转子发动机（Wankel Engine、Rotary Engine）又称为米勒循环发动机（Miller Cycle Engine）。它采用三角转子旋转运动来控制压缩和排放，与传统的活塞往复式发动机的直线运动迥然不同。这种发动机由德国人汪克尔（Felix Wankel，1902-1988）发明，在总结前人的研究成果的基础上，解决了一些关键技术问题，研制成功世界上第一台转子发动机。
在大多数人对转子发动机都不看好的情况下，马自达一直坚信转子发动机的发展潜力，直至今日，转子发动机已取得了许多荣誉。
与一般往复式发动机比较，转子发动机的外壳就相当于汽缸，而转子即相当于活塞，燃烧室则由转子与转子外壳、侧边外壳所围出来的空间形成。由于转子的三个顶点分别都设有三角气封所密闭，因此其燃烧室可以各自成为独立进行的三个动作(吸入压缩、爆发膨胀、扫气)，基本上转子发动机就是在转子外壳中，让转子与偏心轴来对比回转的简易机构。
转子发动机的运动特点是：三角转子的中心绕输出轴中心公转的同时，三角转子本身又绕其中心自转。在三角转子转动时，以三角转子中心为中心的内齿圈与以输出轴中心为中心的齿轮啮合，齿轮固定在缸体上不转动,内齿圈与齿轮的齿数之比为3:2。上述运动关系使得三角转子顶点的运动轨迹(即汽缸壁的形状)似"8"字形。三角转子把汽缸分成三个独立空间，三个空间各自先后完成进气、压缩、做功和排气，三角转子自转一周,发动机点火做功三次。由于以上运动关系，输出轴的转速是转子自转速度的3倍，这与往复运动式发动机的活塞与曲轴1:1的运动关系完全不同。
此外，即使在高速运转中，转子的转速也相当缓慢，从而有更宽松的进气和排气时间，为那些能够获得较高的动力性能的系统的运行提供了便利。
转子发动机的特点：
精简结构：由于转子发动机将空燃混合气燃烧产生的膨胀压力直接转化为三角形转子和偏心轴的转动力，所以不需要设置连杆，进气口和排气口依靠转子本身的运动来打开和关闭；不再需要配气机构，包括正时齿带、凸轮轴、摇臂、气门、气门弹簧等,而这在往复式发动机中是必不可少的一部分。综上所述，转子发动机组成所需要的部件大幅度减少。
均匀的扭矩特性： 根据研究结果,转子发动机在整个速度范围内有相当均匀的扭矩曲线,即使是在两转子的设计中,运行中的扭矩波动也与直列六缸往复式发动机具有相同的水平，三转子的布置则要小于V型八缸往复式发动机。
运行更安静,噪音更小：对于往复式发动机,活塞运动本身就是一个振动源，同时气门机构也会产生令人讨厌的机械噪音。转子发动机平稳的转动运动产生的振动相当小，而且没有气门机构，因此能够更平稳和更安静的运行。
可靠性和耐久性：如前所述,转子的转速是发动机转速的三分之一。因此，在转子发动机以9000 rpm的转速运转时，转子的转速约为该转速的三分之一。另外，由于转子发动机没有那些高转速运动部件，如摇臂和连杆，所以在高负荷运动中，更可靠和更耐久。在1991的勒芒汽车赛中的大获全胜就充分证明了这一点。
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