史料

在我们的印象中，转子发动机早就和马自达绑定在了一起。这个品牌在销量仅有丰田几分之一的情况下仍然拥有众多的拥趸和粉丝，它的造车理念绝对是最大功臣。而构成它造车理念的最大功臣，就是转子发动机。

最近我在微博上看到一个段子：“马自达：我玩转子发动机我就会没钱，没钱了我就去卖车，卖了车我就会有钱，有钱了我就去玩转子发动机。”

我喷饭之余，再次深深感慨网友“企业级“理解的到位。

微博上之所以会出现这个段子，原因是几天前马自达CEO亲口承认了转子发动机将会以纯电动车增程器的方式回归。尽管它只是个增程器、尽管它只能供电、尽管它不能直接驱动车轮，但当发动机中的转子再次做离心运动的时候，那些属于高桥凉介和FC3S的回忆便会涌上心头。情怀化为泪水，信仰凝结成梦。我们这些马自达的“脑残粉“，除了能用键盘表示鼓励，也只能一声声的高喊”马自达牛X“了。

关于转子发动机为何会成为增程器，我们以后有机会细说。本篇文章，我就带大家回顾一下转子发动机的前世今生，以及它最后为什么会成为马自达粉丝的终极信仰。

?转子发动机之父

我们得承认，转子发动机是因为马自达而发扬光大的，可惜的是，这个日本品牌并不是转子发动机的“生父“。真正发明转子发动机的其实是一位德国工程师，菲力斯·汪克尔（Felix Wankel）。

与大多数车企的著名工程师一样，汪克尔博士也与二战有着千丝万缕的联系。早年间，汪克尔博士在纳粹德国的帝国航空部工作，专门研究飞机和鱼雷等武器的油封和旋转阀门。随着德国的战败，汪克尔博士被盟军关了一段时间，获释后在50年代加入了NSU汽车厂（后来被奥迪合并），开始专心研究汽车发动机。

起初，汪克尔博士是想发明一种没有太大振动的发动机，他认为活塞的往复运动是发动机振动最大的来源，在经过了反复尝试后，汪克尔博士终于在1957年发明了一种不需要往复运动的发动机——转子发动机。

Tips：汪克尔博士发明的转子发动机代号为“DKM54“，但这款发动机由于种种原因没能量产，后来NSU汽车厂的另一个工程师对其进行了改良，使其能够量产，而发动机的代号也变为了“KKM 57P“。

?转子发动机的原理

那么，汪克尔博士既然想发明一种振动小的发动机，这种发动机自然就是以“振动小“为目标去研发的。首先，传统的四冲程发动机转两圈才能做功一次，而转子发动机转一圈就能做功三次，效率很高。其次，因为没有了曲轴、传统的进排气阀、凸轮轴等等一系列的零件，转子发动机的体积就可以很小，而且因为发动机内部不会有往复运动，所以它在运行时的振动很小，也更加平顺。

简单点说，转子发动机的气室是一个椭圆形的，不像传统的圆柱形。在里面有一个旋转的转子，转子的形状也很特殊，是三段圆弧组成的类似于等边三角形的形状。转子内通过齿轮与中间轴啮合，转子不断的做离心运动。

这种设计的巧妙之处就在于转子和气室的形状，转子在运转的过程中，将气室分为三部分，这三部分分别负责进排气、压缩和点火，完美地完成了传统四冲程发动机的工作。另外，它也顺带手的增加了一个好处，就是发动机的转速可以做的很高，升功率方面优势很大。

Tips：通过上面这张图大家也能看出来，传统活塞发动机的零件很多，所以带来了很高的故障率和装配难度，而零件较少的转子发动机此时的优势一览无遗。

?那些研究过转子发动机的车企

按照当时的眼光来看，转子发动机绝对是属于“黑科技“级别的产品了。1960年，NSU将一台30匹马力的转子发动机放在了Prinz车型上。因为转子发动机体积小、振动小等优势，这台发动机甚至被安置在了后背厢地板的下面。

此时各大车企一看：“有这么厉害的技术，那我一定不能落在别人后面！“（类似于今天的新能源车和自动驾驶）于是NSU开始出售转子发动机的制造权，并且从这些车企的身上赚了不少授权费。

