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国产汽车故事 七十年代中国的转子发动机汽车

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编辑:侃车官 来源:-

 

说到转子发动机,你首先会想到谁?马自达!是的,在转子发动机的发展上,马自达投入了远超任何车企的心血,也收获了不小的成就。但是,这个世界上只有日本人才会造转子发动机吗?答案是否定的,曾经我们中国也研制和生产过转子发动机汽车,而且当时达到了世界先进水平。

 

马自达凭借转子发动机取得了巨大的成功,然而曾经生产过转子发动机汽车的绝不仅仅是马自达一家,实际上到如今转子发动机已经存在了整整60年的时间,世界上很多车企都曾经研制过转子发动机,其中甚至还包括中国企业,怎么回事儿呢?您接着往下看。

转子发动机图.jpg

 

中国人自己的转子发动机汽车

 

话说上世纪60年代,我们国家在基础举世瞩目的成就。1966年原子弹试验成功、第一次研制成功人工合成结晶胰岛素、第一颗氢弹爆炸成功、第一艘万吨巨轮东风号下水。在这种形式下,面对转子发动机取代活塞发动机的大趋势,中国的决策者和“汽车人”们没有无动于衷,为了避免在技术革新中落后,决定自主研制转子发动机汽车。据报道,上世纪60年代后期,主管经济工作的副总理李先念到天津开会时提到:“中国要制造自己的转子发动机汽车,国外把转子发动机装在轿车上,中国就把转子发动机装在货车上。”

 

当时的口号是“国外没有的,我们社会主义国家一定要发明创造出来”,本着这种大无畏的革命乐观主义精神,天津开始了转子发动机货车TJ140的研制工作。最关键的发动机研制任务落在了天津动力机厂的肩上。于是,该厂在1968年专门成立了转子发动机车间。由于当时正值文革的中国并没有条件像西方车企一样从转子发动机的发明者NSU公司取得授权,我们的做法很简单:从国外购买一台转子发动机,然后进行拆解研究,逆向开发。

 

1969年,代号2110型的双转子汽油发动机研制成功,按照规划,这台120马力的发动机主要用于4-6吨载重货车和公交车上。随后,TJ140的车身也在天津货车修理厂顺利完工。这一年11月,搭载转子发动机的TJ140正式下线。这比马自达引以为傲的第一台转子发动机车型Cosmo Sport晚了仅仅两年时间,现在想来也是很值得自豪的。

 

据全程参与制造和测试的老师傅介绍,TJ140的实测最高速度达到了140km/h,非常不一般,但这台车的主要问题就是油耗高和噪音大。现在看来油耗高是转子发动机的先天不足,而噪音大应该是当时的装配工艺问题了。

 

TJ140货车下线后立即进行了长途道路测试,当时两家工厂的工人们驾驶满载着4吨米和盐的TJ140卡车从天津出发,途径西安、成都、灵芝,最终到达拉萨,在拉萨过完春节后工人们又拉着一车当地的物资返回。全程近万公里的路程中包括了极度艰险的川藏公路,然而TJ140经受住了考验,安全返回了天津。

 

在计划经济的年代,因为各种原因天津货车修理厂的TJ140卡车最终仅安排生产了40台,而天津动力机厂的2110型转子发动机产量也不足百台。当年非常接近于世界领先水平的转子发动机货车,也就淹没在了历史长河中。

 

 中国转子发动机轿车

 

故事还没完,时间到了70年代,我国再度开始了对转子发动机轿车的研制,这就是上海SH750型。只是由于这款车型没能投入量产,因而今天能找到的资料很少。据有限的资料显示,SH750是1975年上海汽车拖拉机研究所为上海牌轿车研制的换代产品,2年后两台样车试制成功,其中一台装备的就是国产转子发动机。

 

从网上车型图片看,SH750是一台四门轿车,平直的线条属于70年代流行的设计,C柱和后备厢线条下溜,营造出了一些属于那个时代的时尚感。当年上海汽车拖拉机研究所设计这款车的目的可不仅仅是一款产品那么简单,更深层的意义是通过SH750的研发形成一个设计中心、技术中心、试制中心,建立起我国自己的汽车科研体系。

 

因此SH750的设计从设计图纸到模型全都采用了正规化流程。据说是因为上海汽车制造厂已经设计出了SH760的改良型SH760A,导致更先进的SH750没有投入量产。这事儿虽然很遗憾,不过SH750的设计制造却培养出了一批汽车人才,后来上海大众、上海通用泛亚设计中心的中方领导和骨干很多都出自这个研究所。

 

转子发动机的诞生

 

讲故事之前咱们先来了解一下转子发动机是从哪儿来的吧!我们都知道,转子发动机并不是日本人发明的,它的发明人是德国工程师菲力斯·汪克尔。

1957年2月,汪克尔成功开发出了原型机DKM 54,这是世界上第一台无活塞回转型发动机,因此这种发动机也被称为汪克尔

 

