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发动机-气缸排列形式
发动机是什么？&把内能转化为动能。发动机的形式主要是以气缸和活塞作为转换机构的内燃机，可产生动力，对外输出。&您知道吗？&常用在汽车上的发动机一般为汽油机和柴油机。&汽油发动机的特点是有效转速范围大，噪音低，质量轻，运转平稳。&不管哪种发动机，它的基本前提是以某种燃料燃烧产生动力。以电为能源的电动机不属于发动机范畴。&发动机汽缸的排列形式有多种，有直列、V型、W型、水平对置、转子等。技术概述：&&&&汽车发动机主要有气缸、活塞、活塞连杆、曲轴、配气机构（气门、凸轮轴等）、火花塞（汽油机）、缸内喷油嘴（柴油机，以及带有缸内直喷技术的汽油机）、泵及循环、水泵及水循环，另有一系列传感器以及ECU等众多部件组成。工作原理：&&&&汽油机是将空气与汽油以一定的比例混合成良好的混合气，在吸气冲程被吸入汽缸，混合气经压缩点火燃烧而产生热能，高温高压的气体作用于活塞顶部，推动活塞作往复直线运动，通过连杆、曲轴飞轮机构对外输出机械能。四冲程汽油机在进气冲程、压缩冲程、做功冲程和排气冲程内完成一个工作循环。&&&&吸气冲程（intake stroke）&&&&活塞在曲轴的带动下由上止点移至下止点。此时进气门开启，排气门关闭，曲轴转动180&。在活塞移动过程中，汽缸容积逐渐增大，汽缸内形成一定的真空度，空气和汽油的混合气通过进气门被吸入汽缸，并在汽缸内进一步混合形成可燃混合气。&&&&压缩冲程（comprsion stroke）&&&&压缩冲程时，进、排气门同时关闭。活塞从下止点向上止点运动，曲轴转动180&。活塞上移时，工作容积逐渐缩小，缸内混合气受压缩后压力和温度不断升高。&&&&做功冲程（power stroke）&&&&当活塞接近上止点时，由火花塞点燃可燃混合气，混合气燃烧释放出大量的热能，使汽缸内气体的压力和温度迅速提高。燃烧最高压力pZ达kPa，温度TZ达K。高温高压的燃气推动活塞从上止点向下止点运动，并通过曲柄连杆机构对外输出机械能。随着活塞下移，汽缸容积增加，气体压力和温度逐渐下降，到达 b 点时，其压力降至300～500kPa，温度降至K。在做功冲程，进气门、排气门均关闭，曲轴转动180&。&&&&排气冲程（exhaust stroke）&&&&排气冲程时，排气门开启，进气门仍然关闭，活塞从下止点向上止点运动，曲轴转动180&。排气门开启时，燃烧后的废气一方面在汽缸内外压差作用下向缸外排出，另一方面通过活塞的排挤作用向缸外排气。活塞运动到上止点时，燃烧室中仍留有一定容积的废气无法排出，这部分废气叫残余废气。总体结构：&&&&发动机通常由两大机构和五大系统组成。&&&&曲柄两杆机构&&&&曲柄两杆机构在做功行程时，将燃料燃烧以后产生的气体压力，经过活塞、连杆转变为曲轴旋转的转矩；然后，利用飞轮的惯性完成进气、压缩、排气3个辅助行程。曲柄连杆机构气缸曲轴箱组、活塞连杆组和曲轴飞轮组3部分组成。&&&&配气机构&&&&配气机构的作用是根据发动机的工作顺序和各缸工作循环的要求，及时地开启和关闭进、排气门，使可燃混合气（汽油发动机）或新鲜空气（柴油发动机）进入气缸，并将废气排入大气。&&&&供油系统&&&&根据发动机不同工作情况的需要，将纯净的空气和汽油配制成适当比例的可燃混合气，送入各个气缸进行燃烧后所产生的废气排入大气中。&&&&冷却系统&&&&冷却系的功用是将受热零件吸收的部分热量及时散发出去，保证发动机在最适宜的温度状态下工作。&&&&润滑系统&&&&润滑系的功用是向作相对运动的零件表面输送定量的清洁润滑油，以实现液体摩擦，减小摩擦阻力，减轻机件的磨损。并对零件表面进行清洗和冷却。