3月16日,马自达最新转子发动机专利图流出,这究竟是昙花一现,还是转子发动机崛起,要重新开始发动机的革命呢?今天我们就来讲讲转子发动机的故事。
优势与缺陷并存的发动机。
1957年德国人汪克尔总结了前人的经验,结合航空发动机回转阀、增压器等设计,最先找到了转子发动机壳体的最佳形状,发明了实用性有保障的转子发动机。
转子发动机大体由三角形转子、偏心轴和发动机壳体组成,转子带动偏心轴旋转,将爆炸产生的动力平稳传递到传动桥。
一经问世,转子发动机便凭借其优秀的动力输出、平稳的扭矩传递、精简的结构等优势,吸引了众多厂商的眼球,然而不久,低扭动力差、燃烧效率低、污染重、寿命短这几个致命的缺陷暴露,也让它迅速被抛弃。
(搭载了转子发动机)
但马自达剑走偏锋,却从NSU手上接过转子发动机的大旗,并于1967年率先完成转子发动机量产。
从一开始的Cosmo Sport,到后来的R100,转子发动机实现了在家用车上的发展,再后来的RX系列更是把转子发动机当作一个卖点。以至于到如今,转子发动机已经成为了马自达的招牌。
但很可惜,2012年,马自达考虑到转子发动机自身缺陷、搭载车型销售情况以及公司的运营情况,不得不暂停转子发动机的生产。
新型发动机技术或许是出路。
本以为转子发动机会就此成为历史,然而前几天马自达在美国专利商标局网站上的两张专利图却再度引起了网友们的热议。
其实马自达在去年就已经申请过一次转子发动机专利,那个时候他们选择了添加涡轮的方式,重新布局发动机。采用上排气下进气的造型,充分发挥涡轮效果,并使得发动机和废气处理的三元催化装置布局更加合理,目的就是为了改善转子发动机处于低速时的缺陷。此外,优化转子造型,使其能够部分遮挡进气口,延长排气时间,提升排气效率,便于后续的尾气处理。
而此次的专利图则分别向我们展示了马自达转子发动机的混动设想与转子发动机启停技术。
看来在汽车电动化、智能化的大趋势下,马自达也从中得到了启发,转子发动机启停系统体现了马自达对转子发动机油耗问题的解决思路。
众所周知,转子发动机的油耗一直是老大难问题,甚至有人戏称其是“四缸排量,六缸动力,八缸油耗”。马自达的这项专利,在汽车不需要使用发动机时自动关闭发动机,并继续使用火花塞点火,充分燃烧剩余可燃混合气,在保证燃油效率的同时改善排放问题。两项新专利结合,初步实现低速使用电池电机,高速启动转子发动机这一设想应该不成问题。
由此可以看出,这几年来马自达工程师们把油耗和尾气问题放在了首位,以至于没有其他亮眼的技术出现在我们面前。那么关于转子发动机的技术进步就这些了吗?不,我国的一些高校也对转子发动机有一定的研究,比如江苏大学的潘剑锋教授分析了影响转子发动机燃烧的因素,并找出了合适的喷射角度、喷射时刻、喷射提前角,这对于改善转子发动机的燃烧效率有着极大的帮助。加之现今汽车电子技术的发展,电喷电控系统愈发成熟,我们对发动机的控制更加有效可靠,假以时日,相信转子发动机燃烧效率的问题也能得以解决。
而在气密性方面,随着工业制造水平的提高,产品精度可以得到保障。比如,传统发动机活塞环也在不断发展,不仅材料由铸铁到钢,各种镀层技术也不断升级,从单一电化学镀层到现在的复合镀层,特别是镍-PTFE复合镀层的研究更是一大突破。镍镀层具有良好的耐磨耐热性,而镍-PTFE具有自润滑性能,完美契合密封环的需求,这一技术或许也可以缓解了转子发动机磨损和气密性问题。此外,金属磨损自修复材料技术(ART),在后天补救方面也指出一条明路。ART专利采用一种“矿石粉体润滑组合物”,添加到油品中,不仅能够降低机械磨损,还能选择性补偿磨损表面,比一般燃油添加剂更能延长设备寿命。
综上所述,伴随着现代发动机、材料等技术的发展,转子发动机在很大程度上能够依托这些新兴技术对自身进行优化完善,不失为一条走出困境的明路。
转子发动机的优势和缺陷都足够明显,面对顽疾,转子发动机工程师们坚持了几十年不曾放弃,如今转子发动机再出专利,彰显出他们对于攻克难题有足够的信心和底气。此次流出的转子发动机专利,也给关注着转子发动机的车友们一个惊喜,或许转子发动机重新出山只是时间的问题,至于黑科技究竟何时才能重生,让我们拭目以待。