前一部转子引擎的量产汽车也是马自达的车子，您答对了，RX-7，大约是1995年的事情，七年之后，当所有车厂都把心力放在电动车、燃料电池车的开发时，马自达以RX-8提醒全世界的汽车迷，转子引擎还没死哦！

汽车工业自亨利福特以来，就讲究标准化、大量生产，也是自亨利福特以来，往复式活塞引擎便一直是汽车引擎的标准机械形式。转子式引擎则一直是汽车工业中的“异端”，其优雅、简单的动作与构造，深受机械迷、汽车迷的喜爱，还一度闹起“革命”，几乎有机会扳倒大巨人，取代往复式活塞引擎，成为汽车引擎的标准。

RX-7、RX-8的故事相信许多新车介绍的文章都提过了，这个月的史丹福专栏想跟大家谈一谈这个汽车工业中的“异端”，迷人的转子引擎。

转子引擎其实也是一个标准的内燃机引擎，进气、压缩、点火、排气，四个冲程动力产生的原理和标准的往复活塞式内燃机引擎完全相同。您如果了解活塞式引擎动作原理的话，可能就知道活塞式引擎整体搭配相当复杂，曲柄带动活塞前后移动，搭配进排气阀门适时开启闭合来吸气与排气，点火系统也得配合准确点火产生动力，四个汽缸的动力冲程还得互相搭配，才能产生平顺的动力输出，一具四汽缸活塞式引擎至少需要四十个搭配精准的运动零件才行。

相对的，转子引擎的构造就简单许多，主要的运动零件只有一个偏心式的转子在一个气室中心转动，取代了往复式引擎中所有活塞和汽缸。搭配着图形来看，所谓“转子”是一块三角形的金属零件，这个三角形转子在曲线设计巧妙的气室中转动时，把器室分割成三个区间。











三个区间中第一区间空间比较大，是属于四个冲程中进气的部分。转子引擎的进气口就只是气室壁上的一个固定开口，不需要任何阀门、凸轮、挺杆、凸轮轴、正时皮带之类的零件，转子转入此区间吸进油气混合气，而尖端扫过进气口后，吸入的油气混合气便自然被封闭起来压入第二区间。第二区间的空间远较第一区间的空间小，油气混合气随着转子旋转转入这个区间的过程也自然被压缩，而火星塞也就是装置在此区间中心，直接被转子带动点火产生动力，推动转子继续转入第三区间。第三区间的空间也渐渐变大，属于膨胀、排气的冲程，同样是由气室壁上固定的排气口排气。转子引擎便是靠着这个转子单一方向连续的旋转运动，产生四个动力冲程。

Mmmm，转动一圈便完成了四个冲程，您是不是也觉得转子引擎的动作远较往复式活塞优雅而简单呢？！

往复式活塞引擎每一个冲程的动作都是明确分离的，转子引擎却把四个冲程混合在三个区间内连续地发生，而且一个转子、一个气室，却有好几个冲程同时在动作。简单的说，转子引擎最大的优点，也就是其能以更轻、更简单、更小型化的设计，完成同样的内燃机动力程序，省去了许许多多的运动零件，同样排气量的转子引擎，动力输出会是活塞式引擎的两倍。而单方向连续旋转的动作和较长的动力冲程，也使得转子引擎远较采用往复的移动动作、仅有四分之一动力冲程的活塞式引擎更为平顺，转速也可以提得更高。

如果您不太熟悉RX-7、RX-8的故事，举几个数字给您听听，RX-8的引擎的规格是，排气量1.3升，最大马力250匹∕8500转。

和您熟悉的数字不太一样吧！RX-7的转子引擎有涡轮增压才能达到250匹马力的数字，RX-8则是完全自然进气的引擎，重量比RX-7的引擎还轻了30%，体积也更小，号称是有史以来动力密度（单位重量可以产生的动力）最高的引擎。

既然转子引擎这么好，为什么至今仍然没有取代活塞式引擎，成为汽车引擎的主流呢？

其中原因可以从两方面解释，首先，转子引擎当然还是有一些缺点的。转子引擎爱好者专为转子引擎设立了一个网站其中提到转子引擎有三个主要缺点，第一个缺点是前面提到转子火星塞引擎点火的第二区间十分细长，火焰得要走一大段路才能将油气混合气完全燃烧，燃烧的热效率较差。不过马自达RX-7的转子引擎采用双火星塞点火，有的跑车车款甚至用三火星塞，已经改进了这个问题。这个网站上举出转子引擎的的第二、第三个缺点，是“在无知的设计上(in naive designs)”，转子引擎比较耗油，且一氧化碳排放较高。对于耗油性方面的缺点网站上也同时提出辩护，表示这只是从1973年石油危机后反转子引擎者对转子引擎贴上的标签，事实上RX-7和同级车相比耗油性已经不相上下了。另外马自达也宣称RX-8的转子引擎比前一代更加省油，而且既然要量产上市，当然得符合所有严苛的废气排放标准。

