曾获勒芒冠军 转子发动机的前世今生

　　转子发动机档案

　　5月30日，是马自达汽车株式会社推出首台转子发动机车型的四十周年纪念日。到2007年4月底为止，马自达生产的转子发动机车型已累计达到197万辆。

　　转子发动机（Wankel Engine、Rotary Engine）又称为米勒循环发动机（Miller Cycle Engine）。

它采用三角转子旋转运动来控制压缩和排放，与传统的活塞往复式发动机的直线运动迥然不同。这种发动机由德国人汪克尔（Felix Wankel，1902-1988）发明，在总结前人的研究成果的基础上，解决了一些关键技术问题，研制成功世界上第一台转子发动机。

　　1951年，汪克尔与德国NSU公司签订了关于合作开发转子发动机的合约。1954年4月13日，NSU公司研制成功第一台转子发动机，并于1958年对这种发动机展开一系列测试。1964年，NSU公司和雪铁龙在日内瓦组建合资企业COMOBIL公司，首次把转子发动机装在轿车上成为正式产品。1967年，日本东洋工业公司也将转子发动机装在马自达轿车上开始成批生产。当时业内人士认为这种发动机的结构紧凑轻巧，运转宁静畅顺，也许会取替传统的活塞式发动机。

　　一向对新技术情有独钟的马自达公司投巨资从汪克尔公司买下了这项技术。由于这是一项高新技术，懂得这项技术的人寥寥无几，发动机坏了无人会修，而且耗油大，汽车界有人对这种发动机的市场前景产生了怀疑。1970年代石油危机爆发，各国忙于应付各方面的困难而无暇顾及发展转子发动机，唯有马自达公司仍然深信转子发动机的潜力，独自研究和生产转子发动机，并为此付出了相当大的代价。他们逐步克服了转子发动机的缺陷，成功地由试验性生产过渡到商业性生产，并将安装了转子发动机的RX-7型跑车打入了美国市场，令人刮目相看。 专题 记者 汪云青

　　转子发动机的特点:

　　1.构造简单、价格低廉，同马力发动机配件数仅为普通V8发动机的一半，因此保养费用也相对减低。

　　2.重量轻，体积小，体积仅为同马力V8发动机的大约三分之一。

　　3.因没有往复运动机件，发动机运转平稳，振动小，噪声低。

　　4.没有局部高温，冷却均匀。没有汽门过热现象，故可提高压缩比及使用辛烷值较低的汽油也不易发生爆震，即使发生爆震，对发动机机件的危害也较小。

　　5.转速可以增加，而且转速愈高性能愈高。

　　6.容易提升马力，欲使马力加大，可将发动机尺寸比例加大，或增加转子数即可解决。

　　7.在性能、速度、起步、超车及耐用性方面的潜能，远优于往复式发动机。

　　马自达汽车株式会社董事会主席、社长兼首席执行官井卷久一（左图左一）表示，转子发动机的成功开发体现了马自达勇于挑战的企业文化。

　　上世纪50年代末期，全世界的汽车生产厂家都曾投入大量研发资源试图开发转子发动机以期付诸实用，但是由于无法攻克各种技术难题，许多汽车厂家最终不得不放弃。唯有马自达克服了种种困难，成功实现了转子发动机的批量生产，并于1967年5月30日在全球率先推出了采用双转子发动机的车型“Mazda Cosmo Sport”。之后，又相继推出了“Familia Rotary Coupe”、“Savanna”、“RX-7”、“Eunos Cosmo”等搭载了转子发动机的车型。目前，马自达继续着转子发动机车型的生产和销售，并在燃油经济性和环保性能方面不断地进行着改良和提高。

　　马自达转子发动机车型曾获得勒芒大赛冠军

　　在赛车运动领域，从“Mazda Cosmo Sport”上市的第二年即1968年开始，马自达便使用转子发动机车型参与各大赛事。1991年，“Mazda 787B”创造了历史，成为第一辆夺得法国勒芒24小时耐力赛冠军的转子发动机车型，同时，马自达也成为唯一获得此项殊荣的日本汽车制造商。除此以外，马自达转子发动机车型还在日本国内耐力赛以及美国IMSA（国际汽车运动协会）系列赛分别获得了百多次优胜，取得了辉煌的战绩。

　　于2003年4月上市的“Mazda RX-8”搭载了高性能自然进气型“RENESIS” 新一代转子发动机，体积更为紧凑，动力更为强劲并具备优异环保性能。“RENESIS”转子发动机于2003年荣获了英国发动机技术专业杂志《Engine Technology International》颁发的“国际年度发动机”大奖，并于2003～2004年连续两年获得单项奖，赢得了高度评价。

