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馬自達Mazda的轉子引擎，有什麼成長歷程呢？
發佈日期：2019-01-07
最初菲力斯·汪克爾所發明的汪克爾引擎，專利權原是屬於今天奧迪Audi汽車前身之一的德國NSU車廠擁有。
雖然1960年1月19日汪克爾在德國工程師學會的會議上，向世人公開發表這具無活塞迴轉式引擎的新發明，吸引了包括美國通用汽車GM、賓士Benz和豐田Toyota等車廠的目光，但經過試驗發現量產實用化的困難度比預期還要高後，他們紛紛打了退堂鼓。
1961年2月27日，馬自達Mazda向德國NSU車廠和汪克爾簽約取得汪克爾引擎的授權許可，其簽約的條件是10年的簽約金額為2億8千萬日圓，當時約可支付馬自達8,000位員工的一個月薪資，還有馬自達必須無條件提供產品專利權給NSU車廠，以及每一輛搭載汪克爾引擎的汽車上市後，須向NSU車廠交付權利金。
同年7月，馬自達指派8位技術人員遠赴當時位於西德的NSU車廠接受技術細節的培訓，其中包括後來被任命為「RE研究部」部長的山本健一。
NSU車廠人員在運轉的汪克爾引擎上置放一枚銅板卻屹立不倒，向馬自達的技師們展示這具引擎的靜肅性。
不過他們稍後卻發現運轉一段時間後，轉子室缸壁會出現轉子頂點菱封所造成的波狀磨痕，解決此問題才能正式實用量產化。
1963年，馬自達成立「RE研究部」，並任命山本健一率領46位工程師研究改良汪克爾引擎。
此47人後來被稱呼為「轉子四十七士」，含有仿效赤穗四十七浪士不成功便成仁的意涵。
在此同時，因面臨乘用汽車進口自由化的壓力，日本通商產業省（今經濟產業省）於1965年主動提出整併國內汽車界的構想。
屈迫於這種被合併的危機，當時松田恆次社長提出「技術永遠是革新」的口號，更激發RE研究部的決心。
由於汪克爾引擎的構造獨特，轉子以偏心圓的方式在橢圓形空間裡迴轉。為了讓它的三個面與缸壁之間保有一定的氣密性，其三個端點必須裝設一種由菱封（apex seal）與角封（corner seal）組成的的立體機構。
菱封的作用類似活塞環，內部的彈簧片會配合菱封與缸壁間的空隙伸縮。
經過日積月累的偏心圓運轉，菱封對缸壁會造成波狀刮傷。
換句話說，改善菱封材質的進程儼然為汪克爾引擎的改良發展史。
這個研究團隊經過不斷的測試發現，波狀磨痕的間隙與菱封固有震動數值相同，因此他們改變菱封的形狀，在接近頂端處橫向開孔，並在交叉方向另開一縱向孔，稱為交叉孔（cross hollow）菱封。
實驗證實菱封與缸壁的共振頻率被改變，300小時內不會出現波狀磨痕，總算初步解決這個問題。
接著，1964年夏天日本碳素公司開發出新碳素材料，馬自達遂以混入碳素的鋁合金材質取代原先的菱封材質。
1967年5月上市的Cosmo Sport即採用碳鋁材質製成的菱封，成為世界上第一部將轉子引擎實用化的量產汽車。
1960年代起，美國洛杉磯盆地地區陸續發生空氣汙染而造成天空籠罩白灰塵沙，美國聯邦政府自1965年起實施汽車空氣污染管制法（Motor Vehicle Air Pollution Control Act of 1965）。因轉子引擎的構造特殊，產生的氮氧化物（oxides of nitrogen，簡稱NOx）很少，但相對地會增多碳氫化合物（hydrocarbons，簡稱HC）。
為了順利通過最大市場美國的廢氣排放標準，馬自達採取溫控反應器（thermal reactor）將廢氣中殘餘的碳氫化合物混合空氣後再度燃燒，使得轉子引擎車種於1969年10月正式登陸美國市場。
然而在1970年12月，美國國會又通過由埃德蒙·馬斯基（Edmund Muskie）提案、俗稱「馬斯基法案」的修正清潔空氣法（Clean Air Act Amendments of 1970），限制1975年後在美國銷售的汽車必須將碳氫化合物減少至現行十分之一以下。
馬自達的技術人員立刻著手改良此一問題，並於1973年2月於美國市場推出油耗表現較佳、空氣汙染較輕微的REAPS（Rotary Engine Anti-Pollution System的縮寫）型轉子引擎搭載車款第二代Luce。
除此之外，轉子引擎要克服的課題還包括油耗表現與低速扭力問題。
先前量產的13B-REW型轉子引擎之進、排氣埠都是使用外環氣埠（peripheral port），造成混合的燃油與空氣在低轉速域間無法充分燃爆，甚至不易點燃。
因此為了解決油耗表現與低速扭力的問題，馬自達自13B-MSP Renesis型開始將原本位於轉子外殼圓周的進、排氣埠移到側邊，稱之為側邊氣埠（side port）。
另外，點火系統改為雙火星塞設計，提升燃油與空氣混合的點火效率。
所以這些改良措施提高了轉子引擎的低速扭力表現，也解決了油耗問題。
1991年馬自達開發並測試了第一輛氫動力轉子引擎原型車，名為馬自達HR-X；1993年更發表了改良過的馬自達HR-X2。
後來在2004年的底特律國際車展上，馬自達介紹了RX-8 Hydrogen RE（RE就是rotary engine之縮寫）概念車，這是一部氫氣及汽油雙燃料轉子引擎車。