&&&&点火系统&&&&在汽油机中，气缸内的可燃混合气是靠电火花点燃的，为此在汽油机的气缸盖上装有火花塞，火花塞头部伸入燃烧室内。能够按时在火花塞电极间产生电火花的全部设备称为点火系。（柴油发动机无点火系）&&&&起动系统&&&&起动系统的主要作用是使发动机由静止状态过渡到工作状态。先用外力转动发动机的曲轴，使活塞作往复运动，气缸内的可燃混合气燃烧膨胀作功，推动活塞向下运动使曲轴旋转。发动机自行运转完成工作循环。扩展阅读：&柴油发动机&&& 柴油发动机是燃烧柴油来获取能量释放的发动机。它是由德国发明家鲁道夫&狄塞尔（RudolfDiesel）于1892年发明的，为了纪念这位发明家，柴油就是用他的姓Diesel来表示。&&& 工作过程与汽油发动机有许多相同的地方，每个工作循环也经历进气、压缩、做功、排气四个行程。但由于柴油机用的燃料是柴油，其粘度比汽油大，不易蒸发，而其自燃温度却较汽油低，因此可燃混合气的形成及点火方式都与汽油机不同。不同之处主要是，柴油发动机气缸中的混合气是压燃的，而不是点燃的。&&& 与汽油发动机相比，柴油机具有燃油经济性好、尾气中氮氧化合物较低、低速大扭矩等特点，因其出色的环保特性而被欧系车推崇，而对于平顺性、噪声等缺点，在欧洲先进汽车工业下，已不是什么难题，当前柴油机性能和工况已经和汽油机相差无几。&&& 柴油机在进气行程中吸入的是纯空气，在压缩行程接近终了时，柴油经喷油泵将油压提高到10MPa以上，通过喷油器喷入气缸，在很短时间内与压缩后的高温空气混合，形成可燃混合气。由于柴油机压缩比高（一般为16-22），所以压缩终了时气缸内空气压力可达3.5-4.5MPa，同时温度高达-1000K，大大超过柴油的自燃温度。因此柴油在喷入气缸后，在很短时间内与空气混合后便立即自行燃烧。气缸内的气压急速上升到6-9MPa，温度也升到K。在高压气体推动下，活塞向下运动并带动曲轴旋转而作功。&&&&直列是什么？&发动机的所有气缸均按同一角度并排成一个平面，只使用一个气缸盖，结构相对简单。&&&&有什么用？&体积紧凑，可以适应不同布局，方便安装增压器。&稳定性高，应用广泛。&低速扭矩特性好且燃料消耗较少。不足：&发动机本身功率较低，不适合大排量车型。技术原理：&&&&直列发动机，一般缩写为L，比如L4就代表直列4缸。直列布局是如今使用最为广泛的气缸排列形式。这种布局的发动机的所有气缸均是按同一角度并排成一个平面，并且只使用了一个气缸盖，同时其缸体和曲轴的结构也相对简单，好比气缸们站成了一列纵队。&&& 具体来说，我们常见的大致有、L4、L5、L6型四款（数字代表气缸数量）。直列三缸发动机（L3）&&&&直列三缸发动机一般用在1升以下的上。它结构简单，维修方便，制造成本也低，重量轻，比较省油。如果一台直列三缸机能达到一台直列四缸机的动力性能，那当然是三缸机要好些。&直列四缸发动机（L4）&&&&作为比较传统的直列四缸发动机，就是将四个气缸排成&一路纵队&，所以也叫单排直列式。优点就是结构简单，加工容易，生产价格便宜，维护方便，冷却条件好。但是缺点是发动机高度较高，长度较长。这样会影响车辆的设计外观。所以，基本上都是以四缸的为主。&&&&按照发动机放置的角度位置来分，直列四缸发动机可分为横式和纵式两种。&&&&所谓横式，很直白的讲就是发动机的气缸排列方向和水箱框架的方向平行。代表车型有，等。&&&&所谓纵式，就是发动机气缸的排列方向垂直于水箱框架的方向。代表车型有的系列。&&&&不管是横式还是纵式，都是直列四缸发动机发展的结果，各有各的优点和缺点。不管怎样，由于现在车型的设计都是以中小排量为主，所以直列四缸发动机仍旧可以纵横天下。