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你最喜欢的马自达转子引擎,是哪一款?

发布日期:2022-03-29 19:23    点击次数:185


马自达是一家让人敬佩且惊讶的公司。

敬佩于马自达的执着,也惊讶与马自达的执着。

比如,马自达一直坚持着赚钱了还要玩转子的伟大精神,一直坚持着驾驶的乐趣;惊讶着马自达在这个触摸屏横行的时代,居然宣称这些触摸屏影响驾驶,所以坚持都要把这些超大的触摸屏都去掉 —— 虽然我觉得真的很对 —— 车是要开10年20年的,而液晶屏幕和技术的更新,3年就几乎是一个巨大的改变。

马自达最近似乎一直没有复苏转子,但是在做一些有趣的事情,比如AWD+2.5的马自达3的登场,比如马自达官方宣称的后驱+直六的平台的已经回归,这一切的一切,都意味着马自达依然在追求的驾驶乐趣。

你要知道,人生那么短,做一些有趣的事情,真的重要。

今天我们可以来看一看,关于马自达那转子引擎,那些你不知道的事情。

Author / Wanwan

视频 | 马自达787B,20年后重返勒芒赛场

 转子不死 

转子发动机也有一系列描述其技术参数的方式。和传统往复式发动机的缸径和冲程不同,转子往往是用几何大小来描述技术参数:转子中心至转子远角的长度(radius),转子本身的厚度(depth),以及曲柄行程(offset)。

在量产车的世界中,只有两家公司生产过转子发动机:马自达,NSU和雪铁龙合资的comotor联合公司。

Comotor仅仅存在了1967年到1977年的十年后就因为石油危机无限放大了转子本身的问题而破产,而马自达在苦苦支撑到2012年之后也放弃了转子在量产车上应用。

然而马自达仍在单一品牌Pro Mazda的方程式赛车上使用最后一代转子发动机:13B-MSP Renesis。也算是转子不死吧,如果有兴趣的朋友可以关注下马自达的转子方程式赛事。

早期NSU的转子发动机,右图可以清晰可见在短短的运行时间后就出现的磨损

马自达的转子引擎大小在中期就很少有变化,主要改变仍然是油耗,耐用性以及最重要的:马力。

马自达在购买了汪克尔转子的技术图纸后,研发出了第一台转子发动机,代号40A。

这台40A和NSU所生产的KKM400转子发动机有着极大的相似度。虽然40A从未量产,但是它直接证明了转子两个与生俱来的问题:磨损(中国称之为鬼爪)和极大的耗油量。

40A上的鬼爪主要是由转子末端密封条自身频率的震动导致,而耗油最终在抗热性极高的橡胶油封下解决了一部分。这台原型机 —— radius:90mm,depth:50mm,offset:14mm。

Cosmo

1963年的东京车展上马自达展示了cosmo原型车,并搭载了一台代号L8A的双转子发动机。

L8A排量约为798cc。为了解决40A上的密封震动,L8A采用了空腔的铸铁以改变振动频率来减少磨损,这个设计一直延伸到之后所有的转子发动机。

Radius延伸到了98mm,但是depth下降到了56mm。同期L8A还被用作单转子,三转子和四转子的实验平台。

 量产出现,终有回报 

1965年,马自达量产了第一代转子发动机,代号10A。

这是一台双转子发动机,每个转子排量约为491cc。这台转子也定下了之后马自达转子的通用depth:60mm。

这一代转子发动机的缸体采用的是用沙铸模的铝制缸体并配合镀铬工艺,而铝制缸体表面会喷涂融化的碳钢以增强其刚性。转子本身是铸铁材质,偏心轴则采用了极端昂贵的铬钼钢,额外增加的铝/碳则解决了磨损问题。

10A作为第一代转子发动机也被分成了好几个时期。最早的10A系列为0810。

0810被用于series/cosmo上,时间跨度为1965年五月到1968年六月。0810在最理想工况下可产生110hp和130Nm,但实际情况则大打折扣。0810在每个转子上有两个进气口,每个进气口有一台化油器支持。

