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轉子發動機的最佳(後)歸宿:做馬自達的“充電寶”

轉子發動機的最佳(後)歸宿:做馬自達的“充電寶”

海德堡,一個讓偉大詩人歌德把心留在那裡的地方,一個讓馬克吐溫贊美為到過最美的地方。在這内卡河畔,流淌過無數德國浪漫主義思想,見證了德國文藝複興的變遷,也孕育了我們今天的主角——轉子發動機。隻不過誕生于内河、河谷之中的轉子發動機或許沒有想到,自己真正嶄露頭角的舞台并不像内卡河一樣彙入萊茵河。在那裡雖然也有一條太田川,但更重要的是它的舞台面朝大海,面朝廣島灣。

遠嫁馬自達之後,轉子發動機或許體會到了什麼叫“情人眼裡出西施”。油耗高?面對石油危機,正是馬自達開始批量生産它的時候。磨損嚴重?有“轉子四十七士”來研究克服。就算在勒芒站在往複式活塞發動機世界的對立面,馬自達也沒有“背叛”。于是後來也有了“馬自達沒錢就賣車,賺錢就研究轉子”的梗。話雖浪漫,但轉子發動機真的隻能淪為堂吉诃德一般的存在嗎?

轉子發動機的最佳(後)歸宿:做馬自達的“充電寶”

轉子做“充電寶”?不是第一次,也不是馬自達的第一次

随着時間推移,馬自達将轉子發動機以增程器形式回歸的計劃已經日趨明朗。不過,用轉子發動機當“充電寶”,并非是一件完全創新的想法。早在10年前,奧迪就曾經研發過一款奧迪A1 e-tron增程式電動車。第五代大衆Polo的PQ25平台現在看來已經是古董了,但作為增程器部分的,是一台來自德國Wankel的轉子發動機。

轉子發動機的最佳(後)歸宿:做馬自達的“充電寶”

這台排量僅0.254升的轉子發動機,被布局在後橋的位置,而發電機則是在前橋,算是一種另類“後置前驅”的布局。加上支援車輛純電續航50km左右的锂電池組,加上滿油(12L油箱)狀态下再行駛200km的增程續航裡程,放在當時的環境下,還是非常具有超前意義的。不過當時奧迪一口氣拿出了多種技術路徑的混動車型,算是早期的技術試探。加上執意用Wankel轉子發動機,而不去敲馬自達的門,也讓大衆背負了更多研發成本壓力。

轉子發動機的最佳(後)歸宿:做馬自達的“充電寶”

奧迪能看到轉子發動機在增程式上的價值,馬自達不可能看不到,于是搭載轉子增程式發動機的馬自達2誕生了。後置增程器、中置蓄電池、前置電動機,馬自達與奧迪越是英雄所見略同,當時二者沒有合作就越顯得遺憾。馬自達采用的轉子發動機排量為0.33L,比奧迪那款大不了多少,單說排量比很多機車還小。不過總續航裡程已經可以達到約380km,綜合油耗也能控制在5L/100km左右,已經具備一定的現實意義。不過無論是奧迪還是馬自達,在當時都不具備大規模量産商業化這類車型的條件。但那個時候不行,現在就可以了嗎?

不是一定要轉子,但轉子最合适

解釋這個問題之前,要借安西教練名言暖場“球隊不是因為你而存在,是球隊需要你是以你才存在”。轉子發動機也是一樣,不是馬自達一定癡迷于它,而是它最适合即将到來的馬自達。借助馬自達近期公布的專利圖顯示,理想狀态下馬自達的混動系統,将采用前置四驅的結構。驅動系統由2台前輪輪毂電機,以及一台後置驅動電機組成。發動機隻做增程器使用(理論上同樣具備發動機直接輸出動力至後橋的可能性)。

轉子發動機的最佳(後)歸宿:做馬自達的“充電寶”

雖然主要動力輸出在後橋,但是前橋的情況更具有看點。首先從專利圖來看,前橋部分需要內建2個逆變器以及輪毂電機,加上電容以及高、低壓變換器等等。其中重點主要在電容以及輪毂電機上。電容方面,馬自達這一套四驅系統必然是建立在後驅基礎上的适時四驅,前輪電機隻在特殊工況下介入驅動,并在刹車或滑行狀态下實作能量回收。從這樣的工作狀态,就可以發現電容的壓力不小,頗有一種“閃充閃放”的感覺。

