Author / Wanwan
馬自達(dá)是一家讓人敬佩且驚訝的公司。
敬佩于馬自達(dá)的執(zhí)著,也驚訝與馬自達(dá)的執(zhí)著。
比如,馬自達(dá)一直堅持著賺錢了還要玩轉(zhuǎn)子的偉大精神,一直堅持著駕駛的樂趣;驚訝著馬自達(dá)在這個觸摸屏橫行的時代,居然宣稱這些觸摸屏影響駕駛,所以堅持都要把這些超大的觸摸屏都去掉 —— 雖然我覺得真的很對 —— 車是要開10年20年的,而液晶屏幕和技術(shù)的更新,3年就幾乎是一個巨大的改變。
馬自達(dá)最近似乎一直沒有復(fù)蘇轉(zhuǎn)子,但是在做一些有趣的事情,比如AWD+2.5的馬自達(dá)3的登場,比如馬自達(dá)官方宣稱的后驅(qū)+直六的平臺的回歸,這一切的一切,都意味著馬自達(dá)依然在追求的駕駛樂趣。
你要知道,人生那么短,做一些有趣的事情,真的重要。
今天我們可以來看一看,關(guān)于馬自達(dá)那轉(zhuǎn)子引擎,那些你不知道的事情。
視頻 | 馬自達(dá)787B,20年后重返勒芒賽場
轉(zhuǎn)子不死
轉(zhuǎn)子發(fā)動機(jī)也有一系列描述其技術(shù)參數(shù)的方式。和傳統(tǒng)往復(fù)式發(fā)動機(jī)的缸徑和沖程不同,轉(zhuǎn)子往往是用幾何大小來描述技術(shù)參數(shù):轉(zhuǎn)子中心至轉(zhuǎn)子遠(yuǎn)角的長度(radius),轉(zhuǎn)子本身的厚度(depth),以及曲柄行程(offset)。
在量產(chǎn)車的世界中,只有兩家公司生產(chǎn)過轉(zhuǎn)子發(fā)動機(jī):馬自達(dá),NSU和雪鐵龍合資的comotor聯(lián)合公司。
Comotor僅僅存在了1967年到1977年的十年后就因為石油危機(jī)無限放大了轉(zhuǎn)子本身的問題而破產(chǎn),而馬自達(dá)在苦苦支撐到2012年之后也放棄了轉(zhuǎn)子在量產(chǎn)車上應(yīng)用。
然而馬自達(dá)仍在單一品牌Pro Mazda的方程式賽車上使用最后一代轉(zhuǎn)子發(fā)動機(jī):13B-MSP Renesis。也算是轉(zhuǎn)子不死吧,如果有興趣的朋友可以關(guān)注下馬自達(dá)的轉(zhuǎn)子方程式賽事。
早期NSU的轉(zhuǎn)子發(fā)動機(jī),右圖可以清晰可見在短短的運(yùn)行時間后就出現(xiàn)的磨損
馬自達(dá)的轉(zhuǎn)子引擎大小在中期就很少有變化,主要改變?nèi)匀皇怯秃模陀眯砸约白钪匾模厚R力。
馬自達(dá)在購買了汪克爾轉(zhuǎn)子的技術(shù)圖紙后,研發(fā)出了第一臺轉(zhuǎn)子發(fā)動機(jī),代號40A。
這臺40A和NSU所生產(chǎn)的KKM400轉(zhuǎn)子發(fā)動機(jī)有著極大的相似度。雖然40A從未量產(chǎn),但是它直接證明了轉(zhuǎn)子兩個與生俱來的問題:磨損(中國稱之為鬼爪)和極大的耗油量。
40A上的鬼爪主要是由轉(zhuǎn)子末端密封條自身頻率的震動導(dǎo)致,而耗油最終在抗熱性極高的橡膠油封下解決了一部分。這臺原型機(jī) —— radius:90mm,depth:50mm,offset:14mm。
Cosmo
1963年的東京車展上馬自達(dá)展示了cosmo原型車,并搭載了一臺代號L8A的雙轉(zhuǎn)子發(fā)動機(jī)。
L8A排量約為798cc。為了解決40A上的密封震動,L8A采用了空腔的鑄鐵以改變振動頻率來減少磨損,這個設(shè)計一直延伸到之后所有的轉(zhuǎn)子發(fā)動機(jī)。
Radius延伸到了98mm,但是depth下降到了56mm。同期L8A還被用作單轉(zhuǎn)子,三轉(zhuǎn)子和四轉(zhuǎn)子的實驗平臺。
量產(chǎn)出現(xiàn),終有回報
1965年,馬自達(dá)量產(chǎn)了第一代轉(zhuǎn)子發(fā)動機(jī),代號10A。
這是一臺雙轉(zhuǎn)子發(fā)動機(jī),每個轉(zhuǎn)子排量約為491cc。這臺轉(zhuǎn)子也定下了之后馬自達(dá)轉(zhuǎn)子的通用depth:60mm。