和欧洲NSU的转子所使用的放射状流动的冷却剂不同,0810的冷却剂是轴向流动。0810也被用于马自达第一次在纽伯格林赛道上参赛的Cosmo。为了参赛,0810赛用发动机不仅在缸体本身也在缸体测面开口作为进气口用来在高转速和低转速不同功率下的进气切换。

1968年七月,改进版的0813被引入市场,这代和上代参数类似,700rpm可产生100hp和133Nm,唯一改变的是使用了更加便宜的材料以节省成本,这导致0813重量从103kg增加到了122kg。

右图即为搭载热反应器的转子发动机

1971年马自达推出10A家族最后一代转子,代号:0866。

由于1968年日本政府修改了排放要求,而美国国会也通过Muskie Act法案,来减少空气污染。日本和美国的空气污染法案非常类似,都是要求减少90%的尾气中的碳氢化合物。

然而和其他往复式内燃机排放不同,当年转子发动机产生的类似氮一类的污染物较少,但是产生的碳氢化合物却是非常多。

于是在0866转子发动机上,马自达使用了REAPS技术:转子发动机低污染系统。

增加了铸铁的热反应器,该反应器可以通过在排气管中燃烧碳氢化合物来减少排放污染。马自达也因此重新修改了排气口。这一技术的使用不仅在日本为马自达赢得了环境友好称号,也为其打入美国奠定了基础。

缸体喷涂技术也做了修改,TCP的运用使缸体上喷涂顺序发生了本质的改变:先喷涂铁然后再喷涂铬。马力在7000rpm增加到了105hp,扭矩在3500rpm为135Nm。

这台发动机被用在了日版的RX-3上。

RX500

1970你的东京车展,马自达放出了搭载10A的马自达超级跑车:马自达RX500概念车。

这辆车搭载的10A据称可达14000rpm,并能输出达到247匹马力。但是遗憾的是,这只是概念车,马自达从未将其投入过实际生产。

R130 Luce

 能跑勒芒全程的转子机出现 

紧接着马自达推出了转子发动机的异类:13A。

13A可产生126hp和172Nm,是专门设计被用在前置前驱的马自达汽车上。13A是双转子结构,每个转子约为655cc。

为了迁就前置前驱的设计,13A也是唯一一个和其他马自达转子尺寸完全不一样的转子发动机:radius120mm,offset17.5mm,depth60mm,这台发动机也整合了水油交换的冷却技术。

但总体而言,13A产量稀少而且仅仅被用在了R130 Luce上。R130 Luce只有不到1000辆,在收藏市场上如今也是天价了。在13A之后,马自达再也没生产过前置前驱的转子发动机。

前置后驱的马自达车辆在同一时期则采用了代号为12A的第二代转子发动机。

这其实是10A转子发动机的拉长版本,radius相同,但是depth增加到了70mm。这台双转子发动机排量为1146cc,也就是每个转子排量573cc。

12A生产周期极长,从1970年五月一直生产到1985年。这也是第一台在欧洲或者北美之外生产但是跑完勒芒全程的发动机。

第一代RX-7和其搭载的12A

12A上也有着诸多的马自达技术结晶。

1974年,缸体被进一步加强。新的增强缸体技术(SIP)和新的缸体喷涂技术几乎杜绝了由于磨损而导致金属残渣的问题。

而新的REST技术使得缸体变得非常坚硬以至于前期的碳封技术被抛弃而转向更加便宜的传统铸铁技术。后期也增加了类似可变进气系统。

Mazda 12A rotary engine

12A搭载涡轮后在1982年成为全日本最快的量产车。

涡轮版本的12A搭载半直喷技术,并搭载为12A量身打造的涡轮:impact turbo。最高可在6000rpm输出165hp,4000rpm输出231Nm。但12A也因为油耗过大而声名狼藉。