　　氢转子发动机

　　已进入实用阶段

　　众所周知，二氧化碳排放是诱发全球气候变暖的因素之一。自1991年起，马自达便开始着手开发二氧化碳零排放的“氢转子发动机”。

　　马自达公司首先改制了RX-7型跑车的转子发动机，使它可以用氢做燃料。这种发动机装配在马自达HR-X汽车上，1立方米的燃料箱吸储了相当43立方米的压缩氢气，以每小时60公里的车速可行驶230公里，引起了各界人士的关注。

　　2006年2月，马自达率先开始在日本国内推出全球首台“Mazda RX-8氢转子发动机车型”的商用租赁业务，到目前为止，在日本境内共有7辆“氢转子发动机”车型成功通过商用租赁形式进入实用阶段。

　　在转子发动机车型四十周年“生日”之际，来自Mazda Cosmo Sport车友俱乐部的车主应邀拜访了马自达位于日本广岛的总部，马自达为此举办了隆重的庆祝仪式。

　　此外，马自达刚刚还开通了转子发动机汽车面世四十周年全球性英文纪念网站。

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　　转子发动机构造和工作原理

　　与一般往复式发动机比较，转子发动机的外壳就相当于汽缸，而转子即相当于活塞，燃烧室则由转子与转子外壳、侧边外壳所围出来的空间形成。由于转子的三个顶点分别都设有三角气封所密闭，因此其燃烧室可以各自成为独立进行的三个动作(吸入压缩、爆发膨胀、扫气)，基本上转子发动机就是在转子外壳中，让转子与偏心轴来对比回转的简易机构。

　　转子发动机的运动特点是：三角转子的中心绕输出轴中心公转的同时，三角转子本身又绕其中心自转。在三角转子转动时，以三角转子中心为中心的内齿圈与以输出轴中心为中心的齿轮啮合，齿轮固定在缸体上不转动，内齿圈与齿轮的齿数之比为3:2。

　　上述运动关系使得三角转子顶点的运动轨迹（即汽缸壁的形状）似“8”字形。三角转子把汽缸分成三个独立空间，三个空间各自先后完成进气、压缩、做功和排气，三角转子自转一周，发动机点火做功三次。由于以上运动关系，输出轴的转速是转子自转速度的3倍，这与往复运动式发动机的活塞与曲轴1:1的运动关系完全不同。

　　转子发动机历史

　　1588年 一位意大利工程师Ramelli发明了旋转活塞抽水机，成为转子发动机的始祖；

　　1799年 英国人Murdoch制造了一台实验性转子发动机；

　　1909年 英国人Umpleby制造了一台两冲程转子内燃机；

　　1943年 瑞士人Maillard制造了第一台星形转子发动机；

　　1951年 汪克尔与德国NSU公司签订了关于合作开发转子发动机的合约；

　　1958年 汪克尔/NSU制造出KKM转子发动机原型；

　　1959年 汪克尔完成KKM250型转子发动机；

　　1961年 马自达与汪克尔/NSU签订转子发动机技术转让合同，同年，第一台马自达转子发动机原型完成；

　　1964年 配备转子发动机的跑车在东京车展亮相；

　　1967年 马自达第一辆转子发动机车型“Cosmo Sport” 在日本上市；

　　1968年 马自达推出转子发动机Familia Coupe；

　　1969年 马自达开始向澳大利亚和泰国出口转子发动机车型；

　　1970年 马自达由于成功实现转子发动机的商业化，受到日本机械工程协会表彰；同年马自达转子发动机车型累计产量达到10万辆；

　　1971年 推出Savanna转子发动机；同年，转子发动机车型累计产量达到20万辆；

　　1973年 马自达转子发动机车型达到美国1975年排放标准；马自达转子发动机车型累计产量达到50万辆；

　　1978年 推出Savanna RX-7转子发动机车型；同年，转子发动机车型累计产量达到100万辆；

　　1985年 第二代Savanna RX-7推出；

　　1986年 马自达转子发动机车型累计产量达到150万辆；

　　1991年 Mazda 787B创造了历史，成为第一辆夺得法国勒芒24小时耐力赛冠军的转子发动机车型；同年，第三代Anfini RX-7推出；

　　1995年 RX-01概念车亮相东京车展；

　　1996年 RX-7的转子发动机改进后的功率达到265马力；

　　1998年 RX-7的转子发动机功率提高到280马力；

　　1999年 装备RENESIS转子发动机的RX-EVOLV概念车亮相东京车展；

　　2001年 RX-8概念车亮相东京车展；

　　2002年 RX-7 Spirit R限量版上市；

　　2003年 RX-8量产车在北美车展亮相，同年上市；RENESIS转子发动机当年获得“2003年度国际发动机”称号；氢转子发动机亮相东京车展；

　　2004年 RX-8累计产量达到10万辆。(汪云青)