史料 |馬自達CEO確定轉子發動機將回歸?揭秘轉子前世今生

在我們的印象中,轉子發動機早就和馬自達綁定在了一起。這個品牌在銷量僅有豐田幾分之一的情況下仍然擁有眾多的擁躉和粉絲,它的造車理念絕對是最大功臣。而構成它造車理念的最大功臣,就是轉子發動機。

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最近我在微博上看到一個段子:“馬自達:我玩轉子發動機我就會沒錢,沒錢了我就去賣車,賣了車我就會有錢,有錢了我就去玩轉子發動機。”

我噴飯之餘,再次深深感慨網友“企業級“理解的到位。

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微博上之所以會出現這個段子,原因是幾天前馬自達CEO親口承認了轉子發動機將會以純電動車增程器的方式迴歸。儘管它只是個增程器、儘管它只能供電、儘管它不能直接驅動車輪,但當發動機中的轉子再次做離心運動的時候,那些屬於高橋涼介和FC3S的回憶便會湧上心頭。情懷化為淚水,信仰凝結成夢。我們這些馬自達的“腦殘粉“,除了能用鍵盤表示鼓勵,也只能一聲聲的高喊”馬自達牛X“了。

關於轉子發動機為何會成為增程器,我們以後有機會細説。本篇文章,我就帶大家回顧一下轉子發動機的前世今生,以及它最後為什麼會成為馬自達粉絲的終極信仰。

•轉子發動機之父

我們得承認,轉子發動機是因為馬自達而發揚光大的,可惜的是,這個日本品牌並不是轉子發動機的“生父“。真正發明轉子發動機的其實是一位德國工程師,菲力斯·汪克爾(Felix Wankel)。

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與大多數車企的著名工程師一樣,汪克爾博士也與二戰有着千絲萬縷的聯繫。早年間,汪克爾博士在納粹德國的帝國航空部工作,專門研究飛機和魚雷等武器的油封和旋轉閥門。隨着德國的戰敗,汪克爾博士被盟軍關了一段時間,獲釋後在50年代加入了NSU汽車廠(後來被奧迪合併),開始專心研究汽車發動機。

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起初,汪克爾博士是想發明一種沒有太大振動的發動機,他認為活塞的往復運動是發動機振動最大的來源,在經過了反覆嘗試後,汪克爾博士終於在1957年發明了一種不需要往復運動的發動機——轉子發動機。

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Tips:汪克爾博士發明的轉子發動機代號為“DKM54“,但這款發動機由於種種原因沒能量產,後來NSU汽車廠的另一個工程師對其進行了改良,使其能夠量產,而發動機的代號也變為了“KKM 57P“。

•轉子發動機的原理

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那麼,汪克爾博士既然想發明一種振動小的發動機,這種發動機自然就是以“振動小“為目標去研發的。首先,傳統的四衝程發動機轉兩圈才能做功一次,而轉子發動機轉一圈就能做功三次,效率很高。其次,因為沒有了曲軸、傳統的進排氣閥、凸輪軸等等一系列的零件,轉子發動機的體積就可以很小,而且因為發動機內部不會有往復運動,所以它在運行時的振動很小,也更加平順。

簡單點説,轉子發動機的氣室是一個橢圓形的,不像傳統的圓柱形。在裏面有一個旋轉的轉子,轉子的形狀也很特殊,是三段圓弧組成的類似於等邊三角形的形狀。轉子內通過齒輪與中間軸齧合,轉子不斷的做離心運動。

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這種設計的巧妙之處就在於轉子和氣室的形狀,轉子在運轉的過程中,將氣室分為三部分,這三部分分別負責進排氣、壓縮和點火,完美地完成了傳統四衝程發動機的工作。另外,它也順帶手的增加了一個好處,就是發動機的轉速可以做的很高,升功率方面優勢很大。

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Tips:通過上面這張圖大家也能看出來,傳統活塞發動機的零件很多,所以帶來了很高的故障率和裝配難度,而零件較少的轉子發動機此時的優勢一覽無遺。

•那些研究過轉子發動機的車企

按照當時的眼光來看,轉子發動機絕對是屬於“黑科技“級別的產品了。1960年,NSU將一台30匹馬力的轉子發動機放在了Prinz車型上。因為轉子發動機體積小、振動小等優勢,這台發動機甚至被安置在了後背廂地板的下面。

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此時各大車企一看:“有這麼厲害的技術,那我一定不能落在別人後面!“(類似於今天的新能源車和自動駕駛)於是NSU開始出售轉子發動機的製造權,並且從這些車企的身上賺了不少授權費。

再然後,軍備競賽正式開始了。此時全球的大部分車企都開啓了轉子發動機的研發和改進,像奔馳、日產、雪鐵龍、通用、保時捷、豐田等等廠商都對該技術有所涉足。

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其中研發速度較快的,比如雪鐵龍推出了一款與NSU合作的雙轉子發動機,車型為雪鐵龍GS Birotor。還有奔馳著名的概念車C111,也搭載了一台燃油直噴的三轉子發動機。我們印象中最具肌肉範兒的福特野馬也採用過轉子發動機,甚至連勞斯萊斯都研發出了一台雙轉子柴油發動機,計劃應用在軍工車型上。