這一代轉(zhuǎn)子發(fā)動機(jī)的缸體采用的是用沙鑄模的鋁制缸體并配合鍍鉻工藝,而鋁制缸體表面會噴涂融化的碳鋼以增強(qiáng)其剛性。轉(zhuǎn)子本身是鑄鐵材質(zhì),偏心軸則采用了極端昂貴的鉻鉬鋼,額外增加的鋁/碳則解決了磨損問題。
10A作為第一代轉(zhuǎn)子發(fā)動機(jī)也被分成了好幾個時期。最早的10A系列為0810。
0810被用于series/cosmo上,時間跨度為1965年五月到1968年六月。0810在最理想工況下可產(chǎn)生110hp和130Nm,但實際情況則大打折扣。0810在每個轉(zhuǎn)子上有兩個進(jìn)氣口,每個進(jìn)氣口有一臺化油器支持。
和歐洲NSU的轉(zhuǎn)子所使用的放射狀流動的冷卻劑不同,0810的冷卻劑是軸向流動。0810也被用于馬自達(dá)第一次在紐伯格林賽道上參賽的Cosmo。為了參賽,0810賽用發(fā)動機(jī)不僅在缸體本身也在缸體測面開口作為進(jìn)氣口用來在高轉(zhuǎn)速和低轉(zhuǎn)速不同功率下的進(jìn)氣切換。
1968年七月,改進(jìn)版的0813被引入市場,這代和上代參數(shù)類似,700rpm可產(chǎn)生100hp和133Nm,唯一改變的是使用了更加便宜的材料以節(jié)省成本,這導(dǎo)致0813重量從103kg增加到了122kg。
右圖即為搭載熱反應(yīng)器的轉(zhuǎn)子發(fā)動機(jī)
1971年馬自達(dá)推出10A家族最后一代轉(zhuǎn)子,代號:0866。
由于1968年日本政府修改了排放要求,而美國國會也通過Muskie Act法案,來減少空氣污染。日本和美國的空氣污染法案非常類似,都是要求減少90%的尾氣中的碳?xì)浠衔铩?/p>
然而和其他往復(fù)式內(nèi)燃機(jī)排放不同,當(dāng)年轉(zhuǎn)子發(fā)動機(jī)產(chǎn)生的類似氮一類的污染物較少,但是產(chǎn)生的碳?xì)浠衔飬s是非常多。于是在0866轉(zhuǎn)子發(fā)動機(jī)上,馬自達(dá)使用了REAPS技術(shù):轉(zhuǎn)子發(fā)動機(jī)低污染系統(tǒng)。
增加了鑄鐵的熱反應(yīng)器,該反應(yīng)器可以通過在排氣管中燃燒碳?xì)浠衔飦頊p少排放污染。馬自達(dá)也因此重新修改了排氣口。這一技術(shù)的使用不僅在日本為馬自達(dá)贏得了環(huán)境友好稱號,也為其打入美國奠定了基礎(chǔ)。
缸體噴涂技術(shù)也做了修改,TCP的運(yùn)用使缸體上噴涂順序發(fā)生了本質(zhì)的改變:先噴涂鐵然后再噴涂鉻。馬力在7000rpm增加到了105hp,扭矩在3500rpm為135Nm。這臺發(fā)動機(jī)被用在了日版的RX-3上。
RX500
1970你的東京車展,馬自達(dá)放出了搭載10A的馬自達(dá)超級跑車:馬自達(dá)RX500概念車。
這輛車搭載的10A據(jù)稱可達(dá)14000rpm,并能輸出達(dá)到247匹馬力。但是遺憾的是,這只是概念車,馬自達(dá)從未將其投入過實際生產(chǎn)。
R130 Luce
能跑勒芒全程的轉(zhuǎn)子機(jī)出現(xiàn)
緊接著馬自達(dá)推出了轉(zhuǎn)子發(fā)動機(jī)的異類:13A。
13A可產(chǎn)生126hp和172Nm,是專門設(shè)計被用在前置前驅(qū)的馬自達(dá)汽車上。13A是雙轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu),每個轉(zhuǎn)子約為655cc。
為了遷就前置前驅(qū)的設(shè)計,13A也是唯一一個和其他馬自達(dá)轉(zhuǎn)子尺寸完全不一樣的轉(zhuǎn)子發(fā)動機(jī):radius120mm,offset17.5mm,depth60mm,這臺發(fā)動機(jī)也整合了水油交換的冷卻技術(shù)。
