前一部轉子引擎的量產汽車也是馬自達的車子，您答對了，RX-7，大約是1995年的事情，七年之後，當所有車廠都把心力放在電動車、燃料電池車的開發時，馬自達以RX-8提醒全世界的汽車迷，轉子引擎還沒死哦！

汽車工業自亨利福特以來，就講究標準化、大量生產，也是自亨利福特以來，往復式活塞引擎便一直是汽車引擎的標準機械形式。轉子式引擎則一直是汽車工業中的“異端”，其優雅、簡單的動作與構造，深受機械迷、汽車迷的喜愛，還一度鬧起“革命”，幾乎有機會扳倒大巨人，取代往復式活塞引擎，成為汽車引擎的標準。

RX-7、RX-8的故事相信許多新車介紹的文章都提過了，這個月的史丹福專欄想跟大家談一談這個汽車工業中的“異端”，迷人的轉子引擎。

轉子引擎其實也是一個標準的內燃機引擎，進氣、壓縮、點火、排氣，四個衝程動力產生的原理和標準的往復活塞式內燃機引擎完全相同。您如果瞭解活塞式引擎動作原理的話，可能就知道活塞式引擎整體搭配相當複雜，曲柄帶動活塞前後移動，搭配進排氣閥門適時開啟閉合來吸氣與排氣，點火系統也得配合準確點火產生動力，四個汽缸的動力衝程還得互相搭配，才能產生平順的動力輸出，一具四汽缸活塞式引擎至少需要四十個搭配精準的運動零件才行。

相對的，轉子引擎的構造就簡單許多，主要的運動零件只有一個偏心式的轉子在一個氣室中心轉動，取代了往復式引擎中所有活塞和汽缸。搭配著圖形來看，所謂“轉子”是一塊三角形的金屬零件，這個三角形轉子在曲線設計巧妙的氣室中轉動時，把器室分割成三個區間。











三個區間中第一區間空間比較大，是屬於四個衝程中進氣的部分。轉子引擎的進氣口就只是氣室壁上的一個固定開口，不需要任何閥門、凸輪、挺桿、凸輪軸、正時皮帶之類的零件，轉子轉入此區間吸進油氣混合氣，而尖端掃過進氣口後，吸入的油氣混合氣便自然被封閉起來壓入第二區間。第二區間的空間遠較第一區間的空間小，油氣混合氣隨著轉子旋轉轉入這個區間的過程也自然被壓縮，而火星塞也就是裝置在此區間中心，直接被轉子帶動點火產生動力，推動轉子繼續轉入第三區間。第三區間的空間也漸漸變大，屬於膨脹、排氣的衝程，同樣是由氣室壁上固定的排氣口排氣。轉子引擎便是靠著這個轉子單一方向連續的旋轉運動，產生四個動力衝程。

Mmmm，轉動一圈便完成了四個衝程，您是不是也覺得轉子引擎的動作遠較往復式活塞優雅而簡單呢？！

往復式活塞引擎每一個衝程的動作都是明確分離的，轉子引擎卻把四個衝程混合在三個區間內連續地發生，而且一個轉子、一個氣室，卻有好幾個衝程同時在動作。簡單的說，轉子引擎最大的優點，也就是其能以更輕、更簡單、更小型化的設計，完成同樣的內燃機動力程序，省去了許許多多的運動零件，同樣排氣量的轉子引擎，動力輸出會是活塞式引擎的兩倍。而單方向連續旋轉的動作和較長的動力衝程，也使得轉子引擎遠較採用往復的移動動作、僅有四分之一動力衝程的活塞式引擎更為平順，轉速也可以提得更高。

如果您不太熟悉RX-7、RX-8的故事，舉幾個數字給您聽聽，RX-8的引擎的規格是，排氣量1.3升，最大馬力250匹∕8500轉。

和您熟悉的數字不太一樣吧！RX-7的轉子引擎有渦輪增壓才能達到250匹馬力的數字，RX-8則是完全自然進氣的引擎，重量比RX-7的引擎還輕了30%，體積也更小，號稱是有史以來動力密度（單位重量可以產生的動力）最高的引擎。

既然轉子引擎這麼好，為什麼至今仍然沒有取代活塞式引擎，成為汽車引擎的主流呢？

其中原因可以從兩方面解釋，首先，轉子引擎當然還是有一些缺點的。轉子引擎愛好者專為轉子引擎設立了一個網站其中提到轉子引擎有三個主要缺點，第一個缺點是前面提到轉子火星塞引擎點火的第二區間十分細長，火焰得要走一大段路才能將油氣混合氣完全燃燒，燃燒的熱效率較差。不過馬自達RX-7的轉子引擎採用雙火星塞點火，有的跑車車款甚至用三火星塞，已經改進了這個問題。這個網站上舉出轉子引擎的的第二、第三個缺點，是“在無知的設計上(in naive designs)”，轉子引擎比較耗油，且一氧化碳排放較高。對於耗油性方面的缺點網站上也同時提出辯護，表示這只是從1973年石油危機後反轉子引擎者對轉子引擎貼上的標籤，事實上RX-7和同級車相比耗油性已經不相上下了。另外馬自達也宣稱RX-8的轉子引擎比前一代更加省油，而且既然要量產上市，當然得符合所有嚴苛的廢氣排放標準。

