转子发动机工作原理 马自达家用车发动机工作原理

2024-11-2502:46:42综合资讯0

2024年1月13日,马自达发布了全新车型MX-30e-SkyactivR-EV,这款车最大的亮点是搭载了一台转子发动机作为增程器,算是对MX-30系列的又一次突破性升级。这一变化也意味着“转子发动机复活”的传说终于在现实中得到了验证。转子发动机,虽然已多年未出现在量产车型中,但它的传奇依然在车迷中广为流传。今天,我们就来深入了解一下转子发动机到底是什么,它是如何从一项先锋技术逐渐走向历史的舞台的。

转子发动机,顾名思义,是一种工作原理与传统发动机完全不同的发动机。我们今天所说的转子发动机,指的是由德国工程师费利克斯·汪克尔(Felix Heinrich Wankel)发明的那种特殊的发动机,这种发动机也常被称作汪克尔发动机。

汪克尔的创意源自上世纪50年代初,当时他加入了德国NSU汽车公司,开始研发一种新的动力系统。经过多年的实验和改进,1957年他终于完成了第一个原型发动机——DKM54。这款发动机与传统的发动机有一个显著区别:它的动力输出不是通过往复运动的,而是通过一个三角形的转子来完成。到了1960年,汪克尔成功发布了改良版的KKM型发动机,这款发动机成为了汪克尔发动机的正式版本。

汪克尔发动机一经问世,就引起了汽车界的广泛关注。1964年,NSU公司推出了第一款使用汪克尔发动机的量产车型——NSU Spider,紧接着在1967年推出了第二款转子发动机车型——Ro80。与此其他一些车企也开始关注并尝试采用这项技术。例如,铃木曾推出过搭载转子发动机的摩托车“RE-5”,而雪铁龙则推出过两款转子发动机车型。通用汽车和奔驰也曾试图获取转子发动机的授权,虽然最终并未投入使用。

真正将转子发动机发扬光大的,还是马自达。早在1960年代,马自达就开始尝试通过购买NSU的授权来使用转子发动机,并且成为了最为积极推动转子技术发展的汽车品牌之一。为了攻克转子发动机的技术难题,马自达组建了一个由47位技术人员组成的研发团队,这个团队后来被车迷亲切地称为“转子四十七士”。正是这支团队的坚持和努力,才使得马自达的转子发动机在许多技术难题上取得了突破,尤其是解决了耐用性问题。

1967年,马自达推出了其首款搭载转子发动机的跑车——Cosmo Sport,这款车不仅具有令人惊叹的性能表现,更重要的是它展示了转子发动机具备了量产的潜力。与其他厂商不同,马自达不仅成功将转子发动机推向了市场,而且通过不断改进,解决了其在耐用性方面的种种难题,使得转子发动机成为了一个可长期使用的动力系统。

在随后的几十年里,马自达几乎成为了“转子发动机”这一技术的代名词,旗下多款车型,包括著名的RX系列,均搭载了转子发动机。这种发动机凭借其独特的工作原理和超高的转速,在全球车迷中积累了大量忠实粉丝。

从工作原理上来说,转子发动机与传统的发动机有着本质的区别。转子发动机的基本结构是将一个三角形的转子安置在一个椭圆形的汽缸内,转子的旋转会不断地将汽缸分成三个不同的燃烧室。在转动过程中,燃烧室的容积会发生变化,进而完成进气、压缩、点火和排气的四行程过程。相比于传统发动机的往复运动,转子发动机的运作更加顺畅,因为它的转子在旋转过程中可以在一个循环中同时完成多个工作步骤,理论上能够实现更高的功率输出。

转子发动机的优点也不容忽视。由于活动部件较少,转子发动机的故障率通常较低,且发动机整体结构简单,体积小,重量轻,安装更为方便。转子发动机的转速响应较快,功率密度高,运行也更加平稳。

转子发动机并非没有缺点。由于燃烧时间较短,转子发动机的燃烧过程可能不够完全,导致油耗较高。虽然马自达通过技术革新解决了转子和气缸壁之间的接触问题,但转子和气缸之间的密封问题依旧无法完全避免。菱封的磨损导致燃烧室漏气,进而增加了油耗和排放,这也是转子发动机面临的重大挑战之一。

随着全球对环保和排放标准的要求越来越严格,转子发动机的这些缺点逐渐显现出无法克服的弊端。尤其是在尾放成为一个全球性问题的背景下,转子发动机的排放高、油耗大等缺点显得尤为致命。即便马自达在推出RX-8之后继续坚持使用转子发动机,但由于无法完全解决这些问题,转子发动机最终未能继续保持在主流市场上。

2010年,虽然RX-8已经宣布停产,但有传闻称奥迪计划在A1 e-tron电动汽车中采用转子发动机作为增程器。此后,马自达也曾多次传出将研发“转子混动系统”的消息。虽然转子发动机的身影已经逐渐淡出量产车型市场,但它的传奇依然在人们的口口相传中存在。

直到2023年,马自达再次带着转子发动机回归!虽然这次的复活可能还不如过去的辉煌,但至少证明了转子技术并未完全消失,依然有着一定的生命力。转子发动机的传奇,在马自达的坚持下,或许还将继续延续下去。