直列五缸发动机（L5）&&&&L5型发动机介于L4与L6之间，L4型发动机外形尺寸小巧，L6型发动机则运转平稳，如果把他们二者进行折中，发动机的排量不大不小，如在2升出头，用L5型发动机应是不错的选择，我国曾生产过的100也是用L5型发动机。由于L5型发动机存在很难解决的平衡问题，容易引起振动，因此L5型发动机现已不多见，只知道现在、等还在用L5型发动机。&&&&&直列六缸发动机（L6）&&&&L6型发动机现在主要用在前置发动机后轮驱动方式的上。从平衡角度来讲，L6比L4、L5，甚至V6的平衡性都要好。出于此原因，当机盖子下面的空间足够大时，就可以考虑采用L6型发动机，这也是、等中高级车仍使用L6型发动机的主要原因之一，现在宝马的每个系列几乎都有L6型发动机。（常见车型：、 3.0T6等）&&&&&扩展阅读：&著名的直列四缸发动机&&&&最小的直列四缸发动机是1961年Carol轻型车，排气量仅有358，这种发动机除了顶置气门其它的都很平常。但是，大部分的直列四缸发动机排量都在1升以上。也有达到范围上限2.5升的量产汽车。大一点（有4.3升）也见之于竞赛用和轻型卡车用发动机，尤其是柴油动力发动机。公认的使用平衡轴的是3.0 L (2990 cc)直列四缸发动机 968，最大的非柴油动力直列四缸发动机是装配1961年Pontiac Tempt的195 3.2 L (3188 cc)发动机。其它的著名的使用这种结构的发动机有：&&&&T型发动机 - 全球产量最大的发动机。&&&&Austin A系发动机 - 50年代的大部分小型汽车用的都是这种发动机。&&&&ED型发动机 - 首次运用本田CV技术。&&&&Triumph Slant-4 engine - 第一次大量生产装配Triumph的多气门发动机，装配的早期turbo发动机。&&&&GM Quad-4 engine - 第一种北美多气门发动机。&&&&Alpha发动机 - 在韩国设计的第一款汽车发动机。&&&& C engine - 2.0升的最大输出为240马力。&赛车用&&&&1913年，Jules Goux驾驶着一辆赢得了印第安纳波利斯500大奖赛。这个赛车的发动机就是由Ernest Henry设计的直列四缸发动机。这个设计的特色是第一次采用了顶置双凸轮和4个气门每个循环，因而作为赛车用发动机深具影响力。直到今天也是赛车用直列四缸发动机的结构标准。&&&&这辆标致后来卖给了美国人&Wild Bob& Burman，他在1915年拆了这个发动机。因为标致无法在一战期间研发出新的发动机，Burman要求亨利&米勒造一个新的发动机。于是亨利同约翰&爱德华、Fred Oenhauser一同创造出-inspired直列四缸发动机。这个版本的发动机是1976年以前第一个能一次跑完500英里。它的商标先是Miller后来又变成了是Offenhauser。&&&&另一个在赛车史上占有重要地位的直列四缸发动机是由Aurelio Lampredi设计的发动机。这个发动机最初是为法拉利 500按照F2、排量2升的标准设计的，最终却是以排量2.5升的F1赛车法拉利 625完工的。当中排量有达到3.4升的 860 Monza。&&&&另外一个很成功的直列四缸发动机是Coventry Climax，它是由Walter Hassan原始设计的。它是1.5升的 2 发动机。后来改进成了2495cc FPF，并赢得了一次F1冠军，这辆车的底盘是汽车公司的底盘。&&&&V型是什么？&V型发动机就是将所有气缸分成两组，把相邻气缸以一定夹角布置一起，使两组气缸形成有一个夹角的平面，从侧面看气缸呈V字形。&&&&优点：&气缸对向布置，可抵消部分振动，驾乘感受更舒适平顺。&安装位置较低，使车身可以设计的风阻系数更低。&发动机的长度缩短，为驾乘舱留出更大空间。不足：&制造工艺复杂，成本和维护费用高。