1960年代,德国人汪克尔,曾在南加州大学工作,他开发出一种名为“汪克尔引擎”,或称“转子引擎”。它采用了一个三角形的转子,将一个气缸分为三个部分,再由转子围绕着一个偏心轴旋转,使三个部分的空间变化,从而实现了吸入、压缩、作功、排出四个部分。一般往复内燃机,曲轴转动两次,一次作功,而转子转动一次,三次作功。
转子引擎,甚至连曲轴、凸轮轴、阀门、正时链等零件,都可以省略,这是一种很简单的设计。并且转子机的速度可以做到非常高,在提升动力上具有非常大的优势。简单来说,就是更小的体积,更大的功率,更多的工作,更少的部件。这也是为什么,很多人都觉得,转子式发动机,迟早会取代活塞式发动机的原因。
转子发动机的致命缺陷
经过各大厂商的测试,他们发现,转子发动机有两大弱点,一是油耗太高,二是寿命太短。在高速运行的条件下,因其燃烧速度较慢,造成了燃油的不完全燃烧,造成了较高的油耗和较高的排放。
转子顶部三个角处必须有密封装置,由于长时间的摩擦力,无法用油进行润滑,加之输出轴受热过热,极大地降低了转子机的使用寿命,降低了稳定性。
这两个缺陷,在家用汽车上,简直就是要命的存在,因此,不少汽车制造商,都选择了放弃转子式发动机。
马自达的”转子发动机“之路
事实上,马自达之所以用转子机,完全是被逼的。
一九四五年一枚核弹,以制造软木塞而闻名的“东洋工业”,如今已被夷为平地。第二任总裁松田恒次,从那时起就接管了该公司,并将目光投向了汽车领域。然而,在1961年,日本却开始着手制定《特定产业振兴临时措施法》。
说白了,就是那些没有自主技术的中小公司,都会被兼并,最终只剩下三家。根据当时的状况,只有三菱,丰田,日产三个企业才能满足要求。尽管这一《特振法》最后因为多方反对而未能付诸实施,但是在那个时候已经足够令马自达公司惶恐不安了。马自达花了大价钱,收购了转子系统的技术,就是希望能在研发过程中,掌握自主技术,从而避免被其他公司吞并。
因此,马自达公司专门组建一个“转子研究部门”。不过,转子引擎的问题,可没那么简单就能解决。而最难解决的问题,就是之前提到的三个上角处的密封,因为过于磨损,会在转子机的汽缸壁上,留下一道清晰的刮痕,造成密封性能下降,寿命下降,这种刮痕,被称作“魔鬼之爪”,让马自达的技术人员,都很痛苦。
而马自达的技术人员,也曾尝试过,以马骨头,牛骨头来做封口,最后,经过反复实验,在封口上开了一个十字形的小孔,以改变封口的频度,再加上一种独特的“铝炭复合材料”,这才使得马自达的汽缸不会因为磨损而损坏,这也使得马自达成为了世界上,仅有的一家能够批量生产转子引擎的企业。也就是在那一年,《特振法》被取消,马自达汽车得以幸免于难。从那时起,马自达公司就认识到了技术发展的重要,于是,他们就成为了一名技术宅男,不但将转子机一步一步推到了今天的高度,更是奠定了创驰蓝天的地位。
从那时起,转子引擎就成了马自达精神的标志,并给马自达赢得了许多荣耀。在1967年,马自达公司引进了一台10 A的双转子引擎,这台引擎仅为1.0升,但拥有110 Ps的最大功率,比同时代的同类引擎大一倍。
就在马自达准备大批量生产转子发动机的时候,发生了两件非常有名的事情
第一项是《大气净化法案》,该法案规定在五年之内将排放的有害气体减少百分之九十,但这一点一直持续到了一九七三年,马自达才得以实施。
低劣的排放和高油耗的转子式引擎,正处于“天妒英才”的窘境。
在2003年,马自达公司发布了一款全新的RX-8,这款RX-8是一款1.3 L排量、转速高达9000转、最大马力为231 Ps的双转子自吸引擎,令无数人为之惊叹不过因为环保问题,到了2012年,这款发动机就彻底停产了,成为了这款发动机的最后一部作品。
新时代,重启”转子发动机“
马自达首款量产电动车MX-30销量持续不佳,马自达表示,目前在美国的战略重点不是纯电动汽车,而是插电式混合动力汽车。今年早些时候推出的CX-90 PHEV电动续航里程为26英里,而带有插电式变体的较小型CX-70将于明年上市。
以技术立企的马自达正在着手自研混动系统,马自达的转子发动机将作为新型混合动力汽车的发电机复活。马自达执行官Eiji Nakai表示,转子发动机除了作为发电机的功能外,还具有重要意义,它体现了公司的挑战和创新精神。
重新引入转子发动机作为发电机表明马自达决心利用其优势,并克服快速发展的汽车领域的障碍。通过将电动机的效率与转子发动机的发电能力相结合,此举正值这家日本汽车制造商寻求在电动时代确立自己的地位之际。