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马自达RX-7复活如梦 转子发动机几乎没有未来

一猫汽车网 2015-10-26 00:10:35

  一个时代过去,另一个时代又将到来,江河滚滚,从哪里流过,又从哪里流回。人们往往对逝去的东西饱含深情,渴望复苏曾经的辉煌。


  作为马自达历史上最成功的一款跑车,搭载这转子发动机的RX-7确定了马自达在车迷心中的地位。


  1978年,RX-7正式上市。第一代RX-7在经过改装后,参加了美国IMSA比赛,并在比赛中多次取胜。到了2002年,马自达RX-7正式停产。最后一款车型RX-7 Spirit R Type-A依旧采用转子发动机。


  历经13年,终于有消息称马自达有计划重启旗下RX系列车型,首推RX概念车将有望于10月底举办的东京车展正式发布,并将搭载转子发动机。这是让车迷们亢奋的消息,但量产车最快也要到2020年才能发布。


  毕竟成就马自达的是转子发动机,成就转子发动机的也是马自达。

  

   1991年,装有马自达四转子发动机的787B在勒芒24小时汽车耐力赛中获得了历史性的证明,为马自达添上辉煌的一笔:马自达成为唯一获得此比赛总冠军的亚洲汽车制造商。


  2012年6月22日,最后一台转子发动机在位于广岛宇品的马自达工厂下线,它意味着这种另类却又全球唯一的发动机类型在历经半个多世纪的沧桑后,停止了自己的“心跳”。


  1876年,德国发明家奥托成功制造出第一台往复式活塞单缸卧式四冲程内燃机,转子发动机在84年后被发明。然而只有活塞发动机发光发热,成为汽车的“心脏”,但直至今日,它的效率依旧不如人意。


       搭载在马自达RX-8上的 Renesis转子发动机,静态时的排量只有 1.3L,运动起来后其排量应是 2.6L,其最大功率为 184kW(8500r/min),最大扭矩为 216N·m (5500r/min)。RX-8 的 0~100km/h 加速时间不到 6 秒,百公里油耗只有 8.3L。 


    毫无疑问,转子发动机的优点是非常突出的,要不然当初也不会成为业内竞相研究的对象。


       首先是精简结构,体积小重量轻。由于转子发动机将空燃混合气燃烧产生的膨胀压力直接转化为三角形转子和偏心轴的转动力,所以不需要设置连杆;进气口和排气口依转子本身的运动来打开和关闭,不需要配气机构,包括正时齿带、凸轮轴、摇臂、气门、气门弹簧 等;而这些在往复式发动机中是必不可少的一部分。在保证相同的输出功率水平前提下,转子式发动机的设计重量是往复式的三分之二。

  其次是运行更平稳,噪音和振动更小。在运行安静性和平稳性两方面,双转子发动机相当于直列六缸往复式发动机。对于往复式发动机,活塞运动本身就是一个振动源,同时气门机构也会产生令人讨厌的机械噪音。转子发动机平稳的转动运动产生的振动相当小,而且没有气门机构,因此能够更平稳 和更安静的运行。


        再则有均匀的扭矩特性,根据研究结果,转子发动机在整个速度范围内有相当均匀的扭矩曲线,即使是在两转子的设计中,运行中的扭矩波动也与直列六缸往复式发动机具有相同的水平,三转子的布置则要小于V型八缸往复式发动机。


 往复式发动机扭矩特性图

  

  还拥有更好的可靠性和耐久性。转子的转速是发动机转速的三分之一。因此,在转子发动机以 9000 rpm 的转速转时,转子的转速约为该转速的三分之一。另外,由于转子发动机没有那些高转速运动部件,如摇臂和连杆,所以在高负荷运 动中,更可靠和更耐久。 


  转子发动机的缺点同样是致命的,当年马自达最初拿到转子发动机时,这台试验品基本上就是一个残缺品,发动机在空转时,会发生激烈振动,并且不断涌出白烟,燃油消耗也大得惊人。为此马自达成立“转子47壮士”小组对转子发动机进行研究,在付出巨大的代价后实现量产,只是最终还是停产。


  转子发动机对工艺和成本要求高,且寿命有限。由于转子发动机技术比较尖端,制作工艺要求比较高,成本相对活塞发动机要高很多。


  转子发动机的耗油量大。这主要是转子发动机燃烧室的形状不太有利于完全燃烧,火焰传播路径较长,使得燃油和机油的消耗增加。而且转子发动机只能用点燃式,不能用压燃式,这就意味着转子发动机只能用汽油做为燃料。当年很多厂商放弃转子发动机就是因为能源危机。


  转子发动机运用成本高。活塞往复式发动机技术已经是十分成熟的技术,无论是设计、制造、维护都早已被人们认知。虽然其重量、体 积、振动和噪声都高于转子发动机,但是在现在的民用车上与之 配套的底盘、车身、传动系统、发动机控制系统等构成车辆的主要部件也都是成熟的技术,不需单独开发,相应的搭配也较为容易。而相对转子发动机,要将其用于民用车上,就要重新开发用于搭载其的底盘、车身、传动系统等关键部件,这都无形增加了新车的设计制造成本和难度。 


   同时维修困难。除了转子发动机本身易磨损,寿命短外,没有相对成熟汽车技术基础和制造技术作为铺垫,使转子发动机后期维护较为困难,现在的活塞往复式发动机的维护网络已经相当完善,而采用转子发动机后,各汽车企业要为其改造全球庞大的维护网络和配套的设施,让维修技术人员重新了解转子发动机并掌握其维护技术也是相当困难的,不像 活塞往复式发动机已经没有了技术障碍。 


  转子发动机有大功率、低扭矩的特性,使其不适合城市通勤。如果用于不注重扭矩和油耗的赛车上,并没太大问题,然而驾驶车辆在城市中行驶,人们往往不会追求过大的功率,出于安全的考虑,城市中往往限制车辆行驶的最高车速。由于转子发动机是追求高速大功率的发动机,当其在低速运转时,没有足够的扭矩输出用以推动车辆行驶,这样就造成了为了提高发动机的扭矩就要极大程度的增大发动机的转速,这样一来在城市里驾车就成了相当困难和痛苦的事情了。


       同时,相对于众多美国车和高档豪华车来说,其自身重量较大,当车辆启动时就需要充足的扭矩,而转子发动机在低速下不能提供充足的扭矩,用于推动重量较大车辆。而其对于乘用车来说,不仅需要大功率还需要低速高扭矩,这些需求转子发动机只能满足大功率,而无法实现低速高扭矩。


  若将转子发动机技术用于乘用车上,为了缓解期低速低扭的缺陷,又需开发全新的传动系统,极大限度增大传动比,以达到增扭的目的,这样一来反而又降低转子发动机高速大功率的特点。这使得转子发动机在乘用车上的应用相对比较困难。 


  作为一个新的高端的发动机技术, 转子发动机的技术价值远高于其使用价值,使得转子发动机终究只能在研究的路上,无法真正应用于实际。而对于马自达来说,这项技术是它们的情怀与灵魂所在。即使全世界都背弃,马自达都无法割舍转子发动机这一块领域。所以新RX-7即使有幸量产,也只是展现马自达的灵魂而已。


      世界在变的时候,我亦坚持本心。或许正是如此,拥有转子发动机的马自达才这么值得人去迷恋。


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