這就是馬自達粉天天吹的轉子的真相

轉子引擎無疑是最具有美感的引擎之一，萊洛三角形：以等邊三角形為基礎，以每一個頂點為圓心，邊長為半徑畫弧，三道弧相交而圍成的圖形就是萊洛三角形。

轉子在腰豆形的外旋輪曲線（亂入：反正就是轉子繞著偏心軸旋轉，其中一個頂點畫出來的軌跡）的定子內旋轉，三角活塞的旋轉運動直接轉化為曲軸旋轉動能的方式，也比往複活塞更加順滑；轉子引擎並不需要凸輪軸、氣門、氣門彈簧等複雜的配氣機構，依靠轉子本身的掃氣過程就能完成換氣，沒有凸輪軸敲打氣門搖臂的聲音，略顯躁狂的排氣聲，這讓轉子引擎擁有一副無論是「V多少」都不能比擬的獨特的嗓音。

首先潑潑馬自達腦殘粉的冷水，轉子引擎並不是馬自達發明的，更不是馬自達的專利。答案就在轉子引擎的發展歷史，具體展開請參看《轉得血淚流:轉子引擎的血淚史》。運轉順暢、零部件少、功率密度高，這些優點都吸引了世界上不少汽車製造廠嘗試生產轉子引擎，雖然應用最多的是在飛行器上，但也無妨轉子引擎落戶卡車（馬自達將轉子引擎應用在各種車型，輕型卡車也不例外，另外中國二汽在七十年代曾經試製過一批轉子引擎輕卡車）、摩托車（雅馬哈RZ201、鈴木RE5等）。

隨著引擎製造技術的發展，往複活塞引擎的各方面表現得到長足的進步，然而轉子引擎耐用性、高油耗的情況受限於其設計的先天不足，隨著往複活塞引擎優勢日益凸顯而越來越明顯，最終絕大部分曾採用過轉子引擎的車廠都先後退出了轉子引擎陣營。由始至終堅持，並將轉子引擎的魔力發揚光大的，只剩下馬自達一家。

圖：NSU與奧迪關係密切，所以奧迪也曾推出過裝載轉子引擎的汽車，例如這輛奧迪100，留意車門上的轉子引擎貼紙。

圖：美國的旅行機車製造商Moto Guzzi也曾生產過搭載馬自達10A雙轉子引擎的重機車，然後傳動系統的布置就奇葩了，縱置變速箱加傳動軸。

圖：最終能堅持下來的馬自達，可謂在轉子引擎身上花費了大量的心力，所謂皇天不負有心人，馬自達憑藉轉子引擎贏盡口碑。

說起轉子，大部分馬自達粉絲都只會起787B，事實上RX-7才是真正的轉子戰神。初代的RX-7問世以來，轉子引擎曾經風靡IMSA系列賽，1990年RX-7取得了它在該系列賽中單一車系的第一百場勝利，隨後也在IMSA 地通拿24小時耐力賽中勝出。1980年至1987年連莊IMSA GT 2公升組別年度桂冠。

相比之下，另一輛被奉為神物的787B，其輝煌程度就略顯黯淡了。馬自達在1991年成為首個奪得勒芒總冠軍的非歐洲車廠，而且也是唯一一輛使用非往複式活塞引擎奪冠的賽車，因此一度被傳為佳話。不過馬自達的奪冠之路，全賴對手的「幫助」。Group C原型車組別里當仁不讓的是賓士C11，但在1991年的勒芒，兩台極具競爭力的C11全部掉鏈子，因為故障退賽，這就讓馬自達身披55號戰袍的787B冷手撿了個熱饅頭。但除了這一次萬眾矚目的勝利之外，787B在各種原型車賽事中都乏善可陳，「老四」都算髮揮出色了，787和787B們更多的是靠著體育精神在比賽。

圖：Goodwood速度節上的勒芒冠軍車，醒目的橙-綠拉花來自主贊助商，制衣品牌「RENOWN」。

圖：橙-綠拉花的787B因奪冠而頻繁曝光，其實當年馬自達的主色調是右側的這種白-藍。RENOWN為車隊提供了所有的衣物而獲得了這套拉花，然後就讓世人記住了將近四分之一個世紀，這個贊助太值了。

圖：787B的心臟是一副四轉子的自然進氣26B引擎，基本可以看出是由兩副13B「串聯」而成的，可發出900匹的馬力，但為了更合理的燃油效率和穩定性，正賽調低至700匹左右。

圖：這才是當年的轉子天王，RX-7，憑藉其耐用度和穩定性（當然這是在賽車界相對而言的，轉子引擎機件少，故障的概率也就低些）橫掃IMSA。

轉子引擎設計如此精妙，而且驅動部件少，為什麼如此難以普及呢？除了眾所周知的引擎燃燒室內壁磨損大，需要頻繁大修之外，轉子引擎也正正因為其部件少，可以提升的空間也因而被局限了。就拿進排氣效率來說，因為轉子是通過旋轉，完成吸氣和排氣的過程，進排氣全部交由位於缸壁的孔，旋轉時產生的負壓和正壓來吸氣和排氣，這種換氣方式是絕對被動的，相較之下往複活塞式引擎通過凸輪軸打開進排氣門就主動得多，凸輪軸角度、凸輪軸駝峰高度、凸輪軸正時、氣門大小，全都是可控的，甚至還發展出VTEC、Valvetronic、VVT等一系列的氣門技術，來改良不同工況下的進排氣效率。

