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66年的艰苦钻研 详解转子发动机血泪史

发布时间:2012年05月29日 12:28 | 进入汽车论坛 | 来源:无敌改装网 | 手机看视频


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Rotary Engine,简称RE。谈起RE的话,相信绝大部分人会立刻与Mazda这个名字挂钩。Rotary Engine最初的名字为Wankel Engine(汪克尔发动机),取发明家菲力•汪克尔(Felix HeinrichWankel)的姓氏作命名。Rotary Engine之所以被广泛认知,那真的要归功于Mazda。自从Mazda购得汪克尔发动机的版权后,以“RE”转子发动机作为命名,并诞生了不少传奇运动车型,“转子发动机”也随之然深入民心。本文叙述了汪克尔发动机/转子发动机发展的开端以至实用化之间,充满荆棘的坎坷之路。

66年的艰苦钻研 详解转子发动机血泪史

转子发动机的元祖,汪克尔发动机原型DKM54

转子发动机属于无活塞回旋型发动机的一种,早在1900年初,航空与摩托车的领域上已经出现了实用化的旋转型发动机。而谈及在汽车领域使用的转子发动机,那就必须要由1951年面世的汪克尔发动机开始说起。

德国发明家菲力•汪克尔(Felix Heinrich Wankel)出生于1902年,也就是旋转式发动机出现的时代里。在第二次世界大战期间,汪克尔曾经隶属于德国军事技术开发部,专注于航空机及鱼雷机关部分的旋转阀相关的开发工作。至于德国战败后,汪克尔则被同盟军收押数月,并禁止了军事用品的开发。战后数年,汪克尔加入了当时德国制造商NSU(1969年被奥迪收购),由1951年开始从事汽车领域的旋转式发动机开发。1954年,由汪克尔发明的,以三角转子旋转驱动方式代替传统往复式活塞驱动发动机的新品种发动机成功面世,它就是转子发动机的元祖汪克尔发动机DKM 54。

66年的艰苦钻研 详解转子发动机血泪史

试作型的KKM57

相比起当时的往复式发动机,prototype DKM 54在动力输出方面以流畅平顺为特征,而且发动机本体的体积小,重量轻,结构简,音噪低,转子转一圈的时间便能做出往复式发动机四个冲程的动作,双转子的DKM 54就拥有一台四缸往复式发动机的能力。这台划时代发动机的消息传开后,成功吸引了国际级大车厂的眼球。通用、福特、丰田、日产、奔驰等国际级汽车大厂纷纷对这款当时的划时代发动机表示出十分强烈的兴趣。

然而,汪克尔发动机缸壁抗磨能力低、缸内气密性差导致缸内鲜气受污染、由于高温导致所需配套增多等等负面因素,造成其实用性低的反差。1957年登场的试验型号KKM 57在首次测试中便暴露了汪克尔发动机的致命伤,那就是耐久性。在起动试验中,KKM 57随着运转速度的提升,缸内的磨损就越大,汪克尔发动机被证实无法长时间工作。而随后的1959年,汪克尔发动机仍然在没有解决磨损问题的前提下,以试验开发的阶段向世界发表。

作为汪克尔发动机版权所有者的NSU,仍然没有放弃其发明的实用化计划。自1963年以来的不断改良汪克尔发动机,1964年发表了世界上首台正式面向市场的汪克尔发动机/转子发动机搭载车型NSU Spider。此台采用后置后驱布局的NSU Spider搭载的汪克尔发动机尚没有解决欠缺耐久性的问题,燃耗过大而且缸内耐磨问题未解决。而实际上,Spider只是NSU为汪克尔发动机制作的第一个实验台而已,三年间的产量只有二千三百余台。Spider停产后,NSU推出了的第二台汪克尔发动机车型NSU-Ro80。于1967年正式发表的世界首台搭载汪克尔发动机的四门轿车NSU-Ro80。从时间轴上来看,NSU-Ro80的发布虽然落后于Mazda Cosmo Sport,但它推出市面的时间却比Cosmo Sport要早,相比于Cosmo的成功,Ro80上搭载的汪克尔发动机问题未解决,由于发动机故障多发的关系,很多Ro80需要被召回NSU厂房进行发动机更换。被召回问题困扰的NSU陷入了经营危机,终于在1969年被收入大众旗下,与奥迪合并。NSU被收购后的次年,Ro80搭载的汪克尔发动机得到故障问题的解消,可惜档案被划花了的Ro80形象已经受损,加上1973年爆发的石油危机,Ro80的销量再无回天之力,直到1977年4月Ro80停产之际的统计所得,十年间的销量只有37204台。

66年的艰苦钻研 详解转子发动机血泪史

世界上首台搭载汪克尔发动机的双门开蓬车NSU Spider,实现了见证了汽
车领域上旋转式发动机实用化的起点,它是1960年代里汽车业界里的新星

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此汪克尔发动机为500cc单转子型,体积轻巧,能够被收纳于狭窄的舱内。与同能水平的往复式发动机比较,汪克尔发动机能够输出将近2倍的马力,只可惜其耐用性没有得到及时的完善。

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NSU Ro80于1967年推出市面,其外观设计为后世诞生的奥迪各款车型带来重要的参考价值。

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Ro80采用前置发动机的,采用双转子设计,可是发动机弊端没有得到改善便已经推出市面发售。实用化勉强是达到了,可是这副有缺陷的发动机还不能达到量产化的能力。

NSU于1969年与奥迪合并,Ro80成为了NSU自行推出的最后一款车型。虽然Ro80不是一款成功的车型,也为NSU带来了沉重的代价,从事实来看,把一台未完成的发动机投入市场是NSU的失策。然而,不得不承认这是一款具有历史参考意义的车型。NSU-Ro80见证了NSU敢于向新领域挑战的革新精神,哪怕是在商业的道路上牺牲。此外,撇开发动机部分来看,后来移席至BMW的当时的NSU首席设计师Claus Luthe,他设计的这款NSU-Ro80在推出的初期收到不俗的评价,巧妙地利用空力特性的外观,美观大方而且前卫,为后来推出的VW K70、Audi 100带来了深远的影响,NSU-Ro80乃是当今奥迪各款车型设计概念的重要思源之一。

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  • 转子发动机: 转子发动机与传统往复式发动机的比较往复式发动机和转子发动机都依靠空燃混合气燃烧产生的膨胀压力以获得转动力。两种发动机的机构差异在于使用膨胀压力的方式。在往复式发动机中,产生在活塞顶部表面的膨胀压力向下推动活塞,机械力被传给连杆,带动曲轴转动。转子发动机 对于转子发动机,膨胀压力作用在转子的侧面。 从而将三角形转子的三个面之一推向偏心轴的中心(见图中力PG)。这一运动在两个分力的力作用下进行。一个是指向输出轴中心(见图中的Pb)的向心力,另一个是使输出轴转动的切线力(Ft)。 来自:互动百科