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最近,馬自達一則消息讓一大波粉絲集體高潮,其高層表示,馬自達正在研發(fā)新一代轉(zhuǎn)子發(fā)動機,未來將搭載到與豐田合作計劃的電動自動駕駛車輛中,到底轉(zhuǎn)子發(fā)動機是個什么東西,和普通的活塞發(fā)動機相比又有哪些不同,能讓車圈集體大地震?本期小編就帶你一起解密轉(zhuǎn)子發(fā)動機,一起來看看吧~
要將轉(zhuǎn)子發(fā)動機,就必須說說它的原理了,我們都知道,一般的活塞發(fā)動機其實是一種往復(fù)運動式工作原理,工作時活塞在氣缸里做往復(fù)直線運動,為了把活塞的直線運動轉(zhuǎn)化為旋轉(zhuǎn)運動,必須使用曲柄滑塊機構(gòu)。
而轉(zhuǎn)子發(fā)動機則不同,它可以直接將燃氣的燃燒膨脹力轉(zhuǎn)換為驅(qū)動扭矩,設(shè)計也十分簡單,通過一個三角形的轉(zhuǎn)子在8字形的氣缸壁內(nèi)旋轉(zhuǎn)。
在三角轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動時,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,發(fā)動機的四行程——進氣、壓縮、做功和排氣發(fā)生在三角轉(zhuǎn)子的外緣和缸體之間。其中沒有氣門機構(gòu),吸氣和排氣過程均通過缸體的排放口交換。
原理我都懂,那轉(zhuǎn)子發(fā)動機到底有多牛逼呢?首先就是它的做工高,轉(zhuǎn)子引擎的的轉(zhuǎn)子每旋轉(zhuǎn)一次就做工三次,與一般的四沖發(fā)動機每旋轉(zhuǎn)兩次才做工一次相比,這效率簡直杠杠的,就像你買個自行車,人家踩一下就跑了三圈,你踩兩下就跑一圈,根本比不了,等個紅綠燈你連人家尾燈都看不到~
其次就是平順性了,這個也好理解,普通的活塞發(fā)動機工作室容積由于活塞的運動容易形成波浪形的不穩(wěn)定變化,這也就是我們常說的汽車的抖動,在早期的三缸機中表現(xiàn)得尤為明顯,你買瓶水放在引擎蓋上,恨不得給你顛出去一半兒。
而轉(zhuǎn)子發(fā)動機旋轉(zhuǎn)一圈時間較長,且轉(zhuǎn)動角度比往復(fù)式發(fā)動機要大,就像用熱刀切黃油那種感覺,形成的波動扭矩也較為小,從而使得運轉(zhuǎn)平穩(wěn)流暢。
再者就是轉(zhuǎn)子發(fā)動機的體積小,整個轉(zhuǎn)子發(fā)動機只有兩個轉(zhuǎn)動部件,與一遍的四沖程發(fā)動機相比,簡化了進、排氣活氣門等二十多個活動部件,部件一小,體積就自然下來了,一般的轉(zhuǎn)子發(fā)動機僅有鞋盒大小,十分省地方,理論上發(fā)生故障的可能性也大大降低。
此外,即使在高速運轉(zhuǎn)中,轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速也相當(dāng)緩慢,從而有更寬松的進氣和排氣時間,為那些能夠獲得較高的動力性能的系統(tǒng)的運行提供了便利。
這么屌的發(fā)動機,到底是怎么來的呢?這可就是小孩兒沒娘——說來話長了,研究轉(zhuǎn)子發(fā)動機這老哥菲加士·汪克爾來自德國,在他19歲的時候在一家出版社當(dāng)銷售,賣賣書,吹吹水混日子,1921年嘛,你懂的,剛剛經(jīng)歷了一戰(zhàn)洗禮的德國滿目瘡痍,人民飯都吃不起,看啥書啊~
當(dāng)時的汽車排量很小,動力很弱雞,有些汽車不是吹,甚至還不如馬車跑得快,并且跑起來噪音還大的出奇,汪克爾就想,有沒有一種排量又小動力又超級強,噪音還特別小的發(fā)動機呢?
