文档介绍：神话将落幕追忆转子引擎的前世今生
序
熟悉日系高性能车的车迷肯定不会忘记在日系殿堂级跑车中有这样一位特立独行的成员,他就是马自达RX-7。他的与众不同就在于他使用的一台代号13B的双转子涡轮引擎,轻量的转子引擎配合RX-7轻量而低矮的车架,早就了RX-7神级的操控特性,其平衡度甚至超越了当年的GT-R。直到现在,RX-7依然被作为改装的好胚子,比如日本的山路魔王争霸赛中,来自雨宫的RX-7爆发出强劲的势头,转子引擎特殊的工作特性功不可没。然而马自达近日宣布,经典的RX家族将不再使用转子引擎,而将改用普通的活塞涡轮引擎,让人不禁唏嘘,转子引擎这个天才的杰作,却要屈服于市场和工艺的失败,一部神话,即将落幕。
转子引擎的诞生和工作原理
从蒸气机,汽轮机再到内燃机,喷气发动机,火箭….每一次变革都足以写入人类的工业发展史,同时也驱动了人类文明的发展。在包括内燃机在内的热机中,有些也堪称天才的发明,却没能扮演起重要的角色,比如今天要谈起的Wankel Engine(转子引擎),就是这样一个充满血泪和遗憾的例子。
【Wankel 引擎开缸后的样子】
Wankel之意来自于它的创始人菲力•汪克尔(Felix HeinrichWankel)的姓氏,转子引擎属于无活塞回旋型发动机的一种,在航空领域和摩托车的领域上早已经出现了实用化的旋转型发动机,历史已经超过百年。
【采用汪克尔旋转引擎的摩托车,注意车灯的造型】
而在汽车领域使用旋转引擎,其难度等同于将目前飞机上广泛使用的涡喷引擎移植到汽车上,所以无活塞的旋转式引擎首次出现在量产的汽车上要等到1964年,而搭载的正是由汪克尔发明的汪克尔转子引擎。
菲力•汪克尔(1902-1988)
菲力•汪克尔(Felix Heinrich Wankel)出生于1902年,正值旋转式发动机出现的时代。在第二次世界大战期间,汪克尔曾供职于德国军事技术开发部,专注于航空机及鱼雷旋转引擎相关的开发工作。德国战败后,汪克尔则被同盟军收押数月,并禁止了军事用品的开发。战后数年,汪克尔加入了当时德国制造商NSU(1969年被奥迪收购),由1951年开始从事汽车领域的旋转式发动机开发。
1954年,由汪克尔发明的,以三角转子旋转驱动方式代替传统往复式活塞驱动发动机的新品种发动机成功面世,它就是转子发动机的元祖汪克尔发动机DKM 54。
DKM 54 引擎本体,可以看到三角形转子和椭圆形的旋转腔设计已经具备雏形
有必要科普一下转子引擎的工作原理,一台单转子引擎,三角形转子旋转一周与一台四冲程活塞引擎一个循环相当,也可以分解为吸压爆排四个冲程,和活塞引擎一样,转子引擎利用的也是混合气爆炸膨胀产生的能量驱动转子旋转起来,并由转子中央的齿轮机构减速化作输出轴的动力输出。不同的是转子引擎通过改变转子和旋转腔之间空隙体积的大小产生旋转,而活塞引擎则是爆炸推动活塞运动,并通过连杆机构转将活塞的往复运动化为旋转运动。转子引擎取消了活塞式引擎的往复运动,转而类似电动机一样在旋转时拥有源源不断的推力让其不断旋转并能够对外输出动力。
相比起当时的往复式发动机,转子引擎的动力输出方面更加流畅平顺,而且发动机本体的体积小,重量轻,结构简单,噪音小,转子旋转一圈便能做出往复式发动机四个冲程的动作,而平顺性是转子引擎最大的优势所在,有两台转子引擎串联而成的双转子引擎在一阶和二阶平衡度就超过了一台直列四缸引擎,和6缸引擎相当。在1957年这台划时代引擎的消息传开后,成功吸引了国际级大车厂的眼球。通用、福特、丰田、日产、奔驰等国际级汽车大厂纷纷对这款当时的划时代发动机表示出十分强烈的兴趣。
天才的发明和完美的工作原理却无法适应当时机械加工工艺和材料水平,转子引擎的弊端很快显现,汪克尔引擎的缸壁抗磨能力低、缸内气密性差导致缸内混合气和燃烧后的废气互相混合,由于高温导致所需配套增多等等负面因素,让其实用性遭到质疑。耐久性成为汪克尔
引擎相对于传统活塞引擎最大的致命伤。
从1957年首台双转子引擎横空出世,到第一台使用汪克尔引擎的汽车正是量产上市,其间经历了7年的时间。虽然汪克尔引擎缺陷明显,但NSU公司依然看好这种理论上相比活塞引擎更加先进的引擎,一直在不断的改良生产工艺和细节。1964年终于发布了上图这台NSU spider(spider即双门双座的roadster)。
从这台车的外观很可能被认为是一台FR布局的小跑车,但实际上转子引擎位于车尾,是一台后置后驱的车子,的单转子引擎。轻量的设计让其拥有不错的操控性,其性能表现也能让人接受。
这台spider是历史上第一台搭载转子引擎的车型,但其命运依然充满辛酸,这台位于车尾的转子引擎依然没能解决最根本的耐久性问题,并且油耗相比同类车型高出不少,从1964年到1967年,其生命