從風靡全球到無人問津 轉子引擎的是是非非 | 車志

2020年01月19日18:24:13 汽車 1368

歷史上最經典的引擎是什麼?有人會說通用的LS系列,有人會說豐田的2JZ,但我認為轉子引擎才是最具傳奇色彩的。因為它工作方式與目前所有引擎都不同,是內燃機家族中獨特且另類的一個分支,而且在轉子引擎背後還有說不完有趣的故事,本期就來聊聊轉子引擎。

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世界曾為轉子而瘋狂

提起轉子引擎,多數人會想到萬事得,但實際上轉子引擎並不是萬事得創造的,而是由德國人Felix Wankel所發明,所以轉子引擎也叫做Wankel Engine。轉子引擎的精妙之處在於,它用一個三角型的轉子替代了活塞、連桿和曲軸,轉子每旋轉一周就能實現三次做功,而傳統的往複活塞式引擎,曲軸旋轉兩圈才有一次做工。而且轉子引擎還省去了複雜的配氣機構和正時系統,所以轉子引擎擁有結構緊湊、做工綿密、運轉平順等優點。(關於轉子引擎的工作原理,網絡上有很多詳細的視頻,看起來很直觀也很容易弄清楚)

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這是轉子引擎的刨面圖,中間三角形的轉子會圍繞中間的齒輪做偏心運動

上世紀50年代,Felix Wankel加盟了NSU 公司(NSU後來與汽車聯盟合併成了今天的奧迪公司),並致力研究轉子引擎。

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Felix Wankel生於1902年,是轉子引擎之父。由於曾經加入過納粹黨,所以戰後還被關過一陣子,不然轉子引擎的問世還能早幾年

到了1964年,NSU推出了世界上第一款搭載轉子引擎的汽車——NSU Spider。雖然這款車並不怎麼成功,僅生產了2000多台就草草退出了歷史舞台,但是轉子引擎卻成為了那個時代的明星,眾多廠商都投入到研發轉子引擎的熱潮之中,比如奔馳。他們在1969年推出了一款搭載轉子引擎的概念車C111,而後還推出了一款擁有350匹馬力的四轉子引擎。

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NSU Spider還是一台後置後驅的車

此外勞斯萊斯造過柴油版的轉子引擎、鈴木則把轉子引擎放在了摩托車上,總之各大廠商都對這個「新生兒」產生了濃厚的興趣,但是新技術總是不完善的,糟糕的燃油經濟性,加上1970年代的石油危機,讓這些廠商都放棄了轉子引擎。

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奔馳C111概念車

這裡說一個有趣的插曲,轉子引擎的魔力不僅僅影響了西方汽車廠商,中國在1960年代也研發過轉子引擎。本着「國外的先進技術,我們自己也要擁有」的理念,在60年代我們末購買了一批轉子一切進行研究,並由天津動力機廠負責生產。為此,該廠專門成立了轉子引擎車間,並且僅僅用了一年就推出了「2110型轉子發動機」,這款引擎被用於「TJ140」這款卡車之上。

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以當時的標準來看TJ140的性能是挺先進的,曾經拉着貨物從天津一路向西,來到了拉薩;而後又載着貨物回到了天津。全程一萬多公里,並且經過了險惡的川藏公路。但是我們也沒有解決轉子引擎油耗過高這一通病,TJ140最終還是被淹沒在歷史之中。

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此外上海汽車拖拉機研究所在1970年代還研發過一款轉子引擎轎車,只不過這款車最終並沒有量產。

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轉子與萬事得的情仇

接下來開始說說萬事得與轉子引擎的故事。之前也說了對轉子感興趣的並非萬事得一家,那麼為何只有萬事得將這項技術發揚光大了呢?

