曾獲勒芒大賽冠軍轉子發(fā)動機的前世今生

2007-06-05 08:00:00 來源：作者：sunguangxuan

　　轉子發(fā)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(fā)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(fā)動機車型已累計達到197萬輛。

　　轉子發(fā)動機（Wankel Engine、Rotary Engine）又稱為米勒循環(huán)發(fā)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(tǒng)的活塞往復式發(fā)動機的直線運動迥然不同。這種發(fā)動機由德國人汪克爾（Felix Wankel，1902-1988）發(fā)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(fā)動機。

　　1951年，汪克爾與德國NSU公司簽訂了關于合作開發(fā)轉子發(fā)動機的合約。1954年4月13日，NSU公司研制成功第一臺轉子發(fā)動機，并于1958年對這種發(fā)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(yè)COMOBIL公司，首次把轉子發(fā)動機裝在轎車上成為正式產品。1967年，日本東洋工業(yè)公司也將轉子發(fā)動機裝在馬自達轎車上開始成批生產。當時業(yè)內人士認為這種發(fā)動機的結構緊湊輕巧，運轉寧靜暢順，也許會取替?zhèn)鹘y(tǒng)的活塞式發(fā)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(fā)動機壞了無人會修，而且耗油大，汽車界有人對這種發(fā)動機的市場前景產生了懷疑。1970年代石油危機爆發(fā)，各國忙于應付各方面的困難而無暇顧及發(fā)展轉子發(fā)動機，唯有馬自達公司仍然深信轉子發(fā)動機的潛力，獨自研究和生產轉子發(fā)動機，并為此付出了相當大的代價。他們逐步克服了轉子發(fā)動機的缺陷，成功地由試驗性生產過渡到商業(yè)性生產，并將安裝了轉子發(fā)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(fā)動機的特點:

　　1.構造簡單、價格低廉，同馬力發(fā)動機配件數(shù)僅為普通V8發(fā)動機的一半，因此保養(yǎng)費用也相對減低。

　　2.重量輕，體積小，體積僅為同馬力V8發(fā)動機的大約三分之一。

　　3.因沒有往復運動機件，發(fā)動機運轉平穩(wěn)，振動小，噪聲低。

　　4.沒有局部高溫，冷卻均勻。沒有汽門過熱現(xiàn)象，故可提高壓縮比及使用辛烷值較低的汽油也不易發(fā)生爆震，即使發(fā)生爆震，對發(fā)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(fā)動機尺寸比例加大，或增加轉子數(shù)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(yōu)于往復式發(fā)動機。

　　馬自達汽車株式會社董事會主席、社長兼首席執(zhí)行官井卷久一（左圖左一）表示，轉子發(fā)動機的成功開發(fā)體現(xiàn)了馬自達勇于挑戰(zhàn)的企業(yè)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(fā)資源試圖開發(fā)轉子發(fā)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(xiàn)了轉子發(fā)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(fā)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(fā)動機的車型。目前，馬自達繼續(xù)著轉子發(fā)動機車型的生產和銷售，并在燃油經濟性和環(huán)保性能方面不斷地進行著改良和提高。

　　馬自達轉子發(fā)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(fā)動機車型參與各大賽事。1991年，“Mazda 787B”創(chuàng)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(fā)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(fā)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(xié)會）系列賽分別獲得了百多次優(yōu)勝，取得了輝煌的戰(zhàn)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(fā)動機，體積更為緊湊，動力更為強勁并具備優(yōu)異環(huán)保性能。“RENESIS”轉子發(fā)動機于2003年榮獲了英國發(fā)動機技術專業(yè)雜志《Engine Technology International》頒發(fā)的“國際年度發(fā)動機”大獎，并于2003～2004年連續(xù)兩年獲得單項獎，贏得了高度評價。

　　氫轉子發(fā)動機

　　已進入實用階段

　　眾所周知，二氧化碳排放是誘發(fā)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(fā)二氧化碳零排放的“氫轉子發(fā)動機”。

　　馬自達公司首先改制了RX-7型跑車的轉子發(fā)動機，使它可以用氫做燃料。這種發(fā)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(fā)動機車型”的商用租賃業(yè)務，到目前為止，在日本境內共有7輛“氫轉子發(fā)動機”車型成功通過商用租賃形式進入實用階段。

　　在轉子發(fā)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(fā)動機汽車面世四十周年全球性英文紀念網站。

2回頂部

　　相關鏈接

　　轉子發(fā)動機構造和工作原理

　　與一般往復式發(fā)動機比較，轉子發(fā)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(fā)膨脹、掃氣)，基本上轉子發(fā)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(fā)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(shù)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(fā)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(fā)動機的活塞與曲軸1:1的運動關系完全不同。

　　轉子發(fā)動機歷史

　　1588年一位意大利工程師Ramelli發(fā)明了旋轉活塞抽水機，成為轉子發(fā)動機的始祖；

　　1799年英國人Murdoch制造了一臺實驗性轉子發(fā)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(fā)動機；

　　1951年汪克爾與德國NSU公司簽訂了關于合作開發(fā)轉子發(fā)動機的合約；

　　1958年汪克爾/NSU制造出KKM轉子發(fā)動機原型；

　　1959年汪克爾完成KKM250型轉子發(fā)動機；

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

　　1964年配備轉子發(fā)動機的跑車在東京車展亮相；

　　1967年馬自達第一輛轉子發(fā)動機車型“Cosmo Sport” 在日本上市；

　　1968年馬自達推出轉子發(fā)動機Familia Coupe；