但總體而言,13A產(chǎn)量稀少而且僅僅被用在了R130 Luce上。R130 Luce只有不到1000輛,在收藏市場上如今也是天價了。在13A之后,馬自達(dá)再也沒生產(chǎn)過前置前驅(qū)的轉(zhuǎn)子發(fā)動機(jī)。
前置后驅(qū)的馬自達(dá)車輛在同一時期則采用了代號為12A的第二代轉(zhuǎn)子發(fā)動機(jī)。
這其實是10A轉(zhuǎn)子發(fā)動機(jī)的拉長版本,radius相同,但是depth增加到了70mm。這臺雙轉(zhuǎn)子發(fā)動機(jī)排量為1146cc,也就是每個轉(zhuǎn)子排量573cc。
12A生產(chǎn)周期極長,從1970年五月一直生產(chǎn)到1985年。這也是第一臺在歐洲或者北美之外生產(chǎn)但是跑完勒芒全程的發(fā)動機(jī)。
第一代RX-7和其搭載的12A
12A上也有著諸多的馬自達(dá)技術(shù)結(jié)晶。
1974年,缸體被進(jìn)一步加強(qiáng)。新的增強(qiáng)缸體技術(shù)(SIP)和新的缸體噴涂技術(shù)幾乎杜絕了由于磨損而導(dǎo)致金屬殘渣的問題。
而新的REST技術(shù)使得缸體變得非常堅硬以至于前期的碳封技術(shù)被拋棄而轉(zhuǎn)向更加便宜的傳統(tǒng)鑄鐵技術(shù)。后期也增加了類似可變進(jìn)氣系統(tǒng)。
Mazda 12A rotary engine
12A搭載渦輪后在1982年成為全日本最快的量產(chǎn)車。
渦輪版本的12A搭載半直噴技術(shù),并搭載為12A量身打造的渦輪:impact turbo。最高可在6000rpm輸出165hp,4000rpm輸出231Nm。但12A也因為油耗過大而聲名狼藉。
RX-3
在1974年馬自達(dá)推出了12B,12B壽命極短,僅僅用在了RX-2和RX-3上。但是12B是馬自達(dá)轉(zhuǎn)子體系中的一臺使用單分電器的發(fā)動機(jī),至此轉(zhuǎn)子發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)向單分電器的設(shè)計。
30年的磨練,終成經(jīng)典
接下來,馬自達(dá)推出了最激動人心的轉(zhuǎn)子發(fā)動機(jī),第三代轉(zhuǎn)子發(fā)動機(jī),代號13B。
順道說下,13B和13A本身沒有任何聯(lián)系,13B是12A的拉長版。depth增加到了80mm,每個轉(zhuǎn)子排量約為654cc。這也是馬自達(dá)生產(chǎn)時間最長的轉(zhuǎn)子發(fā)動機(jī),時間長達(dá)30年。
受70年代石油危機(jī)的影響,13B的設(shè)計思路是高性能低排放,并且開始注重油耗
13B是一個總稱,他也分成許多不同的改進(jìn)型。早期的13B也被稱為AP,用在了諸如馬自達(dá)皮卡和RX-4以及RX-5上。
1984-1985年13B-RESI被引入。RESI是指轉(zhuǎn)子發(fā)動機(jī)類機(jī)械增壓。13B-RESI有一套被稱為動態(tài)進(jìn)氣的兩段式進(jìn)氣系統(tǒng),通過特殊設(shè)計的進(jìn)氣產(chǎn)生了Helmholts共振,從而起到類似機(jī)械增壓的效果。
RESI也使用Bosch燃油噴射技術(shù),輸出可產(chǎn)生135hp和180Nm。
Mazda Cosmo RX5
1986年馬自達(dá)推出13B-DEI。DEI是指搭載variable-intakesystem可變進(jìn)氣和四個燃油噴嘴的電噴系統(tǒng)??傒敵鲈?500rpm可產(chǎn)生146hp,3500rpm可產(chǎn)生187Nm。
13B-T的渦輪版本在同年引入,但該渦輪版本處于不知名的原因缺少13B-DEI上一些關(guān)鍵技術(shù)。對于13B-T,馬自達(dá)主要在渦輪的位置上做了極大的優(yōu)化。
在86-88年,13B-T上的渦輪由一個兩級的驅(qū)動閥控制,但是89-91年間,馬自達(dá)優(yōu)化了渦輪和轉(zhuǎn)子發(fā)動機(jī)的相對位置和結(jié)構(gòu),從而取消了這結(jié)構(gòu)。這一期間的渦輪轉(zhuǎn)子發(fā)動機(jī)可達(dá)到185hp和248Nm的輸出。
13B-Turbo
在80年代后期,馬自達(dá)推出了13B-RE。13B-RE則是13B家族中僅僅生產(chǎn)5000套的稀有品種。據(jù)稱13B-RE搭載的是序列式渦輪,可輸出超過238匹馬力。
13B-rew
1992年推出的13B-REW是13B中比較知名的一臺發(fā)動機(jī)。
其搭載有兩臺來自于HITACHI的序列式渦輪,第一臺渦輪從1500rpm開始起壓一直推動到4500rpm,但是第二臺在4500rpm之后接手的渦輪可一直推動發(fā)動機(jī)到8000rpm紅線位置。小渦輪直徑約為51mm,大渦輪為57mm。
根據(jù)wiki,這也是世界上第一臺大規(guī)模量產(chǎn)的序列式渦輪。由于君子協(xié)議的原因,輸出被限定在280hp,但據(jù)稱實際輸出遠(yuǎn)大于賬面數(shù)據(jù)。相比于之前的13B,REW做了大范圍的修改。
冷卻系統(tǒng)和潤滑系統(tǒng)都做了增強(qiáng),進(jìn)氣和排氣都做了重新設(shè)計,apex seal也變得更加堅硬,即使發(fā)動機(jī)管理系統(tǒng)也得到了極大地提升,更高功率的CPU可不間斷監(jiān)測油氣混合比例,點火時間和增壓系統(tǒng)。這一切都使得REW壽命得到提升。
這臺轉(zhuǎn)子主要搭載于RX-7上。
值得一提的是1990年,三轉(zhuǎn)子版本的20B-REW被使用在量產(chǎn)版本cosmo上。
20B-REW仍然是基于13B打造的發(fā)動機(jī),由三個轉(zhuǎn)子組成,總排量達(dá)到1962cc。
這也是馬自達(dá)在量產(chǎn)版本上生產(chǎn)過的最大的轉(zhuǎn)子發(fā)動機(jī)。由于額外增加的轉(zhuǎn)子和需要加強(qiáng)的一系列部件,這臺發(fā)動機(jī)的總重量遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于之前的轉(zhuǎn)子發(fā)動機(jī)。
但是在第三臺轉(zhuǎn)子的幫助下,低扭不足這個問題得到了極大的改善,2200rpm就可以產(chǎn)生390Nm。在渦輪的加持下,峰值輸出為280hp和407Nm。歐版上馬力輸出則達(dá)到了300hp。
然而極低的產(chǎn)量使得找到這一臺20B的難度不亞于找到一臺全新的RB26DETT。
2003年,馬自達(dá)引入生產(chǎn)至今的最后一代13B轉(zhuǎn)子發(fā)動機(jī):13B-MSP RENESIS。MSP是指Mutiple side port,多側(cè)接口。
這個設(shè)計是為了減少排放污染和改善燃油經(jīng)濟(jì)性。也正是由于這個設(shè)計,其自然吸氣版本和之后的渦輪增壓版本的馬力都稍微低于前任13B-rew。
這代轉(zhuǎn)子發(fā)動機(jī)有這兩個非常重要的特性,第一,發(fā)動機(jī)的排氣口在側(cè)面,這消除了重疊并且允許重新設(shè)計進(jìn)氣口。重新設(shè)計的進(jìn)氣口和排氣口的位置使得這代轉(zhuǎn)子有著更加有效的壓縮率。
然而,當(dāng)排氣口設(shè)計在側(cè)面的時候,發(fā)動機(jī)長期形成的積碳會影響發(fā)動機(jī)的運(yùn)行最終使得發(fā)動機(jī)完全停止運(yùn)作。
于是13B-MSP RENESIS在側(cè)面增加了水系統(tǒng)以解決這個問題。
第二,轉(zhuǎn)子和缸體的密封進(jìn)行了改進(jìn)(來自wiki,the rotorsare sealed differently through the use of redesigned side seals, low-heightapex seals and the addition of a second cut-off ring)。
這個設(shè)計減少了摩擦,將整臺引擎推向了極限。這些設(shè)計使得13B MSPRENESIS得到了極大的贊譽(yù),比如,2004-2005年沃德十佳發(fā)動機(jī),2003年世界最佳新發(fā)動機(jī)和國際發(fā)動機(jī)大獎。
如今,這臺發(fā)動機(jī)仍在作為PROMAZDA的方程式賽車的心臟 在北美飛馳著。
13G
勒芒王者的核心 —— R26B誕生
馬自達(dá)在80年代到90年代初活躍于勒芒24小時耐力賽的舞臺上,13G,13J和20B就是在那時候孕育而生的產(chǎn)物。
13G是當(dāng)年勒芒的賽用發(fā)動機(jī)而20B則是民用量產(chǎn)版本。唯一區(qū)別在于進(jìn)氣方式。13G使用工廠版本的進(jìn)氣口,20B使用的側(cè)面進(jìn)氣口。
13J則是第一臺馬自達(dá)四轉(zhuǎn)子發(fā)動機(jī),用于1988年和1989年馬自達(dá)勒芒原型車767上,后被26B取代。
R26B則是馬自達(dá)最著名的轉(zhuǎn)子發(fā)動機(jī)。
這是一臺四轉(zhuǎn)子發(fā)動機(jī),用于取代老舊的13J賽用轉(zhuǎn)子發(fā)動機(jī),26B總排量2622cc。
根據(jù)馬自達(dá)的測試,這臺發(fā)動機(jī)其實可產(chǎn)出超過900hp,可能逼近1000hp的輸出,但是為了勒芒24小時耐力賽,輸出被限制在9000rpm產(chǎn)生700hp。
26B
這臺轉(zhuǎn)子發(fā)動機(jī)搭載于767和787B,這也是唯一一臺贏得勒芒24小時耐力賽的日本原型賽車。
相比于之前的767,787和787B研究的重點是轉(zhuǎn)子發(fā)動機(jī)的進(jìn)氣方式。
重新設(shè)計的散熱器使得車身風(fēng)阻更少,787B增加了連續(xù)可變長度的進(jìn)氣使得馬力R26B的馬力和扭矩輸出可以適應(yīng)rpm的變化,而767則是分階段可調(diào)式,無法達(dá)到787B的連續(xù)可變。
相比于同時期的尼桑和豐田,馬自達(dá)787B有著極佳的可靠性。這里也分享下787B的技術(shù)參數(shù)。
底盤/車身
車身材料:凱拉夫/碳纖維
車輪:18 inx 12 in 前輪/18 inx 14.75 in 后輪
使用Volk賽用鎂制車輪
剎車:360mm碳纖維剎車, Brembo 提供
車燈:Cibie 頭燈
重量:850 kg
變速箱:保時捷五速變速箱
發(fā)動機(jī)
代號:R26B
進(jìn)氣:Telescopicintake manifold system
火花塞:每個轉(zhuǎn)子3個
轉(zhuǎn)子:4
燃油系統(tǒng):NipponDenso電噴
電池:Pulsar
最大馬力:700 hp (520 kW)/9000 rpm
最大扭矩:448 ft·lbf (607 N·m)/6500 rpm
加入混動大營嗎?
16X也被稱為Renesis II,僅僅在07年東京車展上以原型車發(fā)動機(jī)的形式露過面,從此之后再無音訊。
馬自達(dá)在2013年時候曾經(jīng)想用氫能源來作為轉(zhuǎn)子發(fā)動機(jī)。上圖即為測試的轉(zhuǎn)子發(fā)動機(jī)原型和測試原型車。但是這個計劃在如今已經(jīng)悄無聲息。
13B
轉(zhuǎn)子之路其實就是在克服轉(zhuǎn)子本身的兩大問題:油耗和磨損。
然而轉(zhuǎn)子先天不足使得這個這兩個問題在馬自達(dá)多年的發(fā)展來從未被完全克服過。雖然馬自達(dá)一再聲稱會重回轉(zhuǎn)子,而北美對于混動車型強(qiáng)制的銷售使得至今都沒有推出很棒的混動車型的馬自達(dá)更是面臨巨大的挑戰(zhàn)。
Anyway,轉(zhuǎn)回轉(zhuǎn)子上,如果你問我最喜歡哪代的轉(zhuǎn)子,答案自然是10A。
作為第一代轉(zhuǎn)子的她對馬自達(dá)和轉(zhuǎn)子的發(fā)展史都有著承上啟下的意義,那么,問題來了,你喜歡的轉(zhuǎn)子,是哪個她?
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