再然后，军备竞赛正式开始了。此时全球的大部分车企都开启了转子发动机的研发和改进，像奔驰、日产、雪铁龙、通用、保时捷、丰田等等厂商都对该技术有所涉足。

其中研发速度较快的，比如雪铁龙推出了一款与NSU合作的双转子发动机，车型为雪铁龙GS?Birotor。还有奔驰著名的概念车C111，也搭载了一台燃油直喷的三转子发动机。我们印象中最具肌肉范儿的福特野马也采用过转子发动机，甚至连劳斯莱斯都研发出了一台双转子柴油发动机，计划应用在军工车型上。

然而，各大车企在尝试了一段时间后纷纷碰壁，上述的这几款车型没有一款能够大获成功。事实上，转子发动机在当时的确也是有缺陷的，最大的问题就在于随着转子的旋转，转子三个顶端气封的密闭性会逐渐降低，而且由于转子在不断摩擦转子室内壁，上面会出现严重的磨损，导致转子发动机的寿命大幅降低。

此时，大部分厂商已经知难而退了，只留下了一个“身披红色战衣“的匠人——马自达。

?马自达将转子发动机推上神坛

在经过了时间的沉淀后，转子发动机早就褪去了最初的光环，如今的它更像是一块烫手的山芋，无人敢接。在这样的情况下，马自达毅然决然的购买了转子发动机的所有专利，它也为此付出了2亿8千万日元的巨额资金，这相当于全公司8000名员工的一个月薪资。

此时的马自达销量状况很差，随时有可能有被兼并的风险。马自达在此时孤注一掷，也颇有些“不成功便成仁“的味道。随后，著名的马自达转子引擎研发部门成立，后人称其为“转子四十七士”。

我们如今都很难相信，当年多少车企没有解决的难题，居然被这四十七个人解决了。在经过了无数次的尝试后，马自达终于将转子发动机推向实用化，发布了一款惊世骇俗的传奇跑车——马自达cosmo sport。

要知道，就在上个月的北京车展上，该车还作为马自达百年庆典的“重磅嘉宾”亲临了现场，它的重要程度可见一斑。

对于大多数男孩儿来说，这款车也一定在你们的童年中出现过，只不过你们当时都在看杰克·奥特曼打怪兽而已。没错，《杰克·奥特曼》中号称“陆战猛虎”的MAT队巡逻车就是马自达cosmo sport，这可是《奥特曼》系列中难得没有被“魔改”的车型。

没有任何意外，马自达cosmo sport成功了，而这辆车的成功也为RX系列的辉煌奠定了基础。1991年，采用了转子发动机的马自达787B赛车赢得了勒芒24小时耐力赛的冠军，这也是转子发动机和马自达在“人生”中最高光的时刻了。只不过后来赛事官方禁止了转子发动机参赛，这次比赛也成为了转子发动机“最耀眼的绝唱”。

后面的故事想必大家都能略知一二了，马自达RX家族诞生，转子发动机成为了马自达的“独门秘籍”。这其中最令人印象深刻的，恐怕就是《头文字D》中高桥兄弟驾驶的RX-7了，那辆白色的FC3S和**的FD3S也被如今的日本改装爱好者奉为“神物”，它们在日本的地位甚至超越了熊猫色的AE86。

?转子发动机的陨落

尽管“转子四十七士”用尽了毕生功力解决了转子发动机内壁划痕的问题，但终归解决不了物理规律所遗留下来的油耗和排放问题。

马自达将转子发动机推向市场后不久，第一次石油危机爆发，油价飙升的同时，丰田、斯巴鲁等厂商开始抓住这次难得的机会，推出了诸多“经济实用且省油”的小型车，马自达转子发动机遇冷。

虽然马自达并借着惊人的毅力挺过了第一次石油危机，但接踵而来的不是捷报，而是噩耗，因为第二次、第三次石油危机开始又来了…此时马自达已经将转子发动机从家用车“上放”到了性能车上面，这种迫于无耐收缩而转子发动机应用范围的做法无疑令人心酸。当年的辉煌烟消云散，努力付之东流。

我们以为《头文字D》中FD3S是神话的开始，但没想到那就是神话的结束了。虽然马自达后来又推出了RX-8，但这款车本质上只是四门四座车型，因此不能称之为纯粹的跑车，RX-7终归是后继无人了。

2011年10月，马自达宣布RX-8车型将于2012年6月份停产，该车成为了最后一款搭载转子发动机的车型。现在，不明所以的观众应该知道为什么马自达的粉丝会因为转子发动机的回归而如此欢呼雀跃了吧？

