马自达将开启转子发动机的“第二春”？_砍柴网

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马自达将开启转子发动机的“第二春”？

2016-05-09 14:33

（原标题 转子发动机要迎来“第二春”？）
有一种发动机，没有活塞！没有气门！没有凸轮轴！
这就是发动机里的“黑天鹅”——转子发动机。一个上世纪50年代，人类脑洞大开的产物。
转子发动机是由德国人菲加士·汪克尔在1954年与德国NSU公司合作开发出来的一款新型发动机。由于菲加士·汪克尔创造了转子发动机，因此也叫“汪克尔转子发动机”。（用创始人名字命名，看来是各产品的“公理”了）

菲加士•汪克尔.jpg

当时在欧洲，有很多公司被授权研发转子发动机，但是由于转子发动机“弊大于利”的特性，几乎所有公司都慢慢地放弃了转子发动机在汽车上的量产式研发。而这时一向对新技术情有独钟的马自达公司看中了转子发动机的前景，投巨资从德国NSU车厂买下了这项技术。并于1963年成立“RE研究部”，任命山本健一率领46位工程师研究改良汪克尔发动机，此47人后来被称为“转子四十七壮士”。

山本健一.jpg

马自达研发团队用人类最可贵的“坚持”，独自研究和生产转子发动机，在克服了转子发动机的种种缺陷后，成功地由试验性生产过渡到商业性生产，最终将安装了转子发动机的RX-7型量产跑车推向了世界舞台，令世人刮目相看。

RX7.jpg

图为最新一代量产版马自达RX7
想必大家已经迫不及待地想认识下这让人“又爱又恨”的转子发动机了吧？走起！
转子发动机与我们通常所见的活塞式发动机有着明显的区别。
在结构方面，转子发动机主要由转子外壳、转子、侧边外壳、偏心轴、气封等部件构成，并没有普通发动机的往复式活塞运动结构。

配件.jpg

工作方式上，转子发动机与普通发动机一样，有四个工作行程来实现动力的输出，即“进气、压缩、作功、排气”。不过形式上有着本质的不同，转子发动机是由三角转子的中心绕输出轴中心公转的同时，三角转子本身在“8字形”缸体内偏心旋转运动产生的正、负压来完成工作的。

工作状态.gif

在转子的运动过程中，这三个工作室的容积不停地变动，在摆线形缸体内相继完成四个行程。每个过程都是在摆线形缸体中的不同位置进行，这明显区别于活塞往复式发动机。

对比.jpg

不过，转子发动机这样的工作方式，会导致进气一侧与排气一侧的温度差别较大，长时间运转后，发动机缸体的各部分温度持续存在差异，很容易导致缸体微小的形变，从而对发动机的可靠运行产生影响。
如果把缸体形容成牛车网的“牛小妹”，这忽冷忽热的很容易让发动机“感冒”。

牛小妹.jpg

不过马自达公司一直坚持研发转子发动机，那么转子发动机就一定有其独特的优点：
1、体积小、运转稳定
结构上的特点导致转子发动机在体积上有着明显的优势，它为车辆节省了发动机空间，减轻了车辆自重的同时也降低了车身重心。由于不需要往复式地大幅度运动，绕着中心齿轮旋转的方式使得转子发动机运转平稳，产生的震动较小。
如果形象化的与普通发动机对比，传统发动机工作时震动大致是这样的：

打气儿.jpg

转子发动机工作时震动大致是这样的：

拉磨.jpg

2、高转速、转速提升快
由于转子发动机的内齿圈与齿轮的齿数之比为3：2，输出轴的转速就是转子自转速度的3倍，因此转子发动机很容易实现高转速，这与普通往复运动式发动机的活塞与曲轴1：1的运动关系截然不同。
形象地说，如果想要实现9000转的高转速输出，转子发动机里的转子只需3000转即可实现，而普通活塞往复式发动机则需要一样的9000转的转速才能实现。这样看来在转速方面，转子发动机则有明显优势。

转速.jpg

同时，转子发动机不需要精密的曲轴平衡就能达到较高的转速，而且其转速相比往复式发动机提升得更快，这也是为什么在漂移的时候很多人喜欢转子发动机的原因（在漂移降档的时候可以很轻松获得高转速）。
尽管转子发动机有着先天优势，但是没有被普遍推广且随着马自达RX8车型逐渐的销声匿迹，是由于其缺点大于了它的优点。
转子发动机的缺点是：
1、油耗高、不环保
由于转子发动机压缩比以及燃烧室的特殊形状以及在工作时，有些油气混合物还没烧完就到达了排气口等因素，造成了转子发动机整体热效率较低，油耗较高。而且转子发动机在启动与低转速时会排出大量的碳氢化合物，这与现今严格的排放法规格格不入。

