当转子遇到涡轮

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  拜著名漫画《头文字D》
  和电影《速度与激情》所赐,拥有转子发动机技术
  和涡轮增压系统的马自达RX-7让无数车迷为之心动。然而后续推出的RX-8,厂商却将发动机的强心剂——涡轮增压去掉了,不过这丝毫不能阻断车迷对涡轮转子发动机的迷恋,而是将转子和涡轮重新撮合在一起。
  
  事实上,大多数车迷对转子发动机的了解来源于《头文字D》中高桥凉介的马自达RX-7,其为上一代(1985年款)的RX-7(FC35)跑车,顶级型号GTU(1989年款)采用单涡轮增压技术,拥有215hp。剧中的RX-7经过了全面的改装,动力提升到了约280hp,灵巧的车身加上凉介优异的驾驶技术,在群马地区独领风骚,号称“赤城白彗星”。自此之后,无论是“转子”,还是“涡轮”,它们在车迷的心中生根发芽,无论哪一个都是车迷眼中的聚焦点。
  尽管马自达官方说法并未承认RX-8就是RX-7的后继车,但车名前的两个英文字还是让不少人把两台车放在一起比较。自然进气、6速手动设定的RX-8,虽仍搭载马自达引以为傲的转子发动机,其自然进气的形式让动力输出顺畅但不够狂暴,习惯涡轮带来的强大推背感之后,让人觉得少了脱缰野马的快感。没有涡轮的RX-8一下子由“发威的老虎”变成了“病猫”,其动力表现就如同欲言又止,长时间让人心里无法平复。正是因为这种一根筋似的对涡轮的崇拜,大陆的车迷们也涌向“涡轮转子”的风潮,本次由北京Theway汽车改装和Buddy Club合作,共同打造了一辆配备涡轮增压的RX-8,将极致动力发扬光大。
  