?总结

其实关于转子发动机，有太多太多的故事可讲，比如当年“转子四十七士”是如何解决的发动机室内壁划痕问题？马自达为什么会选择转子发动机作为增程器，只是因为情怀吗？汪克尔因为高度近视没考驾照为什么还能研发出转子发动机这种神物？

好吧，最后一个是我用来搞笑的。

我只是想说，转子发动机的故事还远远没有结束，它消失的这几年，汽车市场少了很多乐趣。无论是马自达的粉丝也好，还是不明真相的吃瓜群众也好，我们的欢呼一方面是因为马自达，另一方面，只是希望如今的汽车市场能够增添一份乐趣罢了。毕竟，满屏幕的新能源车和自动驾驶，也挺无聊的不是吗？

本文来源于汽车之家车家号作者，不代表汽车之家的观点立场。

转子发动机（Wankel Engine、Rotary Engine）是由德国人菲加士·汪克尔（Felix Wankel，1902-1988）所发明，他在总结前人的研究成果的基础上，解决了一些关键技术问题，研制成功了第一台转子发动机。转子发动机采用三角转子旋转运动来控制压缩和排放，与传统的往复活塞式发动机的直线运动迥然不同。

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气燃料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。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的向心力，另一个是使输出轴转动的切线力（Ft）。

