曾獲勒芒大賽冠軍 轉子發動機的前世今生

　　轉子發動機檔案

　　5月30日，是馬自達汽車株式會社推出首臺轉子發動機車型的四十周年紀念日。到2007年4月底為止，馬自達生產的轉子發動機車型已累計達到197萬輛。

　　轉子發動機（Wankel Engine、Rotary Engine）又稱為米勒循環發動機（Miller Cycle Engine）。它采用三角轉子旋轉運動來控制壓縮和排放，與傳統的活塞往復式發動機的直線運動迥然不同。這種發動機由德國人汪克爾（Felix Wankel，1902-1988）發明，在總結前人的研究成果的基礎上，解決了一些關鍵技術問題，研制成功世界上第一臺轉子發動機。

　　1951年，汪克爾與德國NSU公司簽訂了關于合作開發轉子發動機的合約。1954年4月13日，NSU公司研制成功第一臺轉子發動機，并于1958年對這種發動機展開一系列測試。1964年，NSU公司和雪鐵龍在日內瓦組建合資企業COMOBIL公司，首次把轉子發動機裝在轎車上成為正式產品。1967年，日本東洋工業公司也將轉子發動機裝在馬自達轎車上開始成批生產。當時業內人士認為這種發動機的結構緊湊輕巧，運轉寧靜暢順，也許會取替傳統的活塞式發動機。

　　一向對新技術情有獨鐘的馬自達公司投巨資從汪克爾公司買下了這項技術。由于這是一項高新技術，懂得這項技術的人寥寥無幾，發動機壞了無人會修，而且耗油大，汽車界有人對這種發動機的市場前景產生了懷疑。1970年代石油危機爆發，各國忙于應付各方面的困難而無暇顧及發展轉子發動機，唯有馬自達公司仍然深信轉子發動機的潛力，獨自研究和生產轉子發動機，并為此付出了相當大的代價。他們逐步克服了轉子發動機的缺陷，成功地由試驗性生產過渡到商業性生產，并將安裝了轉子發動機的RX-7型跑車打入了美國市場，令人刮目相看。 專題 記者 汪云青

　　轉子發動機的特點:

　　1.構造簡單、價格低廉，同馬力發動機配件數僅為普通V8發動機的一半，因此保養費用也相對減低。

　　2.重量輕，體積小，體積僅為同馬力V8發動機的大約三分之一。

　　3.因沒有往復運動機件，發動機運轉平穩，振動小，噪聲低。

　　4.沒有局部高溫，冷卻均勻。沒有汽門過熱現象，故可提高壓縮比及使用辛烷值較低的汽油也不易發生爆震，即使發生爆震，對發動機機件的危害也較小。

　　5.轉速可以增加，而且轉速愈高性能愈高。

　　6.容易提升馬力，欲使馬力加大，可將發動機尺寸比例加大，或增加轉子數即可解決。

　　7.在性能、速度、起步、超車及耐用性方面的潛能，遠優于往復式發動機。

　　馬自達汽車株式會社董事會主席、社長兼首席執行官井卷久一（左圖左一）表示，轉子發動機的成功開發體現了馬自達勇于挑戰的企業文化。

　　上世紀50年代末期，全世界的汽車生產廠家都曾投入大量研發資源試圖開發轉子發動機以期付諸實用，但是由于無法攻克各種技術難題，許多汽車廠家最終不得不放棄。唯有馬自達克服了種種困難，成功實現了轉子發動機的批量生產，并于1967年5月30日在全球率先推出了采用雙轉子發動機的車型“Mazda Cosmo Sport”。之后，又相繼推出了“Familia Rotary Coupe”、“Savanna”、“RX-7”、“Eunos Cosmo”等搭載了轉子發動機的車型。目前，馬自達繼續著轉子發動機車型的生產和銷售，并在燃油經濟性和環保性能方面不斷地進行著改良和提高。

　　馬自達轉子發動機車型曾獲得勒芒大賽冠軍

　　在賽車運動領域，從“Mazda Cosmo Sport”上市的第二年即1968年開始，馬自達便使用轉子發動機車型參與各大賽事。1991年，“Mazda 787B”創造了歷史，成為第一輛奪得法國勒芒24小時耐力賽冠軍的轉子發動機車型，同時，馬自達也成為唯一獲得此項殊榮的日本汽車制造商。除此以外，馬自達轉子發動機車型還在日本國內耐力賽以及美國IMSA（國際汽車運動協會）系列賽分別獲得了百多次優勝，取得了輝煌的戰績。

　　于2003年4月上市的“Mazda RX-8”搭載了高性能自然進氣型“RENESIS” 新一代轉子發動機，體積更為緊湊，動力更為強勁并具備優異環保性能。“RENESIS”轉子發動機于2003年榮獲了英國發動機技術專業雜志《Engine Technology International》頒發的“國際年度發動機”大獎，并于2003～2004年連續兩年獲得單項獎，贏得了高度評價。

