旋转的活塞好难修?

2016-10-27 13:16李尔欣黄艳
汽车杂志 2016年10期
关键词:振膜低音马自达

李尔欣+黄艳

转子发动机“维修难”的真相

Q 编辑老师,你好!我看课本介绍汪克尔发动机时,说它“由于零件数少,故拆装方便,维修简单”。但在现实里听到的却是各种对转子发动机维修困难的抱怨。那到底这种发动机好不好修?如果真的难修,还请说一下为什么。谢谢!

A 我读书少,你不要骗我。现在的教材上真这么写?诚然,从拆装的角度来讲,没有配气、曲柄连杆等复杂机构,并且组成件也相对更少的汪克尔发动机,的确在拆解和装配时没有往复式活塞发动机那么多的步骤。不过,真要维修汪克尔发动机却很是麻烦。

首先,维修所需零配件的数量和来源均有限。若是三菱4G63(说的不是EVO那台,而是烂大街的东安三菱4G63)或者大众EA113,那找个替换的零件真不叫事儿。可不幸的是,地球上生产过汪克尔发动机的厂家屈指可数,唯一延续到21世纪的更只有马自达一家。而马自达为解决汪克尔发动机的易磨损、密封性差等先天缺陷,大量采用特殊材质的零配件以及定制的耐磨涂层,以至于生产成本偏高,从而产量偏少,进而导致目前汪克尔发动机的零配件无论原厂件、OEM件还是拆车件都不多,眼下随着马自达转子发动机的停产,零件将愈发稀缺。

其次,会修的人少。经过厂家培训的4S店师傅当然能修,但分布更广的普通汽修店师傅却未必会修。因为汪克尔发动机在结构上跟他们所熟悉的往复式活塞发动机截然不同。不光是三角转子与活塞汽缸之间有着显而易见的差别,即便是功能类似的零件,汪克尔发动机的维修解决方案也跟往复式活塞发动机不一样。以马自达的13B-MSP发动机为例,其机油泵的齿轮轴和传动齿轮都嵌于发动机前盖之内,同时每个转子还有专门的供油通道,从转子偏心轴的前端一直贯穿到后端主轴颈……