&宽度大，不方便安装增压器等辅助装置。技术原理：&&&&V型发动机的气缸数一般为6、8、10、12。&V6发动机&&&&V6发动机可以横放在发动机舱内，从而使它的应用范围比直6广，现在中高级上普遍采用V6发动机，就像普通轿车上使用直4一样常见。V6发动机的汽缸夹角一般为60度或90度。60度的夹角对V6的平衡性较好。&V8发动机&&&&V8发动机一般配置在高级车上。V8发动机的性能优秀，通常在排量4升以上的车上才能见到V8的影子。在美国车上比较多。&&& V8发动机不论是放在前驱还是后驱车上，由于重量大，都容易造成重心前移，即头重脚轻。因此，许多汽车制造商喜欢将V8用在四轮驱动的车上。采用90度的夹角，可使V8发动机获得较佳的平衡性。&V10发动机&&&&一般市售版汽车上很少采用V10发动机，要用也是在高性能的上。美国的一直使用V10发动机作为其动力源泉，后来又有的跑车，5升V10柴油车，也是采用V10发动机。&&& 最常见到V10发动机的地方应是曾经的F1赛场。那时F1比赛规则规定，所有赛车的发动机排量不能超过3升，当然车队都想达到最高排量以获得最大功率。如采用V8，汽缸数较少，不利于提高发动机转速，每个汽缸直径也太大，很难达到所要求的功率；如采用V12，功率是提高了，但发动机重量太大，整车性能又受到影响。综合考虑，还是用V10最合适。但由于FIA的降规，近几年的F1改用了2.4升的V8引擎。&V12发动机&&&&使用12缸发动机的汽车，主要集中在欧洲，并以德国、英国的顶级和意大利顶级跑车为主。V12发动机工艺复杂，造价昂贵。&&& 装配V12发动机的豪华轿车有：旗舰、旗舰760Li、、新；使用V12发动机的跑车有的456GT和ENZO；的&魔鬼&、Murago和；的、埃多尼斯的BEX38等。&&& 虽然V8在美国车上不少，但美国人对V12却不感兴趣。这并不是因为他们的性格发生改变，而是他们要玩就玩最大最好的，这才导致V16发动机2003年在美国底特律亮相。&V16发动机&&&&2003年元月，美国通用汽车公司在北美推出一款概念车&&凯迪拉克&16&，这款不可思议的轿车以一台V16型发动机为动力，发动机排量高达13.6升，能产生1000马力的功率和1000磅&英尺的扭矩。&&&&在行驶中的大部分时间里，这台V16发动机只有一半的汽缸工作，以减少燃料消耗。当需要增强功率时，如急加速或重载荷时，另一半汽缸会自动、自然地工作，以满足汽车对驱动力的需求。&&&&凯迪拉克在上30年代制造出世界第一台V16发动机，但与现在的V16发动机决不可相提并论，那时的V16发动机的排量只有7.4升，最大功率才165马力。&&&&W型是什么？&W型发动机是德国大众专属在上使用的发动机技术，是将V型发动机的每侧气缸再进行小角度的错开，属于V型发动机的变种。或者说W型发动机的气缸排列形式是由两个小V形组成。&&优点：&发动机及曲轴更短，结构紧凑，适合用在大排量车上。不足：&结构复杂，制造和养护成本高。技术原理：&&&&目前采用过W型发动机的缸数有：W8、W12、W16甚至W18。&W8发动机&&&&只有W8曾使用过，排量为4升，最大功率为270马力/6000rpm，装配了大众公司的4MOTION全轮驱动系统和一个标准的六档变速器。但其市场销售不理想。&W12发动机&&&&大众W12发动机的汽车有大众的旗舰车型、宾利和旗舰车型A8 6.0 量产车。另外大众的W12概念也装用此发动机。W12发动机排量为6升，最大功率为420马力/6000rpm。最大优势在于其较短的长度可以实现前置四驱。&W16发动机&&&&大众公司曾在北美上推出的布加迪EB16-4Veyron概念车，装配一种W16缸的发动机，排量为8升，冲程和缸径均为86mm，64气门，最大功率为1001马力/6000rpm。