轉子發動機的最佳(後)歸宿:做馬自達的“充電寶”

另外,壓力還來自于輪毂電機。從目前的消息來看,兩台前輪電機有可能采用120V的高壓,原因是縮減電機體積。其實采用電容結構本身也是利用它的優點減輕前軸的重量與線束壓力。其次,作為注重駕駛樂趣的馬自達,除了盡可能減輕車頭的重量,還需要保障懸挂結構與刹車散熱等等。從專利圖上我們也可以看到,圖紙是以雙叉臂式懸挂結構來繪制的,這本身就是一種相當占據空間的結構。

轉子發動機的最佳(後)歸宿:做馬自達的“充電寶”

前軸的空間以及車輛前後配重的控制,還能從哪擠出空間來呢?那就隻剩發動機了,是以我們在早先得到的消息中,都是馬自達要做縱置後驅的聲音。縱置當然可以滿足以上條件,但是縱置的轉子發動機更“完美”。從去年曝光的專利圖上還不能看出發動機部分的情況,但最新的曝光圖紙上,已經比較清晰的繪制出了縱置三轉子發動機的結構。當然,大機率這套結構可以适配轉子或縱置往複式發動機,就像前面推測它相容燃油(48V輕混)以及增程式電驅的情況一樣。

轉子發動機的最佳(後)歸宿:做馬自達的“充電寶”

不過當我們套入轉子發動機的優勢,你就能了解為什麼說這套結構最合适的選擇就是轉子發動機。首先轉子發動機結構相對簡單,在沒有曲柄滑塊機構的情況下,要比往複式活塞發動機更為緊湊。這對應前面所說的前橋結構,又可以為兩側的輪毂電機以及懸挂省出寶貴的空間。

轉子發動機的最佳(後)歸宿:做馬自達的“充電寶”

其次,在機關體積内,轉子發動機的功率輸出遠高于傳統活塞發動機。由于三角轉子的特點,其三角轉速與主軸轉速呈1比3的比例,故而不需要很高的活塞轉速就可以實作發動機高轉速的效果。簡單的說,三角轉子每旋轉一周,發動機都會點火做功3次。這與一般的四沖程發動機每旋轉兩圈才做功一次相比,顯然無論動力輸出還是平順性方面都優勢巨大。得益于轉子發動機的輸出優勢,馬自達還可以搭載更小容量的電池組,以靈活布局自身的後橋部分,以及減少制造成本等等。由于目前專利圖部分電池容量尚且無法區分是48V輕混結構還是增程結構,是以暫不過多讨論。

轉子發動機的最佳(後)歸宿:做馬自達的“充電寶”

細節方面,由于轉子發動機結構更簡單,體積、重量小,加上獨特的旋轉做功模式,是以工作狀态下的震動也要更小。這對于目前電驅趨勢下,各類增程式或混動結構的車型而言,能夠進一步規避發動機介入時的噪音落差,營造更好的乘用環境。同時更低的重心,也進一步強化了馬自達在操控特性上的追求。

反過來,通過增程器的形式回歸量産,也盡可能規避了轉子發動機的缺陷。比如轉子發動機低轉速扭矩不足、壽命短等缺點,在電驅的情況下,自然不用擔心驅動力的線性問題。至于壽命方面,轉子發動機作為增程器可以穩定在合适的工作區間發電即可。而且增程式車型也并非無時無刻都需要發動機運轉,對轉子發動機的壽命天然是一種保護。

轉子發動機的最佳(後)歸宿:做馬自達的“充電寶”

寫在最後:

馬自達近年來放出的消息總是碎片化的,但僅僅是偶爾曝光的一點消息,都還是能得到車友們的關注與天馬行空的聯想。随着資訊的逐漸明朗,我們基本可以推測,馬自達在建構一套,以前置後驅為基礎子產品。然後相容傳統往複式活塞發動機(或為6缸+48V輕混),轉子發動機增程式系統(電四驅),甚至未來可以覆寫插電式混合動力系統的結構。這或許也是轉子發動機擺脫自己隻是情懷、圖騰,甚至馬自達燒錢無底洞的最後也是最佳的機會。

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