2006年2月，日本國土交通省批准了RX-8 Hydrogen RE的租賃業務，馬自達生產了一批此型的RX-8交付給岩谷產業、出光興產等兩家公司使用。
而在2009年4月，馬自達參加了挪威的HyNor計畫（在挪威首都奧斯陸至西岸沿海的Stavanger之間，打造一條580公里長的氫氣實驗道路，於沿途設置氫氣加氣站，以利氫氣動力車輛補充燃料），交付30輛氫氣燃料車進行實路測試。
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目前最新量產實用化的轉子引擎代號為13B-MSP型，原廠亦稱Renesis。
2010年10月公開的16X型曾因各國日趨嚴苛的廢氣排放法規而推遲量產計劃，但原廠仍持續研發以找出克服之道。
2015年10月29日開幕的第44屆東京車展上，馬自達原廠公開RX-VISION概念車，所搭載的次世代轉子引擎SKYACTIV-R結合創馳藍天技術，但並未公開動力細節。
2016年4月傳出原廠向美國提出新款轉子引擎的專利申請書曝光，顯示原廠仍積極投入開發。
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馬自達自從取得汪克爾引擎的授權許可以來，即不斷投入人力心血改良開發，如今已憑轉子引擎打響，世人於是將它與汪克爾引擎畫上等號。
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雖然1960年1月19日汪克爾在德國工程師學會的會議上，向世人公開發表這具無活塞迴轉式引擎的新發明，吸引了包括美國通用汽車GM、賓士Benz和豐田Toyota等車廠的目光，但經過試驗發現量產實用化的困難度比預期還要高後，他們紛紛打了退堂鼓。
1961年2月27日，馬自達Mazda向德國NSU車廠和汪克爾簽約取得汪克爾引擎的授權許可，其簽約的條件是10年的簽約金額為2億8千萬日圓，當時約可支付馬自達8,000位員工的一個月薪資，還有馬自達必須無條件提供產品專利權給NSU車廠，以及每一輛搭載汪克爾引擎的汽車上市後，須向NSU車廠交付權利金。
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1963年，馬自達成立「RE研究部」，並任命山本健一率領46位工程師研究改良汪克爾引擎。
此47人後來被稱呼為「轉子四十七士」，含有仿效赤穗四十七浪士不成功便成仁的意涵。
在此同時，因面臨乘用汽車進口自由化的壓力，日本通商產業省（今經濟產業省）於1965年主動提出整併國內汽車界的構想。
屈迫於這種被合併的危機，當時松田恆次社長提出「技術永遠是革新」的口號，更激發RE研究部的決心。
由於汪克爾引擎的構造獨特，轉子以偏心圓的方式在橢圓形空間裡迴轉。為了讓它的三個面與缸壁之間保有一定的氣密性，其三個端點必須裝設一種由菱封（apex seal）與角封（corner seal）組成的的立體機構。
菱封的作用類似活塞環，內部的彈簧片會配合菱封與缸壁間的空隙伸縮。
經過日積月累的偏心圓運轉，菱封對缸壁會造成波狀刮傷。
換句話說，改善菱封材質的進程儼然為汪克爾引擎的改良發展史。
這個研究團隊經過不斷的測試發現，波狀磨痕的間隙與菱封固有震動數值相同，因此他們改變菱封的形狀，在接近頂端處橫向開孔，並在交叉方向另開一縱向孔，稱為交叉孔（cross hollow）菱封。
實驗證實菱封與缸壁的共振頻率被改變，300小時內不會出現波狀磨痕，總算初步解決這個問題。
接著，1964年夏天日本碳素公司開發出新碳素材料，馬自達遂以混入碳素的鋁合金材質取代原先的菱封材質。
1967年5月上市的Cosmo Sport即採用碳鋁材質製成的菱封，成為世界上第一部將轉子引擎實用化的量產汽車。
1960年代起，美國洛杉磯盆地地區陸續發生空氣汙染而造成天空籠罩白灰塵沙，美國聯邦政府自1965年起實施汽車空氣污染管制法（Motor Vehicle Air Pollution Control Act of 1965）。因轉子引擎的構造特殊，產生的氮氧化物（oxides of nitrogen，簡稱NOx）很少，但相對地會增多碳氫化合物（hydrocarbons，簡稱HC）。
為了順利通過最大市場美國的廢氣排放標準，馬自達採取溫控反應器（thermal reactor）將廢氣中殘餘的碳氫化合物混合空氣後再度燃燒，使得轉子引擎車種於1969年10月正式登陸美國市場。
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除此之外，轉子引擎要克服的課題還包括油耗表現與低速扭力問題。
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1991年馬自達開發並測試了第一輛氫動力轉子引擎原型車，名為馬自達HR-X；1993年更發表了改良過的馬自達HR-X2。
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