轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)檔案
5月30日,是馬自達(dá)汽車株式會(huì)社推出首臺(tái)轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)車型的四十周年紀(jì)念日。到2007年4月底為止,馬自達(dá)生產(chǎn)的轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)車型已累計(jì)達(dá)到197萬(wàn)輛。
轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)(Wankel Engine、Rotary Engine)又稱為米勒循環(huán)發(fā)動(dòng)機(jī)(Miller Cycle Engine)。它采用三角轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)來(lái)控制壓縮和排放,與傳統(tǒng)的活塞往復(fù)式發(fā)動(dòng)機(jī)的直線運(yùn)動(dòng)迥然不同。這種發(fā)動(dòng)機(jī)由德國(guó)人汪克爾(Felix Wankel,1902-1988)發(fā)明,在總結(jié)前人的研究成果的基礎(chǔ)上,解決了一些關(guān)鍵技術(shù)問(wèn)題,研制成功世界上第一臺(tái)轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)。
1951年,汪克爾與德國(guó)NSU公司簽訂了關(guān)于合作開(kāi)發(fā)轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)的合約。1954年4月13日,NSU公司研制成功第一臺(tái)轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī),并于1958年對(duì)這種發(fā)動(dòng)機(jī)展開(kāi)一系列測(cè)試。1964年,NSU公司和雪鐵龍在日內(nèi)瓦組建合資企業(yè)COMOBIL公司,首次把轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)裝在轎車上成為正式產(chǎn)品。1967年,日本東洋工業(yè)公司也將轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)裝在馬自達(dá)轎車上開(kāi)始成批生產(chǎn)。當(dāng)時(shí)業(yè)內(nèi)人士認(rèn)為這種發(fā)動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)緊湊輕巧,運(yùn)轉(zhuǎn)寧?kù)o暢順,也許會(huì)取替?zhèn)鹘y(tǒng)的活塞式發(fā)動(dòng)機(jī)。
一向?qū)π录夹g(shù)情有獨(dú)鐘的馬自達(dá)公司投巨資從汪克爾公司買下了這項(xiàng)技術(shù)。由于這是一項(xiàng)高新技術(shù),懂得這項(xiàng)技術(shù)的人寥寥無(wú)幾,發(fā)動(dòng)機(jī)壞了無(wú)人會(huì)修,而且耗油大,汽車界有人對(duì)這種發(fā)動(dòng)機(jī)的市場(chǎng)前景產(chǎn)生了懷疑。1970年代石油危機(jī)爆發(fā),各國(guó)忙于應(yīng)付各方面的困難而無(wú)暇顧及發(fā)展轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī),唯有馬自達(dá)公司仍然深信轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)的潛力,獨(dú)自研究和生產(chǎn)轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī),并為此付出了相當(dāng)大的代價(jià)。他們逐步克服了轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)的缺陷,成功地由試驗(yàn)性生產(chǎn)過(guò)渡到商業(yè)性生產(chǎn),并將安裝了轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)的RX-7型跑車打入了美國(guó)市場(chǎng),令人刮目相看。 專題 記者 汪云青
轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)的特點(diǎn):
1.構(gòu)造簡(jiǎn)單、價(jià)格低廉,同馬力發(fā)動(dòng)機(jī)配件數(shù)僅為普通V8發(fā)動(dòng)機(jī)的一半,因此保養(yǎng)費(fèi)用也相對(duì)減低。
2.重量輕,體積小,體積僅為同馬力V8發(fā)動(dòng)機(jī)的大約三分之一。
3.因沒(méi)有往復(fù)運(yùn)動(dòng)機(jī)件,發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn),振動(dòng)小,噪聲低。
4.沒(méi)有局部高溫,冷卻均勻。沒(méi)有汽門過(guò)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(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)件的危害也較小。
5.轉(zhuǎn)速可以增加,而且轉(zhuǎn)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(dòng)機(jī)尺寸比例加大,或增加轉(zhuǎn)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(yuǎn)優(yōu)于往復(fù)式發(fā)動(dòng)機(jī)。
馬自達(dá)汽車株式會(huì)社董事會(huì)主席、社長(zhǎng)兼首席執(zhí)行官井卷久一(左圖左一)表示,轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)的成功開(kāi)發(fā)體現(xiàn)了馬自達(dá)勇于挑戰(zhàn)的企業(yè)文化。