  现今大陆的涡轮改装车型数不胜数,为原厂没有涡轮增压系统的车型加装涡轮也不再是难以攻克的难题,但是对于非常少见的转子发动机,在技术上还是让很多改装店捉襟见肘。也许很多车迷都或多或少地知道转子发动机非常娇贵,并且在大陆地区修理和维护保养也比较麻烦,这也是车迷和改装店迟迟不敢动手大改的原因。
  由于转子的构造使然,转子在运转时是以偏心圆的方式回转,而为了让转子的3个面在运转时能够和外壳之间保有一定的气密性,转子的3个端点也就必须安装一种称为菱封(Apex Seal)的防漏零件。虽然菱封有助于确保转子和外壳之间的气密性,但是在连续性的偏心圆运转下,菱封也很容易因摩擦而对外壳造成损伤,在设计制造本身也就限制了转子发动机的改装潜力。
  此次为RX-8改装涡轮,采用日本GReddy出品的涡轮增压套件,包括T618Z涡轮、排气管芭蕉、Airinx集气箱、ECU电脑、中冷、油冷、进气管路、泄压阀、涡轮下端歧管等,从整体上保证了发动机可以匹配涡轮的运转,从而降低故障率,保证发动机有稳定的动力输出和寿命。当其增压值设定为0.4bar时,可具有268.9hp/7490rpm的最大功率,而最大扭矩为276.5Nm。就像广告上说的那样有了涡轮,你就拥有一切。
  拆掉这辆RX-8的进气系统和电瓶后,小巧的转子发动机比较靠近A柱,这显得RX-8的发动机舱大得惊人,这非常适合加装涡轮增压工作。事实上RX-8配置的Renesis13B-MSP发动机是自然进气转子设计的极致,其承袭前代13B-REW体积小,质量轻的优势,并且其吸、排气口都改在转子侧边外壳,消除了进排气开启关闭的重叠角,使得吸气埠的开启时间可以更快,进一步提升了发动机的运转效率。此外,13B-MSP在高精度强化铸造下,转子本体减重11%,同时偏心轴、外壳也大幅减轻重量,轻量化后的转子,偏心轴旋转更为快速,最高转速接近每分钟1万转。
  由于此涡轮套件是专门针对RX-8使用,所以在改装施工方面困难度极低,只要依照GReddy的图示说明,无需修改任何原厂设计,只要3~4个工作日即可完工。在改装过程中,我发现虽然RX-8的发动机舱很宽敞,但涡轮并没有安装在空闲出来的位置,而是被放置在RX-8的前右减振支臂附近,这让人看着有些不爽。没办法,为了协调转子发动机的排气口位置,只好牺牲一下平时为众人显摆亮骚的虚荣心了。虽然Theway改装从未大幅度地为RX-8改装过涡轮(只改装过进气和排气等),但是在精妙设计的涡轮套件下,整个改装过程进展得比较顺利。中冷、机油冷却器、机油透气壶、进气管路等部件如同拼装玩具一样,轻松地安装至RX-8上。比较麻烦的是GReddy的e-Manage电脑,再加上一些传感破解装置,这使其线组、程序等需要重新整理,我看着技师像织毛衣一样,将各个线路连接,并最终用万用表测量,这实在是一件既需要技术又需要耐心才能完成的工作。
  因为比较脆弱易损,RX7时代的转子发动机有“玻璃发动机”之称,到RX8时代情况虽得以改善,但本质始终未变,这也成为后来高涡轮增压的绊脚石。在安全上,本车还是要遵循GReddy的专业意见,将涡轮增压值定在0.6Bar以下,达到0.4bar。定好增压值以后,燃油增量喷射的任务则交由e-Manage电脑实现,到手的e-Manaqe电脑已由GReddy根据国内的用车环境预设定一个适当(建议)的程序。
  GReddy推出的e-Menage ECU电脑经济实用,是目前中国市场占有率最高的可程序电脑。在供油设定功能上,e-Manage提供调校空气流量及喷油嘴等功能。转速和节气门开度可在16×16的256个格数的Map(曲线)上设定,相比一些8×8的格数,e-Manage在调整上能够更加精细。它能自动补正所需要的修正电压系数值,产生正确的供油量,避免供油失误的情形发生。而在点火时间调校上,其Map格式同样是16×16格,提前或延后的调校幅度是0~20°的自由修改。
  由于RX-8的13B-MSP为高压缩比设定,在兼顾发动机功率、耐用度考虑的前提下,GReddy原厂建议涡轮的最大增压值不要超过0.6bar。想要打高增压值,就必须进行拆换FC3S转子,从而降低压缩比设定(9.0:1),如此一来最大动力大约能达到320hp,不过这样一来工程浩大,已不适合一般街车改装。本车虽是轻增压设定,但是在GReddy的官方测试数据上也有268.9hp的功率输出值,最大扭矩也达到276.5Nm,比起原厂的202.2hp、206.6Nm的数据猛增了不少。
  马自达的13B是高发热量的转子发动机,因而其原装车就已经标配了两个机油冷却器帮助降温。为了适应北京的高温天气,本车将一个机油冷却器更换为散热更加优秀的冷却装置,并且还加装了大尺寸的中冷器帮助涡轮压缩的进气进行散热。动力系统的完工让每个坚守在现场的看客激动,空气中的成就感味道浓重,随着发动机点火的轰鸣声,13B-MSP转子发动机 开始了它新的运转里程。
  此时的涡轮改装可谓刚刚过半,最纷繁复杂的ECU程序设定调校,以及硬件改动工作开始了。ECU调校工作拥有非常高的技术含量,这需要技师不但要懂得汽车硬件的理论,还要很精通电脑,并且拥有丰富的实际操作经验,这恐怕是大陆地区没有高技术水平技师的原因。很多人都希望学到这门极为专业的“手艺”,但是扪心自问:我能拆卸发动机吗?我懂发动机的电子控制理论吗?我会英语或日语吗?我有物力和财力进行实际操作吗?但这些都是最基本的条件。还是转入正题,来自台湾地区BuddyClub的改装技师在e-Manage基础程序上进行调整,在空燃比机的配合下,将整套程序修改得更加细腻,保证安全的前提使发动机爆出更强劲的动力。
  在不断地试跑和调整下,此辆RX-8的动力输出趋于平稳、线性,两位经验丰富的台湾技师也终于露出满意的笑容。不过在激烈的驾驶后,该车的水温和油温很高,看来发动机的高热问题还是显现出来。最终在发动机舱内,为其加装了机油冷却器风扇可控制单元,通过电脑控制让水箱风扇和机油冷却器风扇提早开启,从而达到强制散热的目的。
  RX-8给人的第一印象就是漂移,不过本车的改装思路还是基于街车风格。其减振系统换装为日本避震器大厂TEIN所生产制造的Type FLEX Damper,这是重视路感的入门版街道版本,减振阻尼偏硬,但依然保留了一定的舒适度,在颠簸的路面上并不会感到令人烦躁的车身颤动。TypeFLEX Damper的筒身高低调整机构可在弹簧压缩比固定的情况下设定车身高度。此外,Type FLEX具备阻尼16段软硬可调的功能和复筒式的结构特色。整体上讲,其抑制侧倾和提高操控灵敏度的能力较好,更加重视弯道间的驾驭性能,适合对操控性有所要求的热血玩家选用。再配合EDFC阻尼软硬调整系统,车主可轻松自在的在车内进行调整工作。
  本车的轮圈同样属于上品,来自WORK的VARIANZA系列19英寸轮圈与RX-8灵动的车身恰当地结合在一起,23535R19横滨轮胎也为这辆RX-8带来更加稳定的高速表现。
  