所以转子引擎的缺点，似乎不是这么致命或者难以改进（想一想电池驱动的电动汽车，或是国内最近被环保署取消补助的电动机车）。转子引擎没有能够取代活塞式引擎成为汽车引擎的主流，第二个原因便是，要取代一个已经成为标准的技术，实在是太难了。事实上现在汽车工业界投注了数以十亿计的研发经费在电动车、燃料电池汽车的研发上，转子引擎提供了一个足供警惕的好故事，为何这样一个绝佳的科技却没能满足大家的期待。

这中间有些有趣的历史故事，二十世纪初期，德国是机械工业强国，出了好几位机械天才，转动式活塞引擎的概念便是在1927年一位当时年仅二十六岁的德国机械天才Wankel先生发明的，1929年Wankel先生获得了这项专利，1936年Wankel先生又获得了DKM转子引擎的专利，所以转子引擎也常被直接叫做“Wankel engine”。纳粹统治德国和二次大战的期间，转子引擎并没有受到重视，Wankel先生甚至还被关过两次（战前被纳粹，战后被法国）。不过Wankel先生始终没有放弃转子引擎的研究，直到1951年德国一家叫做NSU的制造厂看到了Wankel先生的工作，转子引擎才开始有真正的生命。1957年，Wankel先生获得专利二十一年后，才有第一具DKM型转子引擎原型运转测试，有21匹马力输出；1958年NSU公司又做出了第一具KKM型转子引擎，现代的转子引擎都是属于KKM型；1961年NSU公司推出第一部使用转子引擎的量产汽车Prinz，开启了工程师对转子引擎无限的想像。

接下来1960年代到1970年代初，是转子引擎大红大紫的年代。这里有个时代背景必须要了解，60年代是追求动力的年代，喷射机取代了螺旋桨飞机，汽车尾翼一个比一个翘得高，驾驶人对性能的饥渴远远超过对省油性的要求。NSU公司转子引擎在当时被认为是内燃机引擎革命的下一步，在转子引擎热潮极盛时期，各家公司生产的使用转子引擎产品包括摩托车、游艇、飞机、甚至割草机。

汽车方面的发展，NSU接下来又推出了一款搭配转子引擎的Ro80轿车，当时美国的大汽车厂通用汽车和“American Motors”都有在量产车上采用转子引擎的计画（虽然计画始终没有实现）。日本马自达汽车厂的前身“Toyo Kogyo”也是在此时发现了转子引擎的未来性，在此时加入了转子引擎的发展。1969年Mercedes也着手发展一系列跑车，原型车测试时最高时速可以跑到180英里。转子引擎在欧亚美三大洲都蓬勃发展中。

在那个节骨眼，看起来转子引擎就快要扳大巨人，取代长久以来汽车工业的标准活塞式引擎。但是大巨人实在太大了，’50年代末期NSU开始对转子引擎感兴趣时，全美国活塞式引擎的数量已经超过抽水马桶的个数，背后代表的使用者的习惯、既有的商业利益、和汽车业者在活塞式引擎上的投资等等阻力，大到无法想像。造成转子引擎发展完全停顿的直接原因，则是1973发生的能源危机，整个汽车引擎研发的方向顿时从性能追求一百八十度转向到省油、低污染，以高性能见长的转子引擎还来不及改善其耗油和废气排放的缺点时，批判这两项这两项缺点的声音便已经被高度放大，转子引擎也就几乎被判了死刑，所有车厂发展转子引擎相关的program纷纷被取消，转子引擎好不容易建立的脆弱的研发基础完全崩溃。

只有马自达仍然坚持到底（或者说只有马自达是转子引擎真正的信仰者？），此后三十年来仍然持续发展转子引擎车，维持着转子引擎技术的香火，也藉着制造转子引擎车参与世界各地赛车，凝聚着一批转子引擎的信仰者。更重要的是，这三十年的时间，马自达有机会能够持续改进转子引擎的省油性、可靠性、和废气排放，RX-8的一项重要意义，便是马自达向世人宣示他们的信仰没有错，转子引擎性能比活塞式引擎更为优异，且同样可以满足相同标准的省油性、可靠性、和废气排放。

您说，这“持来的正义”是不是有点太迟了？现代汽车动力追求的是极低废气排放(ULEV)，甚至是零废气排放(ZEV)，新能源取代汽油引擎似乎是不得不然的趋势，即使马自达证明自己的坚持是对的，也不会有哪家车厂会回头再发展转子引擎…

汽车用干净的新能源中最受瞩目的是氢燃料，氢燃料主要是提供燃料电池车辆发电之用，活塞式引擎并不能直接使用氢燃料。然而最近许多研究发现，由于转子引擎的进气区和燃烧区是分开来的两个区域，使得转子引擎特别适合使用氢燃料，马自达已经有使用氢燃料的转子引擎了，七年后下一部转子引擎车（RX-9？）如果是使用同样四冲程燃烧原理，但是使用氢燃料，排放出来的废气只有水蒸气，您可不要过份惊讶。

看起来，转子引擎不但没死，可能还有机会找到自己的一片天了呢！