&&&&&&W18发动机&&&&1998年，世界名车布加迪(Bugatti)被公司收购，就在当年的巴黎上，大众推出一款装有18个汽缸发动机的布加迪EB118。此台W18发动机由大众开发，是世界上上使用汽缸数最多的发动机。它的排量为6.3升，最大功率555马力。18个汽缸分成三排，每排6个汽缸，就像是在V12发动机的中央又加了一台直6发动机。当时大众公司将此种发动机称为W型发动机，显然它与现在大众的W型发动机的汽缸排列方式有区别。&&&&&水平对置是什么？&平对置发动机，是发动机活塞平均分布在曲轴两侧，气缸夹角为180度，在水平方向上左右运动。&&&&&优点：&重心低，车辆行驶更平稳。&两侧活塞产生的力矩相互抵消，行驶中振动小更平顺。不足：&结构复杂，养护费用高。&不利于布局，考虑到车身尺寸，排量一般不超过4升。代表车型：&目前只有保时捷和斯巴鲁使用水平对置发动机。扩展阅读：&&&&保时捷和斯巴鲁的水平对置发动机之间最大的区别其实在于安装方式：斯巴鲁是前纵置引擎、前轮驱动或者四轮驱动，跟一般的前横置引擎前轮驱动车型不一样，斯巴鲁的引擎实际上跟的V型引擎布局很相似，是非常典型的Symmetric AWD Layout（对称布局）。由于EJ系列引擎只有4/6缸容积不超过3000，前置引擎仓的空间比较充裕因此斯巴鲁只需要解决引擎的供油和散热问题就可以。其实斯巴鲁的引擎并不是很先进或者很特别的设计，只是现在同级厂商没有使用水平对向设计所以显得&与众不同&。&&& 保时捷的水平对向引擎最早是从6缸2.0L风冷开始的。从诞生的头一天开始就是高性能，因此保时捷引擎上面使用了昂贵的尖端技术。911是后纵置引擎后轮/四轮驱动布局风冷设计，引擎仓可用空间不多，设计之初只预留2.7L的空间。&&& 进入70年代不断增长的马力需求，催化转换器/无铅汽油引入以及新废气排放条例的实施让保时捷急需增大引擎容积。要扩大容积有两个选择：一个拉长冲程（增加长度），一个增大口径（增加宽度）。 虽然在911 Turbo上可以大幅增加车尾的宽度来增大引擎仓空间，但这样会大大增加空气阻力而且成本也非常高，在普通的911行不通。凭借在赛车场上累积的技术和经验，保时捷从增强缸体强度减少缸壁厚度增大汽缸口径找到突破点，新型高强度金属材料和电子燃油喷注的应用也让911引擎最高转数和输出大幅提升。虽然引擎的总体尺寸没有明显增大，但容积在2.7L以上的911引擎为了不增加车尾宽度保持最优化的整体布局，引擎和排挡箱/传动轴之间是有一个倾斜的齿轮连接，跟一般直连是有区别的。&&& 风冷911 Flat 6引擎在993一代已经发展到极限，使用风冷设计3.2L，同时为了保留冷却空间，保时捷一直使用占用空间较少的SOHC 2V per clinder 设计，而没有采用同代引擎已经普遍使用高性能DOHC 4V。风冷引擎曾经是Porsche 911的招牌，但在911 GT1/Boxster上，首先试验水冷Flat 6 DOHC设计，并在随后的996一代911上采用了水冷设计。得益于水冷设计996引擎容积达到空前的3.8L(911 GT3)，配合在993/968上登场的Va Cam（类似VVT-Li/i-VTEC的系统）最高转数提升到7850rpm。为了解决水平对置引擎天生的供油问题，在911 Turbo/GT2上Porsche采用了最高规格的Dry Sump 润滑和3个强力油泵提升911在高G数下的表现，在保留13000英里维修间隔的前提下马力也提升到骇人的472匹（3.6L Turbo）。&&&&转子是什么？&不是传统的活塞在气缸内做往复直线运动，而是利用三角活塞，在椭圆形的燃烧室中偏转，燃烧燃料产生动力。&&&&&优点：&同样功率的转子发动机体积小，重量轻。