追梦试驾：从汪克尔到HCCI发动机—

旋转发动机如何帮助日本品牌马自达成为今天的样子

在 Wankel 发动机的第一个工作原型创建 60 年后，在马自达推出并正式宣布其已创建功能性 HCCI 发动机 50 年后，这是一个回顾这一独特历史的机会热机。

马自达不再隐瞒这样一个事实，即在 HCCI 模式（或均质混合和压缩点火）下工作范围广泛的发动机的开发已经成功，并打算从 2019 年开始批量生产这种发动机。难怪马自达总能给汽车界带来惊喜。即使是粗略地浏览一下品牌的历史编年史，也足以找到这句话的来源。直到最近，这家日本公司还是汪克尔理念的唯一热心载体，也是第一家采用米勒循环发动机的汽车制造商（9 年至 1993 年生产马自达 Xedos 2003，然后是 Demio，在欧洲被称为马自达 2）。

这里值得一提的是 Comprex 波压缩柴油发动机、级联、双喷气和强制可变几何形状的汽油发动机（马自达 RX-7 的不同版本）、626 年代后期的主动后桥转向系统 80。多年来，独特的 i-Stop 启停系统，其中启动由燃烧过程支持，以及使用 i-Eloop 电容器的能量回收系统。最后，请注意，它是唯一一家赢得勒芒 24 小时耐力赛的日本制造商——当然是使用 Wankel 动力汽车！在造型方面，Luce、标志性的 Wankel Cosmo Sport、RX-7 和 RX-8、MX-5 Roadster 和马自达 6 等车型充分说明了该品牌在该领域的独特性。但这还不是全部——近年来，Skyactiv 发动机不仅表明内燃机还有很长的路要走，而且马自达可以展示自己的方式。

应马自达XNUMX月底日本之行的访问，我们将进一步介绍该公司工程师的发展。但是，本文的原因并不是在上面的小标题中可以找到的唯一原因。因为要了解马自达的创建者能够创建其HCCI引擎的原因，所以我们可能不得不追溯到公司的历史。

旋转发动机是Skyactiv-X的基础

询问已完成 160 公里路线的超级马拉松运动员，完成标准的 42 公里马拉松比赛是否会有任何问题。好吧，他可能跑不了两个小时，但他绝对可以以相当不错的速度继续至少再跑 42 小时。带着这种心态，如果你的公司总部设在广岛，如果你几十年来一直在与巨大的旋转发动机活塞旋转问题作斗争，并解决了数百个润滑或排放、波浪效应和涡轮增压问题，或者尤其是带有可变块的镰刀室燃烧过程基于 Wankel 的体积，您可以拥有更稳定的基础来构建 HCCI 发动机。 Skyactiv 项目的正式启动恰好是十年前的 2007 年（梅赛德斯推出复杂的 HCCI Diesotto 发动机原型的同一年），当时 Wankel 动力马自达 RX-8 仍在生产中。如您所知，这家日本公司的工程师在开发 Skyactiv-R 转子发动机原型时，正在精确地试验 HCCI 运行模式。 HCCI 项目可能称为马自达 SPCCI（火花塞控制压缩点火）或 Skyactiv-X，涉及旋转部门和汽油和柴油发动机部门的工程师，因为即使在 Skyactiv-D 的燃烧过程开发中我们可以识别参与 HCCI 流程开发的人员的笔迹。天知道 Skyactiav 发动机是什么时候演变为均质搅拌和自燃发动机的——马自达的工程师早就知道参与了这个话题——但这可能发生在 Wankel 发动机还存在的时候。

几十年的旋转汽车制造，其中大部分都是单独制造，可能不会给马自达带来可观的财务回报，但它也会带来对坚定不移的精神的认可，找到解决各种问题的方法，令人难以置信的毅力，以及因此积累的丰富且非常宝贵的经验。不过，据马自达负责产品规划的藤原清史表示，参与Skyactiv项目的每一位设计师都承载着汪克尔发动机的精神，却变成了对传统发动机进行改进的机会。或者在非传统的 HCCI 中。 “但热情是一样的。是她让 Skyactiv 成为现实。这次真正的冒险成为了我一生中最大的快乐。的确，每家公司生产汽车都是为了销售和赚钱，”马自达开发主管 Seita Kanai 解释说，“但请相信我，对于我们马自达来说，我们制造的汽车这一事实同样重要。它们起源于我们的内心，每一次它们的构建都成为我们的浪漫冒险。这一过程背后的主要驱动力是我们的热情。成为最好的是我的工程浪漫。”

