马自达百年之时,就是转子发动机重出江湖之日


或许是汽车行业外的人,更容易跳出行业内的条条框框来思考问题,曾任职于一家出版社的菲加士·汪克尔研制出了转子发动机。


但真正汽车行业内的人,才能将汽车技术发扬光大。马自达买下了转子发动机技术,并在1967年推出了世界上第一台搭载双转子发动机的Cosmo Sport。而真正让转子发动机一战成名的,是勒芒赛道上的787B赛车,TA以超第二名一圈的成绩夺冠!要知道,勒芒赛道全长13.5km,这样的成绩完全不是同一个动力水平的表现了。


转子发动机厉害在哪?

要理解转子发动机,我们先得明白莱洛三角形。古人很早就发现,在物体下方摆放同等半径的圆木,就能保证其平稳移动。后来,圆木慢慢演变成马车车轮、汽车轮胎。如果将圆木削成莱洛三角形样式,其实也能达到同样效果,因为这是一种定宽曲线,也就是说莱洛三角形在旋转时,TA的宽度是保持不变的。


定宽的特性,使得莱洛三角形的转子始终将气缸分成3个独立的空间。而其旋转带来的空间变化,正好能满足内燃机“进气、压缩、做功、排气”四个冲程的需求。为什么现在的轮胎都是圆形的,而不是莱洛三角形的呢?因为莱洛三角形在旋转的过程中,虽然宽不变,但是重心在不断变化。正因为此,工程师们通过类似行星齿轮的结构将转子与输出轴相连,使得输出轴的转速会是转子转速的3倍。转子发动机的这一特性,使其具有高马力容积比(引擎容积较小就能输出较多动力)的优点。


此外,因为燃烧膨胀产生的动能直接传递给输出轴,减少了类似曲轴连杆这种传动机构,既提高了传动效率,也减少了发动机重量。以双转子发动机为例,相比同等功率的6缸往复式活塞发动机,其零件总数约少20%,体积约小30%,自重降低近一半。

缺点与优点一样突出

高传动效率、体积小、重量轻,转子发动机种种优点仿佛是为性能车量身打造的引擎,马自达的RX系列车型确实也曾经玩得风声水起。但通过前文我们可以看到,转子发动机的结构特性注定了其压缩比不高,而要实现日产那种可变压缩比几乎不可能,这就使得其低扭的表现不会很好看。低压缩比带来另一个问题是燃烧不充分,导致油耗高、污染重。


此外,莱洛三角形的定宽特性只是一种理论上的现象。当转子因为磨损不再是一个标准的莱洛三角形时,自然不再拥有定宽的特性,也就是说原来独立的三个空间可能会出现漏气的现象。这也导致很多人说,转子发动机的寿命,只能跑10万公里。


转子发动机或因混动迎来春天?

受各方面因素影响,2012年马自达正式宣布转子发动机停产。有意思的是,因为环保而停产的转子发动机,或许要因环保而重出江湖了。日前,马自达负责动力总成开发的高管广濑一郎表示,马自达正在开发的新型柔性转子混合动力发动机非常高效,可以在世界上任何市场销售,即使是在排放法规极其严格的市场。而搭载这一混动系统的车型,将在2020年马自达100周年之际量产。


现阶段因为用户续航焦虑的痛点短时间内难以解决,市面上的混合动力车型大行其道。但混合动力车型有个问题难以避免,即两套动力系统导致的车重增加和车内空间减少。车重增加意味着能耗的增加,这点在插电式混动车型上表现得尤为明显,可能工信部百公里油耗才一两升的车型,亏电状态下的油耗却高得吓人。


转子发动机与新能源相结合恰恰发挥了其优势、弥补了其缺点。作为增程器存在的转子发动机,可以持续保持在高效的转速区间,保证其燃效。其高马力容积比的特点,让一个鞋盒大小的转子发动机就可替代一台庞大的活塞式发动机。其实这一技术说到底,与马自达最新的创驰蓝天技术有异曲同工之妙,都是利用了内燃机某一个高效率的特征,通过技术手段来维持这一高效率状态。


写在最后:都说马自达是在“研究转子——没钱了卖车——赚钱了研究转子”这一轮回中徘徊,其实马自达真正执着的不是转子发动机,而是探寻内燃机的极限!

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