標籤:

馬自達轉子發動機是怎樣的?為何停產?

據說轉子發動機的能量轉換效率及功率遠遠優於目前最流行的直列氣缸發動機。


從題主說的開始,轉子發動機的能量轉換效率和功率都要優於當前普遍的活塞往複式發動機(實際上隨著往複式發動機日復一日的發展,這種優勢已經不再明顯,這是後話) 。要想搞清楚這個問題,首先要知道轉子發動機的構成。

相對傳統內燃機,轉子發動機的結構要簡單很多,它沒有曲柄連桿機構和配氣機構,這也是它體積小重量輕結構簡單的原因。

轉子發動機主要由轉子外殼、轉子、側邊外殼、偏心軸、氣封等部件構成。其中最重要的是轉子外殼轉子和偏心軸.上圖是轉子外殼,實際上它相當於往複式內燃機的缸體,通常在一側設計有進氣口和排氣口,另一側裝有火花塞。

三角轉子相當於往複式內燃機的活塞,它在外殼內做偏心旋轉運動。實際上它的大小直接關係到轉子發動機的壓縮比。

偏心軸沒什麼好說的,類似於傳統內燃機的曲軸。

再來說說工作原理。

工作的時候,三角轉子的三個平面正好將殼體的內部空間分成三個部分。隨著轉子的運動,這三個工作室的容積不斷改變,也正因為如此,轉子發動機巧妙地完成了傳統內燃機運轉時所需的進氣壓縮做功排氣四個過程。那麼問題來了,這意味著啥?這意味著傳統內燃機曲軸轉兩圈才完成的一個工作循環,在轉子發動機這裡只要三角轉子轉一周,就可以完成三次!也就是說,達到同樣的功率,曲軸與三角轉子的轉速比是3:1。除此之外,轉子發動機的結構特性使其不需要精密的曲軸平衡就可以達到更高的轉速,其轉速也攀升得更快。所以轉子發動機的功率和轉速要比傳統內燃機高。也正是因為如此,轉子發動機剛問世的時候,令諸多老牌汽車廠商大吃一驚,很多老牌汽車廠商都獲得了製造轉子發動機的授權,比如通用福特賓士本田。在當時而言,馬自達實在是個不出名的小公司,哦對了,它當時還叫東洋工業。雖然當時馬自達的規模和材力都不能與其他競爭對手相比,但它卻是投入了最大心血的一家。終於功夫不負有心人,1967年5月,馬自達率先完成了轉子發動機的量產,發布了驚艷車壇的Cosmo Sport 110S跑車。

除了題主說的兩個優點外,轉子發動機因為只有兩個轉動部件即偏心軸和轉子,所以體積更小重量更輕震動和雜訊也更小,而且因為其小巧的特點,可以將發動機布置在車輛前軸靠後的位置,使汽車的整體配重更加平衡。

這可不是吹牛B,馬自達是歷史上唯一奪得過勒芒24小時耐力賽總冠軍的亞洲汽車廠商。而且是以領先第二名兩圈的巨大優勢一舉奪魁,而這場比賽中用的賽車,正是搭載了馬自達R26B2.6升4轉子發動機的787B賽車。不過這屆比賽結束後,國際汽聯立刻做出規定,以後除傳統活塞往複式發動機外,搭載其它發動機的賽車不準參加勒芒24小時耐力賽。儘管如此,馬自達還是狠狠地揚眉吐氣了一把。

簡單地說,卓爾不凡,叼的不行。

下面來回答第二個問題,這麼叼的轉子發動機為毛要停產捏?