上世紀(jì)50年代末期,全世界的汽車生產(chǎn)廠家都曾投入大量研發(fā)資源試圖開(kāi)發(fā)轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)以期付諸實(shí)用,但是由于無(wú)法攻克各種技術(shù)難題,許多汽車廠家最終不得不放棄。唯有馬自達(dá)克服了種種困難,成功實(shí)現(xiàn)了轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)的批量生產(chǎn),并于1967年5月30日在全球率先推出了采用雙轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)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(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)的車型。目前,馬自達(dá)繼續(xù)著轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)車型的生產(chǎn)和銷售,并在燃油經(jīng)濟(jì)性和環(huán)保性能方面不斷地進(jìn)行著改良和提高。
馬自達(dá)轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)車型曾獲得勒芒大賽冠軍
在賽車運(yùn)動(dòng)領(lǐng)域,從“Mazda Cosmo Sport”上市的第二年即1968年開(kāi)始,馬自達(dá)便使用轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)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(guó)勒芒24小時(shí)耐力賽冠軍的轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)車型,同時(shí),馬自達(dá)也成為唯一獲得此項(xiàng)殊榮的日本汽車制造商。除此以外,馬自達(dá)轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)車型還在日本國(guó)內(nèi)耐力賽以及美國(guó)IMSA(國(guó)際汽車運(yùn)動(dòng)協(xié)會(huì))系列賽分別獲得了百多次優(yōu)勝,取得了輝煌的戰(zhàn)績(jī)。
于2003年4月上市的“Mazda RX-8”搭載了高性能自然進(jìn)氣型“RENESIS” 新一代轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī),體積更為緊湊,動(dòng)力更為強(qiáng)勁并具備優(yōu)異環(huán)保性能!癛ENESIS”轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)于2003年榮獲了英國(guó)發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)專業(yè)雜志《Engine Technology International》頒發(fā)的“國(guó)際年度發(fā)動(dòng)機(jī)”大獎(jiǎng),并于2003~2004年連續(xù)兩年獲得單項(xiàng)獎(jiǎng),贏得了高度評(píng)價(jià)。
氫轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)
已進(jìn)入實(shí)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(dá)便開(kāi)始著手開(kāi)發(fā)二氧化碳零排放的“氫轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)”。
馬自達(dá)公司首先改制了RX-7型跑車的轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī),使它可以用氫做燃料。這種發(fā)動(dòng)機(jī)裝配在馬自達(dá)HR-X汽車上,1立方米的燃料箱吸儲(chǔ)了相當(dāng)43立方米的壓縮氫氣,以每小時(shí)60公里的車速可行駛230公里,引起了各界人士的關(guān)注。
2006年2月,馬自達(dá)率先開(kāi)始在日本國(guó)內(nèi)推出全球首臺(tái)“Mazda RX-8氫轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)車型”的商用租賃業(yè)務(wù),到目前為止,在日本境內(nèi)共有7輛“氫轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)”車型成功通過(guò)商用租賃形式進(jìn)入實(shí)用階段。
在轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)車型四十周年“生日”之際,來(lái)自Mazda Cosmo Sport車友俱樂(lè)部的車主應(yīng)邀拜訪了馬自達(dá)位于日本廣島的總部,馬自達(dá)為此舉辦了隆重的慶祝儀式。
此外,馬自達(dá)剛剛還開(kāi)通了轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)汽車面世四十周年全球性英文紀(jì)念網(wǎng)站。
相關(guān)鏈接
轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)構(gòu)造和工作原理
與一般往復(fù)式發(fā)動(dòng)機(jī)比較,轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)的外殼就相當(dāng)于汽缸,而轉(zhuǎn)子即相當(dāng)于活塞,燃燒室則由轉(zhuǎn)子與轉(zhuǎn)子外殼、側(cè)邊外殼所圍出來(lái)的空間形成。由于轉(zhuǎn)子的三個(gè)頂點(diǎn)分別都設(shè)有三角氣封所密閉,因此其燃燒室可以各自成為獨(dú)立進(jìn)行的三個(gè)動(dòng)作(吸入壓縮、爆發(fā)膨脹、掃氣),基本上轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)就是在轉(zhuǎn)子外殼中,讓轉(zhuǎn)子與偏心軸來(lái)對(duì)比回轉(zhuǎn)的簡(jiǎn)易機(jī)構(gòu)。
轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)的運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)是:三角轉(zhuǎn)子的中心繞輸出軸中心公轉(zhuǎn)的同時(shí),三角轉(zhuǎn)子本身又繞其中心自轉(zhuǎn)。在三角轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),以三角轉(zhuǎn)子中心為中心的內(nèi)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(zhuǎn)動(dòng),內(nèi)齒圈與齒輪的齒數(shù)之比為3:2。
