● 轉(zhuǎn)子發(fā)動機的優(yōu)劣
——優(yōu)點
整個轉(zhuǎn)子發(fā)動機在工作時只有兩個轉(zhuǎn)動部件(偏心軸和轉(zhuǎn)子),這跟一般的四沖程往復(fù)式發(fā)動機相比,簡化的結(jié)構(gòu)可以使發(fā)動機的體積更小、重量更輕,故障率也大為減少。另外,由于轉(zhuǎn)子發(fā)動機沒有往復(fù)式運動,所以其不需要精密的曲軸平衡就能達到較高的轉(zhuǎn)速,而且其轉(zhuǎn)速相比往復(fù)式發(fā)動機提升得更快。
正是得益于轉(zhuǎn)子發(fā)動機小巧的特點,故可以將其布置在車輛前軸靠后的位置,以更好的平衡車輛的整體配重。
轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)的軸向運動比活塞往復(fù)式發(fā)動機的水平直線運動要來得更加平順,故轉(zhuǎn)子發(fā)動機的震動與噪音都比較小。由于偏心軸的轉(zhuǎn)速始終是轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速的3倍,所以從這一點可以看出,當轉(zhuǎn)子發(fā)動機達到9000rpm時,三角轉(zhuǎn)子不過才3000rpm,相比往復(fù)式活塞發(fā)動機9000rpm時,活塞每分鐘要上下9000次,相當于活塞每秒鐘要完成300個沖程,這也使得轉(zhuǎn)子發(fā)動機可以輕易獲得更高的轉(zhuǎn)速。
——劣勢
因燃燒時間短暫,且混合氣燃燒不完全,同時做功行程偏心軸所轉(zhuǎn)過的角度只有活塞往復(fù)式發(fā)動機的一半,所以轉(zhuǎn)子發(fā)動機的耗油量要遠遠高于傳統(tǒng)式內(nèi)燃機,而且轉(zhuǎn)子發(fā)動機在啟動與低轉(zhuǎn)速時會排出大量的碳氫化合物,這與現(xiàn)今嚴格的排放法規(guī)可謂格格不入。
此外,點火系統(tǒng)也是轉(zhuǎn)子發(fā)動機的弱點之一,因為它的燃燒室在移動運轉(zhuǎn),爆炸的過程中火焰?zhèn)鞑サ男蛻B(tài)并不理想,這也就對點火系統(tǒng)提出了更高的要求,不僅要提高點火能量,同時點火正時以及火花塞的位置也非常重要。
雖然轉(zhuǎn)子發(fā)動機具有排量小、轉(zhuǎn)速高的工作特性,但由于其工作原理與往復(fù)式發(fā)動機不同,所以世界各國在制訂發(fā)動機排量的繳稅法規(guī)時,皆是以轉(zhuǎn)子發(fā)動機的實際排氣量乘以2來作為其最終認定的排量,更高的稅賦也意味著轉(zhuǎn)子將面臨更多的壁壘而無法大規(guī)模的普及開來。
● 馬自達對轉(zhuǎn)子發(fā)動機的貢獻
為了讓三角轉(zhuǎn)子與缸壁之間的腔室保有良好的氣密性,在轉(zhuǎn)子的三個頂點必須安裝一種由“”(apex seal)與“角封”(corner seal)組成的立體機構(gòu),它也被稱為氣封。但經(jīng)過日積月累的偏心旋轉(zhuǎn),菱封對缸壁造成的波狀刮痕,也被戲稱為“惡魔的爪痕。應(yīng)該說,針對氣封材質(zhì)的改進是轉(zhuǎn)子發(fā)動機改良與發(fā)展的重要一環(huán)。
馬自達的研究團隊經(jīng)過大量測試后發(fā)現(xiàn),波狀刮痕的間隙與菱封固有的振動頻率相同,因此他們改變菱封的形狀,并通過開孔的方式來改變菱封與缸壁的共振頻率,同時通過材料學(xué)的開發(fā),不斷地將更加耐磨的材料用于氣封上移改進和提高轉(zhuǎn)子發(fā)動機的氣密性和使用壽命。
針對燃油經(jīng)濟性以及低速扭矩差的情況,馬自達特別對進氣系統(tǒng)進行了改進,通過增加進氣孔的數(shù)量,且采用類似本田VTEC的三段式設(shè)計,再配合傾斜燃燒技術(shù),從而大大降低了燃油消耗且彌補了發(fā)動機在低轉(zhuǎn)速區(qū)間扭矩的不足。
● 轉(zhuǎn)子的未來
這個世界上往往存在著諸多的機緣巧合,但有些或許是冥冥之中早有注定。馬自達最初正是從NSU車廠獲得轉(zhuǎn)子的授權(quán)許可并將其發(fā)揚光大,時光荏苒,在馬自達準備停下轉(zhuǎn)子的腳步之際,由NSU與汽車聯(lián)盟合并而來的奧迪公司卻繼續(xù)扛起了轉(zhuǎn)子的大旗,將其應(yīng)用在自家的A1 e-tron增程式電動車上,不過它的使命不再是直接驅(qū)動車輪而是為電池組充電。
在愈加嚴格的排放法規(guī)以及節(jié)能減排的全球大背景下,轉(zhuǎn)子發(fā)動機與生俱來的“脾氣秉性”很難融入當今的社會,特別是在商業(yè)化高度發(fā)達的今天,單靠馬自達一家的力量很難有大的突破,無法商業(yè)化量產(chǎn)也就無力繼續(xù)加大投入研發(fā),至此陷入了一種惡性循環(huán),最終導(dǎo)致其被拋棄的命運。在混合動力車型以及電動車初露鋒芒的時代,轉(zhuǎn)子發(fā)動機難以有大的作為,所以未來我們幾乎不會看到單純的將轉(zhuǎn)子發(fā)動機作為車輛的心臟。
全文總結(jié):
在當時,有幾十家公司都獲得了轉(zhuǎn)子發(fā)動機的研發(fā)授權(quán)許可,但唯有馬自達堅持至今并將其發(fā)揚光大。在這幾十年里的時間里,馬自達不斷的將最新的科技成果應(yīng)用于轉(zhuǎn)子發(fā)動機的改進與完善上,但即使這樣也依然無法追趕上世界變化的腳步。在傳統(tǒng)內(nèi)燃機以及新能源車型的強大攻勢面前,馬自達與轉(zhuǎn)子發(fā)動機看上去是如此形單影只,但與璀璨的星光相比,滑落天際的流星往往可以收獲更多的感動與回憶。(文/編譯 汽車之家 馮景毅)
相關(guān)鏈接:
技術(shù)設(shè)計頻道——經(jīng)典發(fā)動機巡禮系列文章
● 汽車技術(shù)很難懂?汽車設(shè)計太遙遠?誰說的?這些內(nèi)容也可以很有趣!
好評理由:
差評理由: