转子发动机并非什么神秘的黑科技,实际上它只是内燃机漫长发展历程中的一个分支,与水平对置发动机有着异曲同工之妙;尽管转子发动机并不常见,但许多汽车爱好者对其情有独钟,这主要是因为它的稀有性、独特性以及曾经创造过的辉煌历史;虽然转子发动机在内燃机发展史上只是一个分支,但马自达却在这条道路上坚持得最为坚定。
事实上,马自达在推出RX8车型后,已经不再生产搭载转子发动机的汽车,但这是否意味着马自达放弃了转子发动机呢?答案是否定的,至少从精神层面来看,马自达从未想过要放弃转子发动机;多年来,马自达每隔一段时间就会传出复活转子发动机的消息,尽管十几年过去了仍未有实际产品推出,但这依然证明马自达对转子发动机的执着,因为转子发动机已经成为马自达的象征。
任何汽车制造商,无论规模大小,都有自己的精神象征,这些象征可以理解为品牌的标志,也可以看作是品牌形象的体现;宝马的直列六缸、斯巴鲁的水平对置、保时捷的后置后驱以及水平对置发动机,这些都是品牌的独特标识;这些标识既是品牌的优势,也是品牌的局限;例如,保时捷918和911RSR都不采用后置后驱布局,但当我们提到保时捷时,首先想到的仍然是后置后驱。
那么,当我们谈论马自达时,首先想到的是什么?毫无疑问,不是创驰蓝天技术,而是转子发动机;尽管马自达的转子发动机已经退出市场近十五年,但它依然备受关注;由此可见,精神象征对于一个企业来说有多么重要,它是吸引粉丝的有力武器;尤其是对于马自达这样的中小规模汽车制造商而言,他们无法与福特、大众、丰田等大型汽车品牌抗衡,但独特的品牌形象和创新的技術却是他们赢得竞争的关键;事实证明,马自达将转子发动机作为品牌核心是正确的,这一策略帮助他们赢得了全球范围内的大量粉丝。
转子发动机并非由马自达发明,而是由德国工程师汪克发明,因此也被称为汪克发动机;当时,许多汽车制造商对转子发动机小巧的体积和高效的功率表现出浓厚的兴趣,因此奔驰、福特、大众等汽车制造商都曾研发过转子发动机;甚至中国的天津发动机厂也在1969年生产出了双转子发动机,比马自达晚了两三年;由此可见,转子发动机的发展道路并非马自达独有,只是马自达在这条道路上走得更远。
原因不仅在于马自达的坚持不懈,还在于马自达的规模较小;那些大型汽车制造商在购买转子发动机专利时只是进行尝试,发现技术难度较大后便放弃了;而马自达在购买转子发动机专利时如同孤注一掷,一旦失败便无法挽回;因此,马自达凭借自己的努力将转子发动机延续了数十年,直到2000年左右;但最终,转子发动机仍然无法成为主流;与其说转子发动机衰落了,不如说它从未成为主流;这与后置后驱、水平对置发动机完全不同,后置后驱和水平对置发动机曾经是主流;由于转子发动机从未成为主流,因此它的衰落也就不足为奇。
许多人都认为转子发动机小排量却能输出强大的功率,这与其工作原理有关;转子发动机每转一圈可以点火三次,即完成三次做功,而转子发动机的偏心轴每转一圈相当于曲轴转三圈,因此相当于偏心轴每转一圈完成一次做功;而传统的活塞式发动机(四冲程)需要曲轴转两圈才能完成四个冲程,即曲轴转两圈完成一次做功;转子发动机的偏心轴每转一圈完成一次做功,而活塞式发动机的曲轴每转两圈完成一次做功;因此,转子发动机的排量需要乘以二才能与活塞式发动机的排量相比较;例如,1.5L的转子发动机相当于3.0L的活塞发动机;由于做功密度较高,因此油耗也与3.0L的活塞发动机相近;因此,没有必要说转子发动机的潜力巨大、升功率高,这仅仅是其工作原理的特性;活塞式发动机也有做功密度高的机型,例如二冲程往复式活塞发动机,其工作原理与转子发动机相同,但命运也与转子发动机相似,高油耗、高排放、烧机油,因此逐渐被淘汰。
转子发动机的优势在于体积小、重量轻,节省空间,便于轻量化,更容易降低整车重心;至于做功密度,则因人而异;与二冲程活塞发动机相比,其做功密度相同;与四冲程发动机相比,其排量需要乘以二,因此在赛场上,转子发动机并没有什么优势;例如,勒芒冠军车787B使用的是2.6L的转子发动机,而它的对手都是5.0L排量的车型。
在同等条件下,转子发动机并没有什么优势,别说不公平,二冲程活塞发动机也不是做不到这个水平;至于劣势,则有很多,例如火花塞的位置,转子发动机的燃烧室位置始终处于壳体的下半部分,且燃烧室处于动态状态,导致火花传播混乱;壳体的上半部分进气、喷油(冷),下半部分燃烧、做功(热),长期处于冷热不均的状态容易导致缸体老化、变形;而活塞发动机在同一个位置可以完成四个冲程,避免了冷热不均的状态;此外,润滑也是一个问题,三角形转子与缸壁的摩擦比活塞与缸壁之间的摩擦更难处理;再其次,油耗和排放问题也不容忽视;因此,在曲轴加工精度不够的时代,转子发动机更容易实现高转速、输出高功率,因为转子发动机的偏心轴精度要求远低于活塞式发动机的曲轴;但随着加工精度的不断提高,活塞式发动机也能实现高转速,此时转子发动机的优势就消失了。
许多车友戏称转子发动机是L4的排量、V6的动力、V8的油耗和排放;那么,转子发动机存在的意义是什么呢?例如,马自达RX8上的1.3L转子发动机相当于2.6L的活塞发动机,只能输出230匹马力、210nm的扭矩;而同时期本田2.0L K20A能输出240匹马力,日产的VQ25HR也能输出245匹马力;无论是油耗、排放还是寿命,1.3L的转子发动机都不如这些活塞发动机;那么,转子发动机还有什么理由不被淘汰呢?
因此,转子发动机的淘汰是一个必然趋势,它确实有一些优势,但劣势更加明显;在性能方面,转子发动机并没有什么神奇之处,因为与它同台竞技的活塞发动机都是它的两倍排量(规则如此);例如,马自达7B7B赛车只有2.6L的排量,但它的对手都是5.0L排量的车型,在性能上并没有什么劣势,否则马自达的转子发动机赛车也不会陪跑勒芒二十多年,直到1991年才夺冠;因为对手的活塞发动机都是它的两倍排量,性能上只强不弱,因此不存在阴谋取消转子发动机的说法;
只不过,许多车友更愿意相信地摊文学,因为悲情、孤独的英雄总会唤起人们的同情心;1989年,国际汽联提出勒芒赛效仿F1使用V型发动机,1990年敲定计划;1991年,勒芒赛C1组已经禁用了转子发动机,但许多车友认为是1991年马自达夺冠后才禁用转子发动机;但为了照顾一些财力较弱的参赛品牌,1991年勒芒赛C2组还可以使用转子发动机参赛,作为最后一次缓冲;因此,马自达在赛前就 knew 1992年转子发动机将被禁用,无论是否夺冠。
因此,国际汽联改变规则并不是针对马自达,而是针对整个勒芒赛;因为当时勒芒赛的发动机排量动辄5.0L以上,性能强大,极限速度都达到了400km/h;如果再不加以控制,勒芒赛的极限速度可能会超过F1;因此,F1总裁向国际汽联提出建议,要求勒芒赛也使用当时F1的3.5L V10发动机;要求勒芒赛车必须保留副驾驶位置、比F1赛车重200公斤以上、不能使用开放式悬挂等,从此勒芒赛车失去了超越F1的机会;
即使现在,国际汽联也会为了保护F1而不断给勒芒赛制造麻烦,因为要保证F1的速度最快;因此,取消转子发动机并不是国际汽联针对马自达,而是F1针对勒芒的一次打压;马自达也是利用了改规则的时机,将自己刻画成悲情的形象(具体是马自达自己刻画的,还是地摊文学刻画的就不得而知了);总之,转子发动机有优势,但也有更多的劣势;与两倍排量的活塞发动机相比,在性能上并没有什么优势;只不过,转子发动机的强弱都无所谓,只要能作为马自达的精神象征就足够了,因为许多车友对转子发动机充满了向往。