RX-3

在1974年马自达推出了12B,12B寿命极短,仅仅用在了RX-2和RX-3上。但是12B是马自达转子体系中的一台使用单分电器的发动机,至此转子发动机转向单分电器的设计。

 30年的磨练,终成经典 

接下来,马自达推出了最激动人心的转子发动机,第三代转子发动机,代号13B。

顺道说下,13B和13A本身没有任何联系,13B是12A的拉长版。depth增加到了80mm,每个转子排量约为654cc。这也是马自达生产时间最长的转子发动机,时间长达30年。

受70年代石油危机的影响,13B的设计思路是高性能低排放,并且开始注重油耗

13B是一个总称,他也分成许多不同的改进型。早期的13B也被称为AP,用在了诸如马自达皮卡和RX-4以及RX-5上。

1984-1985年13B-RESI被引入。RESI是指转子发动机类机械增压。13B-RESI有一套被称为动态进气的两段式进气系统,通过特殊设计的进气产生了Helmholts共振,从而起到类似机械增压的效果。

RESI也使用Bosch燃油喷射技术,输出可产生135hp和180Nm。

Mazda Cosmo RX5

1986年马自达推出13B-DEI。DEI是指搭载variable-intakesystem可变进气和四个燃油喷嘴的电喷系统。总输出在6500rpm可产生146hp,3500rpm可产生187Nm。

13B-T的涡轮版本在同年引入,但该涡轮版本处于不知名的原因缺少13B-DEI上一些关键技术。对于13B-T,马自达主要在涡轮的位置上做了极大的优化。

在86-88年,13B-T上的涡轮由一个两级的驱动阀控制,但是89-91年间,马自达优化了涡轮和转子发动机的相对位置和结构,从而取消了這结构。这一期间的涡轮转子发动机可达到185hp和248Nm的输出。

13B-Turbo

在80年代后期,马自达推出了13B-RE。13B-RE则是13B家族中仅仅生产5000套的稀有品种。据称13B-RE搭载的是序列式涡轮,可输出超过238匹马力。

13B-rew

1992年推出的13B-REW是13B中比较知名的一台发动机。

其搭载有两台来自于HITACHI的序列式涡轮,第一台涡轮从1500rpm开始起压一直推动到4500rpm,但是第二台在4500rpm之后接手的涡轮可一直推动发动机到8000rpm红线位置。小涡轮直径约为51mm,大涡轮为57mm。

根据wiki,这也是世界上第一台大规模量产的序列式涡轮。由于君子协议的原因,输出被限定在280hp,但据称实际输出远大于账面数据。相比于之前的13B,REW做了大范围的修改。

冷却系统和润滑系统都做了增强,进气和排气都做了重新设计,apex seal也变得更加坚硬,即使发动机管理系统也得到了极大地提升,更高功率的CPU可不间断监测油气混合比例,点火时间和增压系统。这一切都使得REW寿命得到提升。

这台转子主要搭载于RX-7上。

值得一提的是1990年,三转子版本的20B-REW被使用在量产版本cosmo上。

20B-REW仍然是基于13B打造的发动机,由三个转子组成,总排量达到1962cc。

这也是马自达在量产版本上生产过的最大的转子发动机。由于额外增加的转子和需要加强的一系列部件,这台发动机的总重量远远大于之前的转子发动机。

但是在第三台转子的帮助下,低扭不足这个问题得到了极大的改善,2200rpm就可以产生390Nm。在涡轮的加持下,峰值输出为280hp和407Nm。欧版上马力输出则达到了300hp。

然而极低的产量使得找到这一台20B的难度不亚于找到一台全新的RB26DETT。

2003年,马自达引入生产至今的最后一代13B转子发动机:13B-MSP RENESIS。MSP是指Mutiple side port,多侧接口。

这个设计是为了减少排放污染和改善燃油经济性。也正是由于这个设计,其自然吸气版本和之后的涡轮增压版本的马力都稍微低于前任13B-rew。

这代转子发动机有这两个非常重要的特性,第一,发动机的排气口在侧面,这消除了重叠并且允许重新设计进气口。重新设计的进气口和排气口的位置使得这代转子有着更加有效的压缩率。