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然而,各大車企在嘗試了一段時間後紛紛碰壁,上述的這幾款車型沒有一款能夠大獲成功。事實上,轉子發動機在當時的確也是有缺陷的,最大的問題就在於隨着轉子的旋轉,轉子三個頂端氣封的密閉性會逐漸降低,而且由於轉子在不斷摩擦轉子室內壁,上面會出現嚴重的磨損,導致轉子發動機的壽命大幅降低。

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此時,大部分廠商已經知難而退了,只留下了一個“身披紅色戰衣“的匠人——馬自達。

•馬自達將轉子發動機推上神壇

在經過了時間的沉澱後,轉子發動機早就褪去了最初的光環,如今的它更像是一塊燙手的山芋,無人敢接。在這樣的情況下,馬自達毅然決然的購買了轉子發動機的所有專利,它也為此付出了2億8千萬日元的鉅額資金,這相當於全公司8000名員工的一個月薪資。

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此時的馬自達銷量狀況很差,隨時有可能有被兼併的風險。馬自達在此時孤注一擲,也頗有些“不成功便成仁“的味道。隨後,著名的馬自達轉子引擎研發部門成立,後人稱其為“轉子四十七士”。

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我們如今都很難相信,當年多少車企沒有解決的難題,居然被這四十七個人解決了。在經過了無數次的嘗試後,馬自達終於將轉子發動機推向實用化,發佈了一款驚世駭俗的傳奇跑車——馬自達cosmo sport。

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要知道,就在上個月的北京車展上,該車還作為馬自達百年慶典的“重磅嘉賓”親臨了現場,它的重要程度可見一斑。

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對於大多數男孩兒來説,這款車也一定在你們的童年中出現過,只不過你們當時都在看傑克·奧特曼打怪獸而已。沒錯,《傑克·奧特曼》中號稱“陸戰猛虎”的MAT隊巡邏車就是馬自達cosmo sport,這可是《奧特曼》系列中難得沒有被“魔改”的車型。

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沒有任何意外,馬自達cosmo sport成功了,而這輛車的成功也為RX系列的輝煌奠定了基礎。1991年,採用了轉子發動機的馬自達787B賽車贏得了勒芒24小時耐力賽的冠軍,這也是轉子發動機和馬自達在“人生”中最高光的時刻了。只不過後來賽事官方禁止了轉子發動機參賽,這次比賽也成為了轉子發動機“最耀眼的絕唱”。

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後面的故事想必大家都能略知一二了,馬自達RX家族誕生,轉子發動機成為了馬自達的“獨門秘籍”。這其中最令人印象深刻的,恐怕就是《頭文字D》中高橋兄弟駕駛的RX-7了,那輛白色的FC3S和黃色的FD3S也被如今的日本改裝愛好者奉為“神物”,它們在日本的地位甚至超越了熊貓色的AE86。

•轉子發動機的隕落

儘管“轉子四十七士”用盡了畢生功力解決了轉子發動機內壁劃痕的問題,但終歸解決不了物理規律所遺留下來的油耗和排放問題。

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馬自達將轉子發動機推向市場後不久,第一次石油危機爆發,油價飆升的同時,豐田、斯巴魯等廠商開始抓住這次難得的機會,推出了諸多“經濟實用且省油”的小型車,馬自達轉子發動機遇冷。

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雖然馬自達並藉着驚人的毅力挺過了第一次石油危機,但接踵而來的不是捷報,而是噩耗,因為第二次、第三次石油危機開始又來了…此時馬自達已經將轉子發動機從家用車“上放”到了性能車上面,這種迫於無耐收縮而轉子發動機應用範圍的做法無疑令人心酸。當年的輝煌煙消雲散,努力付之東流。

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我們以為《頭文字D》中FD3S是神話的開始,但沒想到那就是神話的結束了。雖然馬自達後來又推出了RX-8,但這款車本質上只是四門四座車型,因此不能稱之為純粹的跑車,RX-7終歸是後繼無人了。

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2011年10月,馬自達宣佈RX-8車型將於2012年6月份停產,該車成為了最後一款搭載轉子發動機的車型。現在,不明所以的觀眾應該知道為什麼馬自達的粉絲會因為轉子發動機的迴歸而如此歡呼雀躍了吧?

•總結

其實關於轉子發動機,有太多太多的故事可講,比如當年“轉子四十七士”是如何解決的發動機室內壁劃痕問題?馬自達為什麼會選擇轉子發動機作為增程器,只是因為情懷嗎?汪克爾因為高度近視沒考駕照為什麼還能研發出轉子發動機這種神物?

好吧,最後一個是我用來搞笑的。

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我只是想説,轉子發動機的故事還遠遠沒有結束,它消失的這幾年,汽車市場少了很多樂趣。無論是馬自達的粉絲也好,還是不明真相的吃瓜羣眾也好,我們的歡呼一方面是因為馬自達,另一方面,只是希望如今的汽車市場能夠增添一份樂趣罷了。畢竟,滿屏幕的新能源車和自動駕駛,也挺無聊的不是嗎?

本文來源於汽車之家車家號作者,不代表汽車之家的觀點立場。

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