所以轉子引擎的缺點，似乎不是這麼致命或者難以改進（想一想電池驅動的電動汽車，或是國內最近被環保署取消補助的電動機車）。轉子引擎沒有能夠取代活塞式引擎成為汽車引擎的主流，第二個原因便是，要取代一個已經成為標準的技術，實在是太難了。事實上現在汽車工業界投注了數以十億計的研發經費在電動車、燃料電池汽車的研發上，轉子引擎提供了一個足供警惕的好故事，為何這樣一個絕佳的科技卻沒能滿足大家的期待。

這中間有些有趣的歷史故事，二十世紀初期，德國是機械工業強國，出了好幾位機械天才，轉動式活塞引擎的概念便是在1927年一位當時年僅二十六歲的德國機械天才Wankel先生發明的，1929年Wankel先生獲得了這項專利，1936年Wankel先生又獲得了DKM轉子引擎的專利，所以轉子引擎也常被直接叫做“Wankel engine”。納粹統治德國和二次大戰的期間，轉子引擎並沒有受到重視，Wankel先生甚至還被關過兩次（戰前被納粹，戰後被法國）。不過Wankel先生始終沒有放棄轉子引擎的研究，直到1951年德國一家叫做NSU的製造廠看到了Wankel先生的工作，轉子引擎才開始有真正的生命。1957年，Wankel先生獲得專利二十一年後，才有第一具DKM型轉子引擎原型運轉測試，有21匹馬力輸出；1958年NSU公司又做出了第一具KKM型轉子引擎，現代的轉子引擎都是屬於KKM型；1961年NSU公司推出第一部使用轉子引擎的量產汽車Prinz，開啟了工程師對轉子引擎無限的想像。

接下來1960年代到1970年代初，是轉子引擎大紅大紫的年代。這裡有個時代背景必須要瞭解，60年代是追求動力的年代，噴射機取代了螺旋槳飛機，汽車尾翼一個比一個翹得高，駕駛人對性能的飢渴遠遠超過對省油性的要求。NSU公司轉子引擎在當時被認為是內燃機引擎革命的下一步，在轉子引擎熱潮極盛時期，各家公司生產的使用轉子引擎產品包括摩托車、遊艇、飛機、甚至割草機。

汽車方面的發展，NSU接下來又推出了一款搭配轉子引擎的Ro80轎車，當時美國的大汽車廠通用汽車和“American Motors”都有在量產車上採用轉子引擎的計畫（雖然計畫始終沒有實現）。日本馬自達汽車廠的前身“Toyo Kogyo”也是在此時發現了轉子引擎的未來性，在此時加入了轉子引擎的發展。1969年Mercedes也著手發展一系列跑車，原型車測試時最高時速可以跑到180英里。轉子引擎在歐亞美三大洲都蓬勃發展中。

在那個節骨眼，看起來轉子引擎就快要扳大巨人，取代長久以來汽車工業的標準活塞式引擎。但是大巨人實在太大了，’50年代末期NSU開始對轉子引擎感興趣時，全美國活塞式引擎的數量已經超過抽水馬桶的個數，背後代表的使用者的習慣、既有的商業利益、和汽車業者在活塞式引擎上的投資等等阻力，大到無法想像。造成轉子引擎發展完全停頓的直接原因，則是1973發生的能源危機，整個汽車引擎研發的方向頓時從性能追求一百八十度轉向到省油、低污染，以高性能見長的轉子引擎還來不及改善其耗油和廢氣排放的缺點時，批判這兩項這兩項缺點的聲音便已經被高度放大，轉子引擎也就幾乎被判了死刑，所有車廠發展轉子引擎相關的program紛紛被取消，轉子引擎好不容易建立的脆弱的研發基礎完全崩潰。

只有馬自達仍然堅持到底（或者說只有馬自達是轉子引擎真正的信仰者？），此後三十年來仍然持續發展轉子引擎車，維持著轉子引擎技術的香火，也藉著製造轉子引擎車參與世界各地賽車，凝聚著一批轉子引擎的信仰者。更重要的是，這三十年的時間，馬自達有機會能夠持續改進轉子引擎的省油性、可靠性、和廢氣排放，RX-8的一項重要意義，便是馬自達向世人宣示他們的信仰沒有錯，轉子引擎性能比活塞式引擎更為優異，且同樣可以滿足相同標準的省油性、可靠性、和廢氣排放。

您說，這“持來的正義”是不是有點太遲了？現代汽車動力追求的是極低廢氣排放(ULEV)，甚至是零廢氣排放(ZEV)，新能源取代汽油引擎似乎是不得不然的趨勢，即使馬自達證明自己的堅持是對的，也不會有哪家車廠會回頭再發展轉子引擎…

汽車用乾淨的新能源中最受矚目的是氫燃料，氫燃料主要是提供燃料電池車輛發電之用，活塞式引擎並不能直接使用氫燃料。然而最近許多研究發現，由於轉子引擎的進氣區和燃燒區是分開來的兩個區域，使得轉子引擎特別適合使用氫燃料，馬自達已經有使用氫燃料的轉子引擎了，七年後下一部轉子引擎車（RX-9？）如果是使用同樣四衝程燃燒原理，但是使用氫燃料，排放出來的廢氣只有水蒸氣，您可不要過份驚訝。

看起來，轉子引擎不但沒死，可能還有機會找到自己的一片天了呢！