二戰之後,日本是一片狼藉,政府為了恢復汽車工業,準備將豐田、日產、萬事得整合為一個大集團。顯然萬事得不想就這被吞併,為了應對這場危機就要拿出一個能獨當一面的技術,於是萬事得就將目光落在了轉子引擎身上。而且萬事得不像奔馳、勞斯萊斯這些廠商有選擇放棄的餘地,他們必須要孤注一擲,即便撞了南牆也要把牆裝出一個窟窿走下去。

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這對萬事得來說是場不成功便成仁的戰役,嘗試新鮮事物本來就有風險,另外轉子引擎的專利在NSU手上,所以萬事得要花2億8千萬日圓購買生產許可證。當時的社長松田恆次曾提出「技術永遠是革新」的口號,以此來激發員工取得勝利的決心。

最初萬事得研發轉子引擎並不順利,引擎的磨損遠遠超出了預期,一台引擎的壽命只有短短的幾十個小時,如此根本不可能實現量產。

為此,在1963年,萬事得成立了「轉子研究部」,由山本健一領頭與其餘46名工程師專門研發、改進轉子引擎,這47人也被稱為「轉子47壯士」。而後在1967年5月就推出了第一款轉子引擎轎車——Cosmo Sport。一台代號為10A的雙轉子引擎為它提供動力,最大輸出功率為94kW,升功率超過了100匹,在當年是很驚人的一個數據。

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這是Cosmo Sport在1964年東京車展上的照片,除了轉子引擎外,漂亮的設計也非常吸引眼球

相比NSU Spider,Cosmo Sport表現的更加可靠與成熟,所以上市之後獲得了市場的認可。在之後1970年到1975年萬事得又相繼推出了RX2、RX3、RX4、RX5四款轉子引擎車型。

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萬事得RX2

雖然萬事得在不斷的完善轉子引擎的技術,但是油耗過高依舊是無法繞過的問題,而1970年代的石油危機更是放大了這一缺點。越來越多的公眾和媒體開始質疑轉子引擎,面對質疑萬事得依然沒有放棄,當然也不可能放棄。好消息是,上世紀70、80年代是日本經濟騰飛的時期,所以搭載轉子引擎的萬事得性能車依舊能有不錯的銷量,同時它的特殊性格也培養出一批忠實的粉絲。

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最為經典的萬事得RX7,此車型一共衍生了3代,圖中是第一代車型(SA)

萬事得轉子引擎的巔峰時期在90年代初期,1991年第58屆勒芒24小時耐力賽,萬事得787B賽車突出重圍一舉奪魁,這是轉子引擎賽車首個勒芒冠軍,也是日本製造商的首個勒芒冠軍。

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有意思的是在萬事得奪冠之後,FIA便禁止了轉子引擎參賽。有陰謀論者認為,勒芒是歐洲人的遊戲,美國人拿個冠軍也就算了,亞洲廠商可不能再來搗亂了。這也讓我想起前些年豐田賽車在最後一圈退賽目送保時捷奪冠,這個陰謀論又被再次提起。

在民用車市場,1990年後萬事得還推出了三轉子神車Eunos Cosmo以及後來耳熟能詳的RX8。在2012年6月萬事得宣布RX8停產,就這樣,萬事得的轉子時代也落下了帷幕。

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最後的轉子,萬事得RX8

轉子引擎的離去有多種原因,從設計的角度說,為了潤滑缸體機油必須要噴進燃燒室內,所以燒機油會很嚴重,排放自然不會好。此外,由於吸氣、燃燒、排氣都在一個缸體內完成,所以缸體各個部位的溫度會有很大差異,膨脹率也不同,這就導致了密封不好的問題,最終的結果就是效率低下。

此外,從市場的角度說,只有萬事得一家做轉子引擎確實很難維持下去,各個零件都需要自己設計生產,即便找供應商成本也極高。而對消費者來說,保有量很小的轉子引擎,維修、保養也是件非常困難的事情。綜合這些因素,萬事得能把轉子引擎玩到2012年,也真不容易。

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轉子引擎是個偉大的發明,未來會不會重生目前還很難說,有消息稱萬事得可能會將轉子引擎和混合動力系統結合起來,作為車迷只有期待了。

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