  1967~2005年历代著名转子发动机
  
  初代转子:代号为10A的转子发动机是马自达于上世纪60年代后半段首度投入量产的初代转子发动机。其排量为两个491cc的转子,最大动力为110hp,它为日后的转子发动机奠定了良好基础。
  二代转子:马自达于1970年推出了代号为12A的转子发动机,单转子容积扩大为573ml,排量为573ml×2,拥有高达120hp的动力输出。到了1983年,随着初代RX-7推出涡轮增压版本后,12A发动机的最大动力也一举从120hp提升至165hp。
  三代转子:13B是由12A扩缸而来,在转子宽度增加了10mm后,除了排气量达到654cc×2之外,性能表现也更上一层。
  13B在推出时采用化油器供油,最大动力为135hp。到了1983年改为电子喷射方式供油后,其动力晋升至160hp。1985年13B发动机则加装上涡轮增压而成为著名的13BTurbo,拥有185hp的实力,1989年当二代RX-7进行了小改款后则是再向上调整至205hp。
  1991年,代号为13B-REW发动机虽然仍是以13B为基础,但增压系统从单涡轮改由分两阶段作动的双涡轮,最大动力也增大至255hp。到了上世纪90年代末期13B-REW的动力输出强榨到280hp,但是由于市场上对于排放与油耗的要求日益严苛,马自达在1999年东京车展上发表了自然进气的Renesis发动机。
  
  串连三转子的杰作发动机
  
  90年代初期,马自达推出了一款由3个容积为654ml的转子串连而成的三转子发动机,代号为20B。20B在登场时,采用双涡轮增压的设计,代号20B-REW。最大动力达到280hp,400Nm的最大扭矩,在当年甚至超越了日产著名的RB26DEIT发动机。
  虽然20B-REW的增压系统和3代转子发动机同样属于序列式双涡轮,不过两者所使用的涡轮实际上却有不少差异。13B-REW是采用两个规格完全相同的涡轮,并透过先后作动的方式为发动机进行两阶段式增压,不过20B-REW则是采用两个特性与规格都不同的涡轮,以确保中低转速域的实用性和高转速域的马力输出。
  
  结结语
  
  对于涡轮上身后的实际路试,我的心情是既期待又害怕,那种紧张刺激的脱缰感受让人脸红心跳,涡轮的力道使高转速域有强烈的加速反应。在发动机转速达到2500rpm左右时,涡轮开始增压,源源不绝的推力开始涌现使转速迅速上升。虽然是轻增压,但是RX-8的整体加速反应快了许多,其油门反应轻快,T618Z涡轮的低转轻推大幅抑制了涡轮迟滞现象,开起来畅快有余。除了低转速扭矩较小外,改装后的发动机还是比较适合日常驾驶的。
  RX-8所有的设定会造成自己与RX-7的距离越拉越远吗?也许吧。不过当RX-8加入了涡轮增压系统,以及全新改造的悬架,我们也有理由相信,两款车型的距离又被拉近一步。当转子遇到涡轮,这辆RX-8给我们带来了尽情挥洒的绝佳舞台。
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