上述運(yùn)動(dòng)關(guān)系使得三角轉(zhuǎn)子頂點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)軌跡(即汽缸壁的形狀)似“8”字形。三角轉(zhuǎn)子把汽缸分成三個(gè)獨(dú)立空間,三個(gè)空間各自先后完成進(jìn)氣、壓縮、做功和排氣,三角轉(zhuǎn)子自轉(zhuǎn)一周,發(fā)動(dòng)機(jī)點(diǎn)火做功三次。由于以上運(yùn)動(dòng)關(guān)系,輸出軸的轉(zhuǎn)速是轉(zhuǎn)子自轉(zhuǎn)速度的3倍,這與往復(fù)運(yùn)動(dòng)式發(fā)動(dòng)機(jī)的活塞與曲軸1:1的運(yùn)動(dòng)關(guān)系完全不同。
轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)歷史
1588年 一位意大利工程師Ramelli發(fā)明了旋轉(zhuǎn)活塞抽水機(jī),成為轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)的始祖;
1799年 英國(guó)人Murdoch制造了一臺(tái)實(shí)驗(yàn)性轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī);
1909年 英國(guó)人Umpleby制造了一臺(tái)兩沖程轉(zhuǎn)子內(nèi)燃機(jī);
1943年 瑞士人Maillard制造了第一臺(tái)星形轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī);
1951年 汪克爾與德國(guó)NSU公司簽訂了關(guān)于合作開(kāi)發(fā)轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)的合約;
1958年 汪克爾/NSU制造出KKM轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)原型;
1959年 汪克爾完成KKM250型轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī);
1961年 馬自達(dá)與汪克爾/NSU簽訂轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)轉(zhuǎn)讓合同,同年,第一臺(tái)馬自達(dá)轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)原型完成;
1964年 配備轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)的跑車在東京車展亮相;
1967年 馬自達(dá)第一輛轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)車型“Cosmo Sport” 在日本上市;
1968年 馬自達(dá)推出轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)Familia Coupe;
1969年 馬自達(dá)開(kāi)始向澳大利亞和泰國(guó)出口轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)車型;
1970年 馬自達(dá)由于成功實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)的商業(yè)化,受到日本機(jī)械工程協(xié)會(huì)表彰;同年馬自達(dá)轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)車型累計(jì)產(chǎn)量達(dá)到10萬(wàn)輛;
1971年 推出Savanna轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī);同年,轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)車型累計(jì)產(chǎn)量達(dá)到20萬(wàn)輛;
1973年 馬自達(dá)轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)車型達(dá)到美國(guó)1975年排放標(biāo)準(zhǔn);馬自達(dá)轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)車型累計(jì)產(chǎn)量達(dá)到50萬(wàn)輛;
1978年 推出Savanna RX-7轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)車型;同年,轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)車型累計(jì)產(chǎn)量達(dá)到100萬(wàn)輛;
1985年 第二代Savanna RX-7推出;
1986年 馬自達(dá)轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)車型累計(jì)產(chǎn)量達(dá)到150萬(wàn)輛;
1991年 Mazda 787B創(chuàng)造了歷史,成為第一輛奪得法國(guó)勒芒24小時(shí)耐力賽冠軍的轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)車型;同年,第三代Anfini RX-7推出;
1996年 RX-7的轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)改進(jìn)后的功率達(dá)到265馬力;
1998年 RX-7的轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)功率提高到280馬力;
1999年 裝備RENESIS轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)的RX-EVOLV概念車亮相東京車展;
2001年 RX-8概念車亮相東京車展;
2002年 RX-7 Spirit R限量版上市;
2003年 RX-8量產(chǎn)車在北美車展亮相,同年上市;RENESIS轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)當(dāng)年獲得“2003年度國(guó)際發(fā)動(dòng)機(jī)”稱號(hào);氫轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)亮相東京車展;
2004年 RX-8累計(jì)產(chǎn)量達(dá)到10萬(wàn)輛。