的增压连体涡轮；充分利用喷嘴的喷气间隙对喷嘴，连体涡轮二级喷嘴环冷却，调整燃气温度，同时提供增压器的动力。
3中压喷油技术
由于汽油黏度小，渗透性强，当直接采用较高压力时，可能带来一系列问题。为此可采用电控高压机油辅助喷油系统或电控增压喷油系统.
4复合转子发动机的电控技术。
发动机电子计算机控制系统，在往复式发动机上已技术成熟，在复合转子发动机上尚待进一步研究开发。包括燃油喷射控制系统,点火提前角控制系统,燃气喷口开度控制系统,和发动机管理系统.其控制软件，须在优化实验中采集相关数据。
5复合转子汽油机优化实验
复合转子汽油机综合运用了增压中冷技术，电控中压喷油技术，分层充气稀薄燃烧和并联复合技术，以提高综合压缩比来提高发动机的热效率。根据理论计算，其综合压缩比可提高到二十左右,高压燃气口的开度与点火角控制和燃油供给控制以及传动模式控制尚待实验优化。
综上所述,复合转子汽油机的开发是一个涉及传统制造业，电子计算机技术，材料技术的系统工程。如果其提高压缩比，提高热效率的效果得以实现，必将使我国的发动机技术发生飞跃式进步，走向世界前列。配合绝热材料的使用将足与正在兴起的燃料电池技术相抗衡，并且在一定领域占据无法取代的地位。
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