然而,当排气口设计在侧面的时候,发动机长期形成的积碳会影响发动机的运行最终使得发动机完全停止运作。

于是13B-MSP RENESIS在侧面增加了水系统以解决这个问题。

第二,转子和缸体的密封进行了改进(来自wiki,the rotorsare sealed differently through the use of redesigned side seals, low-heightapex seals and the addition of a second cut-off ring)。

这个设计减少了摩擦,将整台引擎推向了极限。这些设计使得13B MSPRENESIS得到了极大的赞誉,比如,2004-2005年沃德十佳发动机,2003年世界最佳新发动机和国际发动机大奖。

如今,这台发动机仍在作为PROMAZDA的方程式赛车的心脏,在北美飞驰着。

13G

 勒芒王者的核心 —— R26B诞生 

马自达在80年代到90年代初活跃于勒芒24小时耐力赛的舞台上,13G,13J和20B就是在那时候孕育而生的产物。

13G是当年勒芒的赛用发动机而20B则是民用量产版本。唯一区别在于进气方式。13G使用工厂版本的进气口,20B使用的侧面进气口。

13J则是第一台马自达四转子发动机,用于1988年和1989年马自达勒芒原型车767上,后被26B取代。

R26B则是马自达最著名的转子发动机。

这是一台四转子发动机,用于取代老旧的13J赛用转子发动机,26B总排量2622cc。

根据马自达的测试,这台发动机其实可产出超过900hp,可能逼近1000hp的输出,但是为了勒芒24小时耐力赛,输出被限制在9000rpm产生700hp。

26B

这台转子发动机搭载于767和787B,这也是唯一一台赢得勒芒24小时耐力赛的日本原型赛车。

相比于之前的767,787和787B研究的重点是转子发动机的进气方式。

重新设计的散热器使得车身风阻更少,787B增加了连续可变长度的进气使得马力R26B的马力和扭矩输出可以适应rpm的变化,而767则是分阶段可调式,无法达到787B的连续可变。

相比于同时期的尼桑和丰田,马自达787B有着极佳的可靠性。这里也分享下787B的技术参数。

底盘/车身

车身材料:凯拉夫/碳纤维车轮:18 inx 12 in 前轮/18 inx 14.75 in 后轮使用Volk赛用镁制车轮刹车:360mm碳纤维刹车, Brembo 提供车灯:Cibie 头灯重量:850 kg变速箱:保时捷五速变速箱

发动机

代号:R26B进气:Telescopicintake manifold system火花塞:每个转子3个转子:4燃油系统:NipponDenso电喷电池:Pulsar最大马力:700 hp (520 kW)/9000 rpm最大扭矩:448 ft·lbf (607 N·m)/6500 rpm

 加入混动大营吗?

16X也被称为Renesis II,仅仅在07年东京车展上以原型车发动机的形式露过面,从此之后再无音讯。

马自达在2013年时候曾经想用氢能源来作为转子发动机。上图即为测试的转子发动机原型和测试原型车。但是这个计划在如今已经悄无声息。

13B

转子之路其实就是在克服转子本身的两大问题:油耗和磨损。

然而转子先天不足使得这个这两个问题在马自达多年的发展来从未被完全克服过。虽然马自达一再声称会重回转子,而北美对于混动车型强制的销售使得至今都没有推出很棒的混动车型的马自达更是面临巨大的挑战。

Anyway,转回转子上,如果你问我最喜欢哪代的转子,答案自然是10A。

作为第一代转子的她对马自达和转子的发展史都有着承上启下的意义,那么,问题来了,你喜欢的转子,是哪个她?

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