基本介绍 中文名 ：转子发动机 外文名 ：Wankel Engine 创始人 ：菲加士·汪克尔 原理 ：三角转子旋转运动 发明历史,套用,原理,运动特点,结构,优缺点,优点,缺点, 发明历史 菲加士·汪克尔于1902年出生在德国，1921年到1926年受雇于海德堡一家科技出版社的销售部。1924年，汪克尔在海德堡建立了自己的公司，他花了大量的时间在那里进行转子发动机的研制。1927年，诸如气密性和润滑等的一系列技术问题的攻克终于有了眉目。二战期间，汪克尔曾为德国空军部服务。 1951年，菲加士·汪克尔与德国NSU公司签订了关于合作开发转子发动机的契约。1954年4月13日，NSU公司研制成功第一台转子发动机，并于1958年对这种发动机展开一系列测试。1960年，汪克尔转子发动机在德国工程师协会的一次讨论会上作首次公众讨论。三年后，NSU公司在法兰克福车展上展出了装备汪克尔转子发动机的新车型。1964年，NSU公司和雪铁龙在日内瓦组建合资企业COMOBIL公司，首次把转子发动机装在轿车上成为正式产品。1967年，日本东洋工业公司也将转子发动机装在马自达轿车上开始成批生产。当时业内人士认为这种发动机的结构紧凑轻巧，运转宁静畅顺，也许会取替传统的活塞反复式发动机。 套用 一向对新技术情有独钟的马自达公司投巨资从汪克尔公司买下了这项技术。由于这是一项高新技术，懂得这项技术的人寥寥无几，发动机坏了无人会修，而且耗油大，汽车界有人对这种发动机的市场前景产生了怀疑。70年代石油危机爆发，各国忙于应付各方面的困难而无暇顾及发展转子发动机，唯有马自达公司仍然深信转子发动机的潜力，独自研究和生产转子发动机，并为此付出了相当大的代价。他们逐步克服了转子发动机的缺陷，成功地由试验性生产过渡到商业性生产，并将安装了转子发动机的RX-7型跑车打入了美国市场，令人刮目相看。 由于从生产装配到维护修理，转子发动机都与传统的发动机大不一样，开发成本大。加上往复式活塞发动机在功率、重量、排放、能耗等方面都比过去有了显著提高，加上各大汽车企业对往复式活塞发动机技术研究的成熟，而对转子发动机技术的生疏，转子发动机没有显出明显的优势，因此各大汽车企业都没有积极性去开发利用，唯有马自达一家。 原理 一般发动机是往复运动式发动机，工作时活塞在气缸里做往复直线运动，为了把活塞的直线运动转化为旋转运动，必须使用曲柄滑块机构。转子发动机则不同，它直接将可燃气的燃烧膨胀力转化为驱动扭矩。与往复式发动机相比，转子发动机取消了无用的直线运动，因而同样功率的转子发动机尺寸较小，重量较轻，而且振动和噪声较低，具有较大优势。 运动特点 转子发动机的运动特点是：三角转子的中心绕输出轴中心公转的同时，三角转子本身又绕其中心自转。在三角转子转动时，以三角转子中心为中心的内齿圈与以输出轴中心为中心的齿轮啮合，齿轮固定在缸体上不转动，内齿圈与齿轮的齿数之比为3：2。上述运动关系使得三角转子顶点的运动轨迹（即汽缸壁的形状）似“8”字形。三角转子把汽缸分成三个独立空间，三个空间各自先后完成进气、压缩、做功和排气，三角转子自转一周，发动机点火做功三次。由于以上运动关系，输出轴的转速是转子自转速度的3倍，这与往复运动式发动机的活塞与曲轴1：1的运动关系完全不同。 结构 壳体的内部空间（或旋轮线室）总是被分成三个工作室。　在转子的运动过程中，这三个工作室的容积不停地变动，在摆线形缸体内相继完成进气、压缩、燃烧和排气四个过程。每个过程都是在摆线形缸体中的不同位置进行，这明显区别于往复式发动机。往复式发动机的四个过程都是在一个汽缸内进行的。 转子发动机的排气量通常用单位工作室容积和转子的数量来表示。例如，对于型号为13B的双转子发动机，排量为"654 × 2"。 单位工作室容积指工作室最大容积和最小容积之间的差值；而压缩比是最大容积和最小容积的比值。往复式发动机上也使用同样的定义。 转子发动机工作容积的变化，以及与四循环往复式发动机的比较。尽管在这两种发动机中，工作室容积都成波浪形稳定变化，但二者之间存在着明显的不同。首先是每个过程的转动角度：往复式发动机转动180度，而转子发动机转动270度，是往复式发动机的1.5倍。换句话说，在往复式发动机中，曲轴（输出轴）在四个工作过程中转两圈（720度）；　而在转子发动机中，偏心轴转三圈（1080度），转子转一圈。这样，转子发动机就能获得较长的过程时间，而且形成较小的扭矩波动，从而使运转平稳流畅。 此外，即使在高速运转中，转子的转速也相当缓慢，从而有更宽松的进气和排气时间，为那些能够获得较高的动力性能的系统的运行提供了便利。 优缺点 优点 转子引擎的转子每旋转一圈就作功三次，与一般的四冲程发动机每旋转两圈才作功一次相比，具有高马力容积比（引擎容积较小就能输出较多动力）的优点。另外，由于转子引擎的轴向运转特性，它不需要精密的曲轴平衡就能达到较高的运转转速。整个发动机只有两个转动部件，与一般的四冲程发动机具有进、排气活门等二十多个活动部件相比结构大大简化，发生故障的可能性也大大减小。除了以上的优点外，转子引擎的优点亦包括体积较小、重量轻、低重心、震动小等。 缺点 油耗高，污染重。 由于没有往复式发动机的高压缩比，使得燃烧不能够很充分。虽然马自达公司曾经给转子发动机增加了单涡轮增压和双涡轮增压等装置，但只是提高了输出马力，并适度的减少了尾气排放，但还是与往复式发动机有着很大的差距。 磨损严重，零部件寿命短。 由于三角转子引擎的相邻容腔间只有一个径向密封片，径向密封片与缸体始终是线接触，并且径向密封片上与缸体接触的位置始终在变化，因此三个燃烧室非完全隔离（密封），径向密封片磨损快。引擎使用一段时间之后容易因为油封材料磨损而造成漏气问题，大幅增加油耗与污染。其独特的机械结构也造成这类引擎较难维修。 部分标准欠缺 。虽然转子引擎具有以小排气量、利用高转速而产生高输出的特性，但由于运转特性与往复式引擎的不同，世界各国在制订与引擎排气量相关的税则时，皆是以转子引擎的实际排气量乘以二来作为与往复式引擎之间的比较基准。举例来说，日本马自达（Mazda）旗下搭载了转子引擎的RX-8跑车，其实际排气量虽然只有1308立方厘米，但在日本国内却是以2616立方厘米的排气量来作为税级计算的基准。 利益问题 也是其发展不利的一个重要原因。传统生产往复式发动机的厂家们，对于往复式发动机已经投入了大量的财力人力物力去改造去完善去创新了，在往复式发动机的潜力还没有挖掘尽的情况下，转而投入财力人力物力去改造前景不是很光明的转子发动机，可能性很小。况且，还有各种环保法规的出台，也预示著转子发动机的末日。尤其是1991年马自达夺得勒芒24小时汽车赛冠军后，1992年被国际汽联明令禁止参赛，其背后利益的关联，可想而知了。