什么?马自达又要复活转子发动机了?这玩意到底有什么魔力

 

前阵子,马自达在日本发布MX-30车型,发布会上,马自达的社长亲口宣布,转子发动机即将回归。经过多次预告片“耍猴”/概念车“跳票”之后,马自达的转子复苏计划,总算是有了个准信儿。

虽然可能要等到2022年,而且马自达并没有转子发动机直接用作动力,而是当成了增程电动车的增程器……但这并不阻碍马粉们像过节一样开心。对于马粉而言,马自达跟转子发动机是天生一对、是命中注定,马自达卖车是赚钱,赚钱是为了捣鼓转子。
说到转子技术,大家能想起的几台名车,几乎都是马自达制造的,没有别的车企什么事。比如说《头文字D》中高桥兄弟的两代RX-7。这些车的年代都已经很久远了,马自达最“新”的一款搭载转子发动机的车型,是RX-8跑车,它其实也已经停产8年了,没有任何后继者,在这8年间,马自达也没有再量产转子发动机。
很多车迷知道马自达与转子是一对儿,但不明白为什么只有马自达喜欢转子,又是什么驱使着马自达执着于将转子复活。

虽然我们今天说到转子,最先想起的是日本的马自达,但转子发动机最早起源于德国。1950年代初期,德国NSU公司(奥迪的前身之一)的工程师菲力斯·汪克尔,被公司调去开发新式汽车引擎,在开发路线上,汪克尔与上司出现了分歧,上司想基于非常成熟的往复式活塞发动机来制造新产品,而汪克尔希望完全推倒重来。

往复式活塞发动机,就是在气缸内放置带有连杆的活塞,燃油和空气混合后在气缸内引爆,爆炸的压力推动活塞运动,活塞再带动曲轴,输出动力。这种设计,在蒸汽机时代就已经有雏形了,此后广泛用于汽车、坦克、飞机的各种发动机,是当时最靠谱的方案。
而汪克尔青睐转子发动机,这玩意的基本结构就是,在一个椭圆形的气缸中,安装一个弧三角形形状的转子,转子的三个面,将气缸划分为三个独立的燃烧室。在转子的旋转过程中,三个燃烧室的空间不断增大-缩小-增大,以此来实现进气、压缩、点火、排气的循环,也就是所谓的“四冲程”。

相比起往复式活塞发动机,转子发动机可以以极小的排量提供非常强的动力。原因很简单,往复式活塞发动机的“四冲程”,真正能提供动力的,只有点火这一个冲程,其余三个冲程都是在做准备工作,正是因为如此,至少需要四个气缸和活塞,发动机才能保证始终有一个活塞处于点火冲程,让动力有持续性。而转子发动机中的转子旋转一圈,三个燃烧室都经历了点火冲程,提供了动力,所以比往复式活塞发动机更高效。
而且,转子能够实现极高的转速。因为转子发动机没有连杆之类的传动部件,转子就直接带动曲轴,减少了部件摩擦的阻力,转子发动机的特性,还使得它不再需要复杂的进排气控制系统,只要转子在动,就能自己实现进排气,转速越高,进排气也越快,不用担心故障。所以转子发动机的转速有多高呢?汪克尔的初代试验机,就飙出17000转的高转。

转子发动机甚至在平顺性上也能碾压往复式活塞发动机,因为转子的旋转,跟曲轴、车轮是同向的,并不像活塞那样作往复运动,产生的震动会小很多,也不需要安装额外的设备来抵消震动。汪克尔在实验室中,甚至直接往原型机上立硬币来证明转子的平顺。
然而身处2020年的我们都知道,就凭转子发动机灭绝的现状来看,事情肯定没有这么简单。在随后的量产工作中,NSU公司以及其他获得授权的车企都发现,转子发动机存在严重的寿命问题。这种发动机的运转,基础条件是,弧三角形形状的转子每一个角,都与气缸壁贴合,有良好的密封性,否则就会漏气。而转子的角不断与气缸壁高速摩擦,又难免会产生磨损,最终导致漏气。

早期的转子发动机,运转几十个小时候,气缸壁上就出现了波状刮痕,被称为“恶魔的爪痕”。丰田、雪铁龙、通用、奔驰等车企,都没能很好地解决这个问题,所以相继放弃了转子的开发。
而我们的主角马自达,在当年获得授权的众多车企中并不算强者,它却是唯一一个走下去的。其实说穿了就一个原因,穷。