油耗.jpg

并且马自达1.3升排量的转子发动机需要按照实际排量的2倍来计算税费，无疑给消费者热情购买时，泼了一盆冷水。
2、磨损严重、寿命短
三角转子引擎的相邻容腔间只有一个径向密封片，密封片与缸体始终是线接触，并且径向密封片上与缸体接触的位置始终在变化，因此三个燃烧室非完全隔离（密封），径向密封片磨损快，且容易在缸体内形成“鬼爪”。

密封 磨损.jpg

而在转子发动机工作时，由于转子发动机直接向腔内喷射机油来实现润滑，因此也让转子发动机成了“烧机油”的利器。
不过与某些德系品牌汽车不同的是，转子发动机的烧机油是众所周知的“明烧”，而某些德系品牌的烧机油是官方不承认的“暗sao”。

骚.jpg

也正是因为“烧机油”，让购买转子发动机车型的车主们无奈地成为了比4S店人员业务还熟练的“加机油能手”。
目前配备转子发动机的车型一般使用寿命在十几万公里左右，如果磨损严重，很可能几万公里就需要更换零件了，这也是转子发动机没有广泛普及的重要因素之一。
3、密封性稍差
受磨损严重、热胀冷缩等因素影响，转载发动机在使用一段时间之后容易因为密封材料（类似于活塞环）磨损而造成漏气问题，大幅增加油耗与污染。由于转子发动机独特的机械结构也造成这类引擎较难维修，懂得维修的人当然也是少之又少。

气封.jpg

4、热量高、低扭差
由于转子发动机拥有较高转速，也使得其产生大量热量，尤其是在排气端。同时由于其低速下燃烧不充分以及压缩比等因素，使得其低扭表现不理想，这也是追求性能的用户所倍感遗憾的地方。
总之，由于转子发动机的种种劣势，使得人们在购车时，为了经济性、实用性以及少些不必要的麻烦，仍然会选择活塞式的发动机，而放弃转子发动机这一“奇葩”。只有极少数人单纯为了玩车，而选择类似于马自达RX8一样的车作为“玩物”。

RX8.jpg

“梦想很丰满，现实很骨感”，马自达从RX8车型以后，则不得不向市场和环保法规所妥协，将转子发动机“打入冷宫”。
这不得不让我想起SONY NW-E50/E70/E90的mp3故事。
在当年SONY这款MP3拥有十分漂亮造型设计以、超大音频储存技术、超低能耗的节能设计以及高品质的音质输出，可谓是当时MP3中的“劳斯莱斯”。但是拥有这么多黑科技的SONY MP3，因为SONY对版权和自己编码格式的坚持，必须通过sonicstage软件来实现导入与导出音乐文件，同时还需要转码，这就使得用户在使用中十分繁琐，最终SONY的这款优秀的MP3被市场所淘汰。

索尼mp3.jpg

因此，市场可谓是决定一项新技术或是新事物的生死判官。不满足市场与用户需求的事物，注定不能笑到最后。
不过直到今日，马自达的研发“壮士们”仍然坚信着转子发动机的未来前景，就算没有大多数人的支持，也始终陆续地坚持做着转子发动机的技术革新。

设计.jpg

他们不去CARE丰田公司为了“刹车门”付出多少了惨痛代价。

制造.jpg

他们也懒得搭理安倍政府在做着什么样的“傻事”。（以上图片纯属娱乐）
他们的头脑里只有如何改进转子发动机的缺陷，让转子发动机走向成熟。
有媒体曾报道，马自达为其研发的全新转子引擎申请了专利。新引擎沿其旋转中心转动180度，并采用顶置涡轮增压器和排气门。该引擎的转子仍为三角形，但喷油嘴的位置被放置的离燃烧室更近，这可能进一步提升新引擎的燃油经济性。且这台新引擎的最大功率将有望超过300kW。

马自达发动机.jpg

图为现款马自达转子发动机
由此看来，转子发动机很可能在马自达公司的改进下迎来它的“第二春”。不管实际情况如何，马自达对于转子发动机的执着与坚持值得点赞。如果有一天转子发动机真的能够避免它的种种缺点，那么这将是汽车史上的又一次“奇迹”，让我们共同拭目以待吧~

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