一个年轻人的梦想

也许在 60 年代，最近发布的第一款马自达汽车的工程师们在 Wankel 发动机中发现了“他们自己的工程小说”。因为转子发动机诞生于 17 年一个 1919 岁的德国男孩的梦想，他的名字叫 Felix Wankel。当时，他于 1902 年出生在德国拉尔地区（奥托、戴姆勒和奔驰的诞生地），他告诉朋友们，他梦想中的汽车有一个半涡轮、半活塞的发动机。那时，他还没有对往复式内燃机的基本认识，只是凭直觉认为他的发动机在活塞旋转时可以进行四个循环的工作——进气、压缩、做功和排气。正是这种直觉将在很长一段时间内引导他创造出一种工作转子发动机，自 16 世纪以来，其他设计师已经尝试了无数次，但均未成功。

Wankel 的父亲在第一次世界大战期间去世，之后这个年轻人出售印刷品并阅读了大量技术文献。 1924 年，22 岁的他成立了一个小型实验室，用于开发转子发动机，并于 1927 年绘制了“Die Drehkolbenmaschine”（旋转活塞机）的第一张图纸。 1939年，机智的航空部在转子发动机中发现了合理的颗粒，求助于希特勒，后者奉当地高莱特的命令亲自下令释放当时被关押在监狱中的万克尔，并在湖上装备了一个实验实验室康斯坦斯。在那里，他为 BMW、Lillethal、DVL、Junkers 和 Daimler-Benz 设计了原型。然而，第一台实验性汪克尔发动机来得太晚，无法帮助第三帝国的生存。德国投降后，法国人监禁了 Wankel——他们对 Ferdinand Porsche 也做过同样的事情。一年后，菲利克斯获释，由于没有更高效的工作，他开始写一本关于旋转活塞发动机的书。后来他创立了工程技术研究所，并继续开发工业用转子发动机和压缩机。 1951 年，一位雄心勃勃的设计师设法说服了 NSU 运动摩托车部门的负责人 Walter Frede 进行合作。 Wankel 和 NSU 将他们的精力集中在具有苹果形（次摆线）腔室和拱形壁三角形活塞的转子发动机上。 1957 年，发动机的第一台工作原型以 DKN 的名义制造。这是汪克尔发动机的诞生日。

60年代：旋转发动机的光明前景

DKM 表明转子发动机不只是一个梦想。我们所知道的固定体形式的真正实用的 Wankel 发动机是下一个 KKM。 NSU 和 Wankel 共同实施了与活塞密封、火花塞定位、孔填充、废气清除、润滑、燃烧过程、材料和制造差距相关的早期想法。然而，许多问题仍然存在……

这并不妨碍 NSU 在 1959 年正式宣布创建未来引擎。超过100家公司提供技术合作，包括梅赛德斯、劳斯莱斯、通用、阿尔法罗密欧、保时捷、雪铁龙、MAN和多家机器制造商购买许可证。其中包括马自达，其总裁松田恒荣看到了发动机的巨大潜力。除了与 NSU 工程师同时进行咨询外，马自达还成立了自己的汪克尔发动机开发部门，该部门最初包括 47 名工程师。

纽约先驱论坛报宣称汪克尔发动机是一项革命性的发明。当时，NSU 的股票简直是爆炸式增长 - 如果在 1957 年它们的交易价格为 124 德国马克，那么在 1960 年它们就达到了宇宙般的 3000！ 1960 年，第一辆汪克尔动力汽车 NSU Prinz III 问世。紧随其后的是 1963 年 500 月配备单室 3 cc 发动机的 NSU Wankel Spider，两年后赢得了德国冠军。然而，在 1968 年法兰克福车展上引起轰动的是新款 NSU Ro 80。这款由 Klaus Lüthe 设计的优雅轿车在各个方面都前卫，其空气动力学外形（本身的流动系数为 0,35 使该车独一无二当时）是由小型双转子发动机 KKM 612 实现的。变速箱有一个液压离合器，四个盘式制动器，前部位于变速箱旁边。 Ro 80 在当时给人留下了深刻的印象，以至于它赢得了 1968 年的年度汽车奖。次年，Felix Wankel 在慕尼黑工业大学获得博士学位，并获得德国工程师联合会金质奖章，这是德国科学技术成就最负盛名的奖项。

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文字：Georgy Kolev