&震动小，噪音较低。不足：&耐久度不佳，使用一段时间后容易因为油封材料磨损而造成漏气问题。&制造和维修难度大。&油耗相对较高。您知道吗？&转子发动机排量虽小但功率不小。比如配备的转子发动机为1.3L排量，在自然吸气的状态下，最大功率能达到231马力。代表车型：RX-7 马自达RX-8&&&&&& &技术原理：&&&&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。&&& 在三角转子转动时，以三角转子为中心的内齿圈与以输出轴为中心的齿轮啮合，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。而转子发动机的转子每旋转一圈就作功一次。&&& 与一般的四冲程发动机每旋转两圈才作功一次相比，具有高功率容积比（发动机容积较小就能输出较多动力）的优点。另外，由于转子发动机的轴向运转特性，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。&&& 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（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，为能够获得较高的动力性能系统运行提供了便利。&&&&&扩展阅读：&历史发展&&&&在过去的400年中，许多发明家和工程师一直都想开发一种连续运转的内燃机。人们希望有朝一日往复活塞式内燃机将被的原动力引擎所取代，它的运动轨迹应该非常接近人类伟大的发明之一：轮子。&&& 实际上，在十六末期，在出版物中首次出现&连续运转内燃机&的说法。连杆和曲柄机构的发明人沃特詹姆斯 ()，也曾研究转子式内燃机。特别是在过去的150年里，发明者提出了许多关于转子发动机结构的提案。在1846年，人们画出了当今转子发动机工作室的几何结构，设计了使用外旋轮线的第一辆概念发动机。但是，这些概念都没有实用化，直到汪克尔菲加士博士在1957年研制出汪克尔转子发动机。&&& 汪克尔博士通过研究和分析各种转子发动机类型的可行性，找到了旋轮线壳体的最佳形状。他对飞机发动机上所用的回转阀以及增压器的气密性密封机构具有深刻的了解，这些机构在其设计中的使用，使汪克尔型转子发动机得以实用化。&&& 转子发动机的发明，是从非利克斯.汪克尔在17岁那年夏天的一个夜晚所做的一场梦开始的。1919年，这位德国年轻人做了个意想不到的梦。&&& 他梦到自己坐着自制的去参加音乐会。到了音乐会的会场，「这是我发明的发动机，它是涡轮式和活塞式的结合体」，汪克尔这样向自己的朋友们炫耀自己的发明。&&& 早晨，当汪克尔从梦中醒来时，他深信自己的梦预示新型汽油发动机即将诞生。虽然，汪克尔对于内燃机的基础知识一无所知，但直觉告诉他，像涡轮一样旋转式发动机是由吸气，压缩，燃烧和排气的4个循环过程完成的。&&& 正是这样的直觉使人类从16世纪开始经过持续不断的挑战，发明了连续旋转的内燃发动机，也就是转子发动机。通过理想化原理，实现了平滑式的旋转和合理的技术性的就是转子发动机。一个偶然的梦和直觉决定了汪克尔今后的人生。&&& 1924年，24岁的汪克尔为开发转子发动机建立了个小型研究所，便埋头于研究开发当中。二战时期，考虑到转子发动机将会给国家带来的利益，德国航空部和一些大公司支援了此项研究，使研究得以延续下去。实现转子发动机的理想使德国国家和一些大公司也为之心动。&&& 战后，汪克尔又新成立了&工业技术研究所（T）&，把实现转子发动机和转子压缩机的实用性作为课题，开始了新的研究开发工作。&&& 此时，出现了对汪克尔的研究感兴趣的摩托车生产厂家。这就是西德的NSU。