由此造成的就是轉子引擎換氣低轉時換氣效率不佳、燃燒效率低、低扭不足等問題。另外一點，轉子引擎備受詬病的低扭不足的問題，就是轉子引擎喜好高轉而衍生出來的兩面性。由於轉子引擎的旋轉部件轉動慣量低，對突如其來的負載變化相當敏感，因此怠速以及起步較不平穩。所以轉子引擎更適合相對比較穩態的飛行器或者作為發電機使用。

圖：萊洛三角形轉子，成為轉子引擎的標誌，所謂心臟的心臟。它有一些有趣的幾何特性，也是因此它被選為轉子引擎的中心轉子，有興趣的讀者可以自行百度百科，詞條解釋保准亮瞎你。

圖：轉子引擎的進氣系統就這麼簡單，節氣門-進氣歧管-進氣道，然後從燃燒室靠上的那個孔進入燃燒室。靠轉子掃過產生的負壓吸氣，排氣亦然。

轉子引擎的轉子-曲軸轉速比：

眾所周知，轉子和曲軸是通過一個齒輪和偏心齒圈來嚙合的，轉子帶動曲軸，轉速比是1：3，也就是說轉子轉1圈，曲軸轉3圈。曲軸齒輪與轉子齒圈的嚙合直徑比例是2:3，也就是說，假設按照兩者的軸心都不懂的外嚙合來算，其轉速比是3:2。那麼轉速比是怎麼算出來的？秘訣就在於這兩個部件是內嚙合，而且轉子是繞曲軸旋轉的，也就是說，曲軸軸心固定，但轉子的軸心時刻都在移動。如果你細心觀察，再加一點想像力，不難發現轉子其實是繞著嚙合點來轉動的，類似於繞著曲軸「公轉」，而曲軸則是「自轉」，也就是說轉子的實際轉動半徑是轉子齒圈的整個直徑。但與此同時，曲軸的轉動半徑就是它本身的半徑，所以齒輪與齒圈的傳動比（傳動半徑比）就變成了3:(2/2)=3:1，所以轉速比就變成了1:3。

圖：曲軸是定圓心自轉的，而轉子則是繞著曲軸公轉，所以轉子旋轉的圓心應該在兩者的嚙合點，而嚙合旋轉半徑就是轉子齒圈的整個直徑。3：1就是這麼來的。

轉子引擎的排量×2：

轉子引擎單顆燃燒室排量654cc，雙轉子就是1308cc，然後因為轉子引擎的做功密度更高，轉子轉一圈就讓每一個燃燒室都做了一次功，而往複式活塞引擎要每一個氣缸都走完一次完整的四個衝程，則需要兩圈，所以轉子引擎的做功密度是往複式引擎的兩倍。在很多國家，轉子引擎在繳納稅款和計算排放量時，乃至在汽車賽事中，是在實際排量上乘以2的。所以1.3升的13B引擎，其實被計為2.6升的。這也是為什麼RX-7的轉子引擎可以輕易推動RB26、2JZ之類的「牛肺」才能運用自如的T04Z、T88-33D等巨型渦輪了。

圖：轉子引擎本身體積小，引擎艙要塞入大渦輪綽綽有餘。

圖：這就有點過了吧，轉子引擎還不能擴缸……

排量計算的小把戲：

1.3升的轉子引擎，即便實效排量相當於2.6升，但由於轉子引擎的曲軸轉速是三倍於轉子的，所以假設曲軸是9000rpm，這時轉子的轉速是3000rpm。這時問題就來了，以RX-8為例，9000rpm附近輸出250匹馬力，如果按照2.6L自然進氣引擎來看，這樣的輸出數據看似合理。但反推到轉子，憑什麼一顆2.6L排量的引擎，以3000rpm的頻率做功，能達到250匹馬力呢？其實是因為馬自達在計算轉子引擎排量的時候耍了個小把戲，馬自達將三角形轉子單面的排量，654cc，用來代表單個燃燒室的排量。然而事實上，一個轉子是有三個面的，轉子旋轉一圈，三個面都分別完成了一次完整的四個衝程。這也就意味著，轉子旋轉一圈，其實際排量應該是三個面排量的三倍！不過筆者也能幫馬自達自圓其說：雖然馬自達對外宣稱的單個燃燒室排量是其實際排量的三分之一，但由於轉子轉一圈，曲軸才轉三圈，也就是如果按照往複活塞引擎計算排量的周期，曲軸轉兩圈，轉子引擎的轉子才轉過三分之二圈，這時單個燃燒室的排量就相當於654cc×2=1308cc，所以雙轉子引擎，其總排量就是2616cc。

654cc是怎麼來的：

轉子單面排量的計算，關於這一點，由於時間關係（實際上是筆者沒有深究推導過程，反正照抄了也看不懂），直接摔出公式：3√3（3的立方根）×轉子半徑（轉子中心點到頂點的距離）×轉子偏心距（轉子內齒嚙合半徑-曲軸齒輪半徑）×轉子厚度。13B的轉子弧長10.5cm，偏心距1.5cm，厚度8cm，代入數據，得出結果654.7立方厘米。

圖：紅箭頭是轉子厚度，黃箭頭是偏心距，藍箭頭是轉子半徑。

轉子引擎在內燃機當中是一個特殊分子，擁有眾多內燃機的多個理想化特性，只可惜它身上存在不可克服的一些局限，並不適應汽車複雜的工況需求。馬自達即便多努力，本性上的硬傷，是不以人的努力為轉移的。轉子的確更適合工況穩定的適用場合，連馬自達自己都將會使用轉子發動機作為增程發電機之用而非直接驅動了。

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