1960年,马自达得知了转子发动机的存在,他们知道寿命问题存在,但还是觉得这种新技术很好。于是马自达到处托关系走后门,联系上NSU,最终花了2亿8千万日元的巨款,获得转子技术的授权,这笔钱相当于马自达8000位员工的月工资之和。如此大的代价,对于当时还是小公司的马自达来说是场豪赌。

而且马自达引进转子的同一时期,日本汽车市场对外开放已经迫在眉睫,日本政府希望将没有独家技术的小车企整合进大车企,来提高日本车企竞争力,共同抵御外国进口车。马自达如果不能将转子实用化,就丧失了生存的权力。

1963年马自达成立RE研究部,并任命山本健一率领46位工程师改良转子发动机,他们就是改变了马自达的“转子四十七士”。最终,马自达将缸体和转子的三角,都改为了碳化铝合金材质,并且将角上部件的形状进行了略微的修改,大大延缓了恶魔爪痕出现的时间,也增加了转子发动机的寿命。
1967年5月,马自达正式推出了搭载双转子的Cosmo Sports的跑车,其发动机的稳定连续工作时间可以达到400小时。这台总排量不到1L的跑车,有110P马力,0至400米加速需时16.3秒,在当时已经算很强悍了。

在次之后,马自达一路顺风顺水,玩转子玩得越来快乐。它不断改进转子的可靠性,并且依靠加装涡轮、可变气门、电喷等技术来增强动力,转子发动机得以应用于马自达家上至GT跑车、下至皮卡的各个车系,其中还有RX-7跑车这样的大明星。转子发动机,也因此成为了马自达的金字招牌。
1991年第59届勒芒24小时耐力赛,马自达的三台转子发动机赛车,全部进入了前10名,其中第55号787b赛车更是第一个冲线,马自达在欧洲老牌车企的主战场捧回了一个冠军,那叫一个脸上有光啊,转子发动机的声望也达到了顶峰。
然而顶峰之后就是跳崖了,进入21世纪之后,马自达诸多的转子车型停产了,被使用传统往复活塞式发动机的车型取代,现在马自达的当家车型,马3、马6,还有MX-5跑车,都是从未使用过转子发动机的。

马自达面临的压力,主要来自油耗和排放。由于转子飞快地旋转,气缸内的每一次点火,燃烧时间都非常短,造成燃烧不完全,白白浪费了油,还增加了一些污染物。大家可能不知道转子的油耗有多恐怖,初代Cosmo Sports总排量不到1L,百公里油耗却超过了12L,高桥凉介开那个RX-7(FC),百公里油耗竟然超过了20L,超跑看了直呼内行,你现在知道漫画里为什么要把高桥兄弟设定为富家子弟了吧?马自达的勒芒赛车,更是刷新了赛事的最高油耗记录。
转子发动机的高污染,也是个头疼的问题。实际上在Cosmo Sports上市不久后,马自达就发现其根本无法满足北美的排放标准,然后设计了一套复杂的废气再燃烧系统来改进,而当时的其他发动机,根本不需要这么做。这就好比,人家按国I的标准设计,你得按国VI的标准设计,要一直有超越时代的能力才行,以马自达的体量,恐怕不能永远走在时代前列。

再加上转子发动机寿命问题始终存在,改善来改善去还是不如传统活塞式,而且这玩意太小众,车主维修保养起来特别麻烦,马自达开始觉得它不再是时代的选择。2004年、2005年,搭载于RX-8跑车的13B-MSP转子发动机,连续两次入选沃德十佳发动机,这是转子最后的辉煌。随着2012年RX-8停产,马自达挥别了自己的老朋友。
现在马自达又喊着要复兴转子呢,图什么呢?其实没必要从技术角度分析什么,这就是马自达的一种营销手段而已,马自达从来都不是一个巨头级车企,他们车型往往偏科,只能讨好一部分人,马自达也没有什么暴富的梦,也只是想卖车给一群死忠粉而已。所以马自达并不担心自己的车整体实力不行,只是担心自己的车平庸,不够特立独行。

转子曾是马自达的成名之作,有情怀!世上也没有第二家车企愿意用转子了,够独特!那么问题来了,还有比转子更好的选择吗?

你以为人家是在搞什么黑科技,其实人家是在宠粉,成也好,败也好,都算宠粉。
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