　　氫轉子發動機

　　已進入實用階段

　　眾所周知，二氧化碳排放是誘發全球氣候變暖的因素之一。自1991年起，馬自達便開始著手開發二氧化碳零排放的“氫轉子發動機”。

　　馬自達公司首先改制了RX-7型跑車的轉子發動機，使它可以用氫做燃料。這種發動機裝配在馬自達HR-X汽車上，1立方米的燃料箱吸儲了相當43立方米的壓縮氫氣，以每小時60公里的車速可行駛230公里，引起了各界人士的關注。

　　2006年2月，馬自達率先開始在日本國內推出全球首臺“Mazda RX-8氫轉子發動機車型”的商用租賃業務，到目前為止，在日本境內共有7輛“氫轉子發動機”車型成功通過商用租賃形式進入實用階段。

　　在轉子發動機車型四十周年“生日”之際，來自Mazda Cosmo Sport車友俱樂部的車主應邀拜訪了馬自達位于日本廣島的總部，馬自達為此舉辦了隆重的慶祝儀式。

　　此外，馬自達剛剛還開通了轉子發動機汽車面世四十周年全球性英文紀念網站。

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　　轉子發動機構造和工作原理

　　與一般往復式發動機比較，轉子發動機的外殼就相當于汽缸，而轉子即相當于活塞，燃燒室則由轉子與轉子外殼、側邊外殼所圍出來的空間形成。由于轉子的三個頂點分別都設有三角氣封所密閉，因此其燃燒室可以各自成為獨立進行的三個動作(吸入壓縮、爆發膨脹、掃氣)，基本上轉子發動機就是在轉子外殼中，讓轉子與偏心軸來對比回轉的簡易機構。

　　轉子發動機的運動特點是：三角轉子的中心繞輸出軸中心公轉的同時，三角轉子本身又繞其中心自轉。在三角轉子轉動時，以三角轉子中心為中心的內齒圈與以輸出軸中心為中心的齒輪嚙合，齒輪固定在缸體上不轉動，內齒圈與齒輪的齒數之比為3:2。

　　上述運動關系使得三角轉子頂點的運動軌跡（即汽缸壁的形狀）似“8”字形。三角轉子把汽缸分成三個獨立空間，三個空間各自先后完成進氣、壓縮、做功和排氣，三角轉子自轉一周，發動機點火做功三次。由于以上運動關系，輸出軸的轉速是轉子自轉速度的3倍，這與往復運動式發動機的活塞與曲軸1:1的運動關系完全不同。

　　轉子發動機歷史

　　1588年 一位意大利工程師Ramelli發明了旋轉活塞抽水機，成為轉子發動機的始祖；

　　1799年 英國人Murdoch制造了一臺實驗性轉子發動機；

　　1909年 英國人Umpleby制造了一臺兩沖程轉子內燃機；

　　1943年 瑞士人Maillard制造了第一臺星形轉子發動機；

　　1951年 汪克爾與德國NSU公司簽訂了關于合作開發轉子發動機的合約；

　　1958年 汪克爾/NSU制造出KKM轉子發動機原型；

　　1959年 汪克爾完成KKM250型轉子發動機；

　　1961年 馬自達與汪克爾/NSU簽訂轉子發動機技術轉讓合同，同年，第一臺馬自達轉子發動機原型完成；

　　1964年 配備轉子發動機的跑車在東京車展亮相；

　　1967年 馬自達第一輛轉子發動機車型“Cosmo Sport” 在日本上市；

　　1968年 馬自達推出轉子發動機Familia Coupe；

　　1969年 馬自達開始向澳大利亞和泰國出口轉子發動機車型；

　　1970年 馬自達由于成功實現轉子發動機的商業化，受到日本機械工程協會表彰；同年馬自達轉子發動機車型累計產量達到10萬輛；

　　1971年 推出Savanna轉子發動機；同年，轉子發動機車型累計產量達到20萬輛；

　　1973年 馬自達轉子發動機車型達到美國1975年排放標準；馬自達轉子發動機車型累計產量達到50萬輛；

　　1978年 推出Savanna RX-7轉子發動機車型；同年，轉子發動機車型累計產量達到100萬輛；

　　1985年 第二代Savanna RX-7推出；

　　1986年 馬自達轉子發動機車型累計產量達到150萬輛；

　　1991年 Mazda 787B創造了歷史，成為第一輛奪得法國勒芒24小時耐力賽冠軍的轉子發動機車型；同年，第三代Anfini RX-7推出；

　　1995年 RX-01概念車亮相東京車展；

　　1996年 RX-7的轉子發動機改進后的功率達到265馬力；

　　1998年 RX-7的轉子發動機功率提高到280馬力；

　　1999年 裝備RENESIS轉子發動機的RX-EVOLV概念車亮相東京車展；

　　2001年 RX-8概念車亮相東京車展；

　　2002年 RX-7 Spirit R限量版上市；

　　2003年 RX-8量產車在北美車展亮相，同年上市；RENESIS轉子發動機當年獲得“2003年度國際發動機”稱號；氫轉子發動機亮相東京車展；

　　2004年 RX-8累計產量達到10萬輛。