老哥就開始在前人的基礎(chǔ)上琢磨研究,在5年時間里專心轉(zhuǎn)子發(fā)動機,到了1927年的時候,氣密性和潤滑等一些列問題終于得到了攻克,正當(dāng)老哥幻想著出任總經(jīng)理,當(dāng)上CEO,迎娶白富美的美夢時,二戰(zhàn)來了,汪克爾也被招入軍中,為德國空軍服務(wù)~
戰(zhàn)后,百廢俱興,汪克爾也瞅準(zhǔn)了這一商機,和NSU公司簽訂合同共同開發(fā)轉(zhuǎn)子發(fā)動機,終于在1960年,第一臺搭載轉(zhuǎn)子發(fā)動機的小車Prinz正式面世,并在法蘭克福車展上亮相,獲得了一致好評~
做是做出來了,但賣的不好啊,尤其在德國這種汽車大國,人們更傾向于價格實惠的甲殼蟲,高端的就看奔馳去了,因此NSU公司也禁不起折騰,直接被干破產(chǎn)了~山窮水盡疑無路,柳暗花明又一村,就在這個時候,一向?qū)π录夹g(shù)情有獨鐘的馬自達公司看中了前景,投巨資從汪克爾手中買下了這個技術(shù)~
馬自達擁有了這個殺手锏之后,投入了巨大的人力和心血進行技術(shù)改良研究,推出了COSMO Sport 110s,而真正讓轉(zhuǎn)子發(fā)動機留名青史的時候應(yīng)該是在1991年,在這一年的勒芒24小時耐力賽中,馬自達憑借搭載轉(zhuǎn)子發(fā)動機的787B賽車以領(lǐng)先第二名兩圈的成績贏得了冠軍~
從此轉(zhuǎn)子發(fā)動機一鳴驚人,其優(yōu)異的性能給比賽主辦方留下了深刻的印象,你以后用這個發(fā)動機參賽,還不得板磚都給干上天,我們還玩兒個雞毛啊,因此,第二年主辦方就將轉(zhuǎn)子發(fā)動機禁賽,不帶它玩兒了~
但這并不妨礙馬自達的銷量,馬自達又先后推出RX7/RX8兩款明星車型,在漫畫頭文字D中,高橋啟介的座駕就是第三代馬自達RX7 FD3S中動力最為強勁的馬自達RX7 Type-R。
作為日本高性能化跑車的代表,這兩款在北美都取得了不錯的銷量,也為馬自達贏得了東瀛寶馬的名號~
好了,說完了轉(zhuǎn)子發(fā)動機為啥這么牛逼的點之后,你們肯定會問了,既然它這么屌,為啥奔馳/寶馬這些大廠都不用,為啥現(xiàn)在大街上跑得還是往復(fù)式發(fā)動機,沒有一臺轉(zhuǎn)子發(fā)動機?
這里就要說說它的致命缺點了,首當(dāng)其沖的就是其制作成本高,轉(zhuǎn)子發(fā)動機雖然結(jié)構(gòu)簡單,但其對材料的要求特別高,制作工藝也很復(fù)雜,徑向密封片磨損快。引擎使用一段時間之后容易因為油封材料磨損,說白了這玩意兒就是咔咔燒錢貨。
其次,就是局限性太大,轉(zhuǎn)子發(fā)動機功率輸出軸位置比較高,令整車布置安排不便。而且轉(zhuǎn)子發(fā)動機只能用點燃式,不能用壓燃式,所以不能使用柴油。在70年代的石油危機爆發(fā)后,很多國家恨不得自己的汽車直接燒水,哪還看得上這種挑油的發(fā)動機。
再有就是轉(zhuǎn)子發(fā)動機油耗特別高,由于燃燒室的形狀不太有利于完全燃燒,造成可燃混合氣燃燒時間短,燃燒不完全,從而導(dǎo)致燃燒效率低,耗油自然變得很高,有人做過統(tǒng)計,搭載轉(zhuǎn)子發(fā)動機的汽車百公里油耗可達到16-20升左右,簡直就是個油老虎,拳打納智捷,腳踢VV7,普通人根本用不起。
此外,求求你們不要再噴大眾燒機油了,轉(zhuǎn)子發(fā)動機才是燒機油的鼻祖,它的機油和燃油都是直接灌入氣缸,為了保證轉(zhuǎn)子的順利運轉(zhuǎn)每次噴油都會噴入機油,所以說它天生就是機油、汽油一起燃燒~
既然轉(zhuǎn)子發(fā)動機有這么多致命缺點,為啥馬自達要宣布重新復(fù)活它呢?這也不難理解,常規(guī)的活塞式發(fā)動機的潛力到了今天已經(jīng)被挖掘的干干凈凈了。
什么高壓縮比、VVT、VVL渦輪增壓技術(shù)層出不窮,但發(fā)動機的熱效率已經(jīng)遇到了瓶頸,因此馬自達才又想起了被打入冷宮的轉(zhuǎn)子發(fā)動機。
其次就是我們前面說到的磨損問題,為了解決轉(zhuǎn)子與缸體內(nèi)的磨損問題,馬自達工程師一直再研究采用超高音速等離子噴涂碳化鎢材料,來形成抗磨損的工作表面,現(xiàn)目前已取得了較為突破的成功。
最后,馬自達在此次透露的消息中還表示,未來將搭載到與豐田合作計劃的電動自動駕駛車輛中,新轉(zhuǎn)子發(fā)動機可以為電瓶充電,進而加大電動續(xù)航里程,雖然現(xiàn)在還有很多問題沒解決,那我給電車用,來拓展續(xù)航里程,油耗也沒多高,這不是一舉兩得的事兒嗎?嘖嘖嘖,不得不佩服馬自達精明的頭腦~
總的來說,馬自達高層宣布復(fù)活轉(zhuǎn)子發(fā)動機這一消息,讓那些鐵粉欣喜不已,而如果未來馬自達推出一臺搭載轉(zhuǎn)子發(fā)動機的混合動力跑車,相信是不亞于創(chuàng)馳藍天技術(shù)的影響力,說不定下一個新能源產(chǎn)業(yè)的轉(zhuǎn)型也會因此而來,我們一起期待吧~
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