已經是電動車時代,汽車引擎還需要改造嗎?馬自達為何苦心維護世界唯一的設計?

2024-03-21 13:20

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而且,由於只有這兩家公司曾大量生產過轉子引擎汽車,所以我們可以毫不誇張地說,馬自達是唯一一家實現了轉子引擎商業化發展的汽車製造商。

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另外,人們通常借用NSU公司轉子引擎發明人Wankel的名字把該公司的轉子引擎稱作「Wankel引擎」,而本文則統一採用馬自達公司所用的「轉子引擎」這個稱呼。

1967年推出的「Cosmo Sport」。在當時來看,外形極其前衛,曾在科幻電視劇《歸來的超人力霸王》中亮相 ©MAZDA(圖片來源:nippon.com)
1967年推出的「Cosmo Sport」。在當時來看,外形極其前衛,曾在科幻電視劇《歸來的超人力霸王》中亮相 ©MAZDA(圖片來源:nippon.com)

在轉子引擎走向商業化的過程中,馬自達遭遇了怎樣的艱辛呢?

據說研發初期最棘手的課題是振紋(chatter marks)。

振紋指的是,使用一段時間後,在相當於往復式引擎氣缸的轉子室(rotor housing)內壁上出現的波浪狀紋路,換句話說就是摩擦問題,這被視為確保轉子引擎耐久性方面的最大一道難關。

為了克服這個問題,馬自達採用具有自潤滑功能的碳纖維材料來製作用於確保燃燒室氣密性的增壓空氣氣流封條(apex-seal),與潤滑油製造商聯手創造出新的潤滑方法,並在轉子室內壁施加了鍍硬鉻處理。

在採取了這些措施的基礎上,為查明導致出現振紋的引擎內部振動情況,馬自達早在1963年就引進了電腦分析資料。

經過上述努力,馬自達在材料、表層處理、振動分析、燃燒分析等方面積累了大量的經驗,這為其至今仍擁有全球頂尖水準的引擎研發技術奠定了堅實基礎。

轉子引擎給馬自達帶來的,並不僅僅是技術力量的積累。馬自達能夠發展成為現在這樣的「綜合汽車製造商」,轉子引擎可謂功不可沒。

1991年推出的第三代「RX-7」上裝配的轉子引擎。與雙渦輪的組合,既保持了小巧體型,又帶來255匹馬力的強勁動力(銷售時款式。後期款式的輸出功率達到280匹馬力)©MAZDA(圖片來源:nippon.com)
1991年推出的第三代「RX-7」上裝配的轉子引擎。與雙渦輪的組合,既保持了小巧體型,又帶來255匹馬力的強勁動力(銷售時款式。後期款式的輸出功率達到280匹馬力)©MAZDA(圖片來源:nippon.com)

上世紀60年代初,為加強國內汽車產業的國際競爭力,日本政府曾試圖將乘用車製造企業集中劃分為量產車、跑車/高檔車、輕型車3個類別。1960年以輕型車打入乘用車市場的馬自達(當時叫做東洋工業)一度差點被劃入其中的輕型車類別,對於此前一直夢想成為綜合汽車製造商的他們來說,情況頗為不利。於是,為了展示自己能夠成為綜合汽車製造商的潛力,馬自達積極嘗試將獨家的先進技術投入商業化應用。他們精挑細選的標誌性產品就是轉子引擎。

隨著日本汽車製造商的快速發展,將汽車製造企業劃分為3類的方案不了了之,可以說,除了技術力量的層面外,在擴大作為汽車製造商的規模方面,轉子引擎也扮演了重要角色。

課題在於能源效率

再回過頭來說「MX−30 R−EV」,馬自達在復活轉子引擎之際,不僅結合了串聯式插電混動系統,還重新設計了轉子引擎本身,努力改善其燃油經濟性和環保性能。

比如,通過採用向燃燒室直接噴射燃料的直噴方式提高燃燒效率,改為直噴後實現了燃料顆粒的細微化,減少了低溫狀態時的燃料噴射量,並且大幅調整燃燒室形狀實現了快速燃燒,促進了燃料的高效利用。此外,將作為引擎重要部件之一的端蓋(side housing)改用鋁材製造,減重15公斤以上,表面經過陶瓷熔射處理,提高了耐久性。

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