馬自達百年之時,就是轉子發動機重出江湖之日

2021-01-15 車業雜談

或許是汽車行業外的人,更容易跳出行業內的條條框框來思考問題,曾任職於一家出版社的菲加士·汪克爾研製出了轉子發動機。

但真正汽車行業內的人,才能將汽車技術發揚光大。馬自達買下了轉子發動機技術,並在1967年推出了世界上第一臺搭載雙轉子發動機的Cosmo Sport。而真正讓轉子發動機一戰成名的,是勒芒賽道上的787B賽車,TA以超第二名一圈的成績奪冠!要知道,勒芒賽道全長13.5km,這樣的成績完全不是同一個動力水平的表現了。

轉子發動機厲害在哪?

要理解轉子發動機,我們先得明白萊洛三角形。古人很早就發現,在物體下方擺放同等半徑的圓木,就能保證其平穩移動。後來,圓木慢慢演變成馬車車輪、汽車輪胎。如果將圓木削成萊洛三角形樣式,其實也能達到同樣效果,因為這是一種定寬曲線,也就是說萊洛三角形在旋轉時,TA的寬度是保持不變的。

定寬的特性,使得萊洛三角形的轉子始終將氣缸分成3個獨立的空間。而其旋轉帶來的空間變化,正好能滿足內燃機「進氣、壓縮、做功、排氣」四個衝程的需求。為什麼現在的輪胎都是圓形的,而不是萊洛三角形的呢?因為萊洛三角形在旋轉的過程中,雖然寬不變,但是重心在不斷變化。正因為此,工程師們通過類似行星齒輪的結構將轉子與輸出軸相連,使得輸出軸的轉速會是轉子轉速的3倍。轉子發動機的這一特性,使其具有高馬力容積比(引擎容積較小就能輸出較多動力)的優點。

此外,因為燃燒膨脹產生的動能直接傳遞給輸出軸,減少了類似曲軸連杆這種傳動機構,既提高了傳動效率,也減少了發動機重量。以雙轉子發動機為例,相比同等功率的6缸往復式活塞發動機,其零件總數約少20%,體積約小30%,自重降低近一半。

缺點與優點一樣突出

高傳動效率、體積小、重量輕,轉子發動機種種優點仿佛是為性能車量身打造的引擎,馬自達的RX系列車型確實也曾經玩得風聲水起。但通過前文我們可以看到,轉子發動機的結構特性註定了其壓縮比不高,而要實現日產那種可變壓縮比幾乎不可能,這就使得其低扭的表現不會很好看。低壓縮比帶來另一個問題是燃燒不充分,導致油耗高、汙染重。

此外,萊洛三角形的定寬特性只是一種理論上的現象。當轉子因為磨損不再是一個標準的萊洛三角形時,自然不再擁有定寬的特性,也就是說原來獨立的三個空間可能會出現漏氣的現象。這也導致很多人說,轉子發動機的壽命,只能跑10萬公裡。

轉子發動機或因混動迎來春天?

受各方面因素影響,2012年馬自達正式宣布轉子發動機停產。有意思的是,因為環保而停產的轉子發動機,或許要因環保而重出江湖了。日前,馬自達負責動力總成開發的高管廣瀨一郎表示,馬自達正在開發的新型柔性轉子混合動力發動機非常高效,可以在世界上任何市場銷售,即使是在排放法規極其嚴格的市場。而搭載這一混動系統的車型,將在2020年馬自達100周年之際量產。

現階段因為用戶續航焦慮的痛點短時間內難以解決,市面上的混合動力車型大行其道。但混合動力車型有個問題難以避免,即兩套動力系統導致的車重增加和車內空間減少。車重增加意味著能耗的增加,這點在插電式混動車型上表現得尤為明顯,可能工信部百公裡油耗才一兩升的車型,虧電狀態下的油耗卻高得嚇人。

轉子發動機與新能源相結合恰恰發揮了其優勢、彌補了其缺點。作為增程器存在的轉子發動機,可以持續保持在高效的轉速區間,保證其燃效。其高馬力容積比的特點,讓一個鞋盒大小的轉子發動機就可替代一臺龐大的活塞式發動機。其實這一技術說到底,與馬自達最新的創馳藍天技術有異曲同工之妙,都是利用了內燃機某一個高效率的特徵,通過技術手段來維持這一高效率狀態。

寫在最後:都說馬自達是在「研究轉子——沒錢了賣車——賺錢了研究轉子」這一輪迴中徘徊,其實馬自達真正執著的不是轉子發動機,而是探尋內燃機的極限!

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    操作方法01工作原理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。
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    馬自達真的是最不正經的一個車企,有錢了,就潛心研究轉子發動機。沒錢了,出幾款車賣賣,不走量只走心,賺到點兒錢,又埋頭去研究轉子。馬自達那麼執著於轉子引擎,就像吸毒者離不開吸毒一樣,只要一有錢就要去搞一搞這東西。
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