转子发动机有很多好处,首先它的转子转一圈能做功3次,而4冲程活塞式发动机转两圈才做功一次。另外因为没有了曲轴、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,又因为没有了活塞的往复式直线运动,它运行时振动小,更平顺。最后转子发动机的转速也更容易做得更高,升功率方面的优势很大,NSU试制的DKM原型机最高转速竟然达到了17000rpm,这在当时的发动机领域简直就是神一样的存在。

 

拥有这么多优点的转子发动机在1960年汪克尔公开自己发明的“神器”时,世界为之震惊——这代表了先进生产力啊!所以当时很多人认为它必然会取代活塞式发动机。

1960年,NSU将30马力的KKM 250型转子发动机装在了自家小型车Prinz上。然而NSU发现自己并没有能力完全解决转子发动机面临的技术难题。因为燃烧时间短暂,转子发动机在油耗和排放方面有着先天的劣势;而且,随着转子的旋转,转子三个顶端气封的密闭性会逐渐降低,此外由于转子气封不断摩擦转子室内壁,带来的波状磨损更是难以解决。

 

集全球精英都在研发转子发动机

 

上世纪60年代,除了少数车企,全球范围内几乎所有主流车企都投入到了转子发动机车型的研制当中。劳斯莱斯在1965年取得柴油转子发动机的授权,研制出了R系列发动机。

 

通用汽车也曾购买授权,并且还跟另一家美国车企AMC承诺出售自己研制的转子发动机。雪铁龙和NSU合资成立了一家专门研制转子发动机的公司Comotor,并将这家公司生产的转子发动机装配到了自家的M35和GS Birotor车型上。

 

比起其他国家的车企,德国本土企业对转子发动机技术就更感兴趣了,奔驰实力强大,它绕过单转子和双转子,直接研制出了一台代号M950F的三转子汪克尔发动机,并且还带燃油直喷,搭载这台发动机的是C111概念车。第二年甚至还造出了四转子汪克尔发动机。

除了奔驰,取得NSU授权的德国工业企业还有MAN、保时捷、蒂森克虏伯、克罗克纳·洪堡·道依茨、IFA(东德)以及福特德国公司等。有着相似热情的还有日本人,不算我们熟悉的马自达,获得授权研制转子发动机的日系车企还有丰田、日产、铃木、川崎、洋马、山叶等。

为什么当年这么多成熟车企都要去研究一种还不成熟的技术呢?因为当时的人们普遍认为转子发动机必然会取代活塞发动机,如果自己不及早研究,在未来的游戏中恐怕都没人带你玩了。这就好像二战后世界航空业大步迈进了喷气时代,和今天炙手可热的新能源汽车及智能驾驶技术一样,你不参与你就会被淘汰。正如你的活塞发动机搞得再好,也注定是没有出路。

 

转子发动机的“魔咒”

 

转子发动机的先天优势深深地吸引着各国的车企,然而它存在的问题也像魔咒般笼罩在研究者的身上。最早的发明者NSU一头扎进转子发动机的研究中就没能出来,Ro80轿车尽管获奖无数却在市场上无人问津,要命的是其他转子发动机汽车情况也都差不多。

 

说来可惜,集全球汽车技术精英的几大著名车企,大家的命运也基本雷同,费尽心血研发的转子发动机都是无疾而终。如劳斯莱斯R系列柴油转子发动机最终只停留在了研发阶段;通用汽车研制的转子发动机最后不仅AMC没等到,连通用自己也没用上;奔驰的C111概念车始终没能走出概念阶段;其他车企的情况也都差不多,研究一段时间后就放弃了。

 

在转子发动机研发应用上唯一的例外是马自达。马自达在当时旗下几乎所有车系都有配备转子发动机。

不过转子发动机先天缺陷油耗高的缺点仍然没有解决。随后石油危机爆发,油价飙升直接威胁到马自达的生存。好在马自达并没有完全放弃传统活塞发动机,油价不断上涨,马自达逐渐减少转子发动机的应用,把它主要用于高性能的跑车上。而真正让马自达放弃对转子发动机的量产,是近年来日益严苛的排放法规。因为排放无法达标,2012年RX-8停产,转子发动机正式退出马自达的产品序列。

60年来,转子发动机经历了过山车式的狂热发展,由诞生时被认为是活塞发动机的替代者,引领未来新式发动机的革命先驱,让全世界车企狂热的追捧。然而激情逐渐褪去之后,它又因为先天缺陷和技术屏障而遭到冷落。

如今新能源车已有取代传统燃油车的趋势,转子发动机重回历史舞台的希望也就更渺茫了。但是随着新技术和新材料的成功应用研发,未来转子发动机这样的思路还是可以借鉴的,保不准那一天会有一款全新的发动机问世。当然,我们都期待着这一天的到来。

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