如上文所說,簡單的結構,飛快的轉速,的確給轉子發動機帶來了巨大的優勢,但是同樣也使其有了很嚴重的問題,那就是燃燒時間短,混合氣燃燒不完全。那麼轉子發動機燃燒效率低,耗油量高,排放嚴重超標的問題也就不難理解了。尤其是現在國際上排放法規日益嚴格,更是對轉子發動機提出了嚴峻的考驗。

除此之外,因為轉子發動機的燃燒室不斷在旋轉,火焰傳播形態變化迅速而不理想,這也對其點火系統提出了更高的要求。不僅需要更高的點火能量,還有火花塞的位置,點火正時等等。

還有一點,世界各國對於發動機排量的繳稅法規皆是將轉子發動機的實際排量乘以二作為其最終排量,因此也帶來了更高的賦稅,這也在一定程度上影響了轉子發動機的普及。

而且隨著現在傳統內燃機的發展,轉子發動機功率大轉速高的優點也越來越不明顯,而投入大量的人力物力財力來研究前景並不太光明的轉子發動機無論如何也不太明智。總之因為以上種種原因,在2012年6月22日,最後一台轉子發動機在馬自達工廠下線,這也意味著這唯一另類而充滿魅力的發動機如流星般滑落了天際。

紀念轉子發動機之父——菲利斯·汪克爾。

感謝馬自達及其科研人員為轉子發動機所做出的卓越貢獻,向其堅持不懈的精神致敬。

附上馬自達RX-8炫圖一張。

謝謝各位看官。

——————————————————————————————————————————

感謝 @王粟@王海提到的壽命和製作工藝精度問題。

轉子發動機密封性及使用壽命不如傳統活塞式發動機。由於轉子發動機運轉時氣缸進氣端始終有空氣及燃油進入,因此溫度相對較低;而混合氣體在點燃後會讓氣缸排氣端溫度升高明顯,這也就造成了氣缸受熱不均勻密封部件容易產生形變而造成密封不良的問題。而且轉子發動機由於結構原因,運轉的時候一部分機油傳輸到進氣管噴射出來,用來潤滑三角活塞的密封片和缸體之間的摩擦,所以燒機油特別嚴重

前面還說過轉子發動機相比傳統內燃機有機構簡單的特點,但結構簡單並不意味著精度低,實際上轉子發動機需要極高的製作工藝精度,所以成本也更高

差不多就這樣。


補充兩點,轉子發動機製造工藝精度要求相當高,這對成本產量都構成了巨大挑戰;還有一點就是,轉子發動機的轉子潤滑問題一直沒能得到改善,與傳統往複活塞式發動機相比,壽命也很短。


傳統內燃機是活塞環密封。轉子發動機是線密封 。使用時間長了以後會汽缸 密封性能下降 。導致動力下降 。 並且帶有嚴重的燒機油 。曾經的馬自達RX-8的發動機就是 4W公里就需要大修了 一般來說 轉子機都是4缸的排量 6缸的動力 8缸的油耗


首先轉子耐用度是天生的大硬傷,比如買個rx7轉速高比誰跑的都快這事是挺高興的,但是百公里17個油以上10萬公里發動機不是大修就是乾脆換新。要是純粹拿來跑同排量級別的單場比賽轉子發動機有無可置疑的優勢,日常用就算了吧,尤其是渦輪轉子費的更快


轉子還是塑造出來了很好的跑車。但是缺點也是不可否認的。燒機油,油耗高。排量大(單缸1.3排量實際需要乘以三)。其實如果讓轉子使用CNG的話應該能降低排放標準。不過目前看來馬自達不會在研發轉子引擎了。


在轉子發動機技術研發上的投入太小(除馬自達一家),在前期相信活塞式發動機也出現過種種劣勢,只要各大廠商能把資金投入到轉子發動機研發上,目前的問題應該不是問題


油耗高


推薦閱讀:

排量2.5l發動機v6和排量2.0t發動機直4的汽車哪個動力更好?
發動機的效率為什麼無法大幅度提升? 提升發動機效率的難點在哪裡?
如何看待榮威i6的7.99s破百?
國產汽車(含大眾、寶馬等)的發動機主要靠進口還是國產?
新蒙迪歐ecoboost渦輪增壓發動機到底怎麼樣?

TAG:汽車發動機 |