NSU是当时世界上屈指可数的摩托车生产厂家，并热衷于运动车型，在世界国际赛车中，几次夺冠。NSU也被转子发动机紧紧地吸引住。汪克尔和结成合作伙伴NSU把目光投向余摆线型转子发动机的可行性上，开始了开发研究。&&& 最初，完成的并不是发动机部分，而是适用于转子压缩机的汪克尔式增压器。安装上了这种增压器的NSU的50摩托车以192.5km/h的速度，创造了当时50cc级别的世界纪录。&&& 1957年，汪克尔和NSU完成了转子发动机的试制-DKM型。那是由花生壳型壳体和三角形捆绑式转子的组合。这样，就发明了转子发动机。虽然，DKM型证明了转子式发动机并不是个梦，可余摆线壳体本身旋转起来，却非常复杂，十分不实用。&&& 而于一年后的1958年研制完成的固定壳体式的KKM型更具有实用性。虽然，KKM型具有一套复杂的冷却系统，可正是KKM型成为今天的汪克尔型转子发动机的雏形。此时，已是汪克尔青年时梦到转子发动机后39年的事。&和转子的渊源&&& 当时任MAZDA社长的松田恒次在马自达向4轮汽车发展的20世纪50年代，主动申请要求为NSU的转子发动机的开发给与技术协作，并于1961年正式签约。&&& 1959年11月，西德的NSU正式发表完成汪克尔型转子发动机。此时，约有100家公司积极要求向NSU提供技术协作。其中有34家是日本公司。马自达的松田恒次社长自身意识到了转子发动机的理想和其所具有的远大可能性，要求给与NSU技术协作，并进行直接交涉。&&& 最终，于1961年7月与NSU正式签字，得到日本政府的认可。于是，马自达立刻派第一批技术进修团前往NSU，组成了公司内部的开发委员会。技术进修团把NSU公司试制的400cc单转子发动机和设计图弄到手，同时意识到最大的技术难关，就是震纹的问题。&&& 震纹是指由于在转子壳体的摺动面上产生了波纹状的异常磨损，并导致壳体的耐久性明显下降而留下的痕迹。当时，这是NSU也无法解决的难题。马自达在继续进行NSU制造的转子发动机试验的同时，于1961年11月，根据独自的设计完成了转子发动机的试制。无论是哪一种发动机都出现了震纹现象。如果不解决这种异常磨损的问题，就不能实现转子发动机的实用化。&&& 当时的山本健一RE研究部长，在马自达转子发动机的开发过程中起到了核心作用，并以日本的「转子先生」的美名享誉海内外。之后，继任社长，会长之职。&&& 由于径向密封条的不规则振动，在余摆线壳体内侧形成了波浪形的划痕。早期的转子发动机就是由于这个原因，致使发动机的耐久力急剧下降。马自达经过了各种各样的径向密封条的设计试验，终于解决了这个问题。&&& 1963年4月，马自达决定设立转子发动机研究部。山本建一部长手下的47名技术人员被分成调查，设计，试验，材料研究4个部门，开始了彻底的研究开发活动。研究部想获得的目标只有一个，就是实现转子发动机的实用化，也就是实现批量生产，销售。其中，最大的技术性挑战就是解决当时被研究所称之为「恶魔的爪痕」震纹。&&& 研究部研究了因为径向密封片的振动而产生的震纹的原因。为了解决这个问题，开发了交叉孔式径向密封片，使试制的转子发动机机架的耐久性得到了大幅度的提高，达到连续高速运转300个小时。这项技术、虽然没有在批量生产转子发动机时被采用，却大大促进了径向密封片的质量和构造研究。&&& 此外，在转子发动机的初期开发阶段，渗入燃烧室燃烧产生大量白烟，这一问题也一直困扰着研究人员。的消耗量异常之多也成为阻碍发动机产量化的一大难题。其原因是由于机油箱的不完备所导致的。&&& 马自达得到日本活塞环公司和日本油封公司的大力支持，进行了独自的技术开发，完成了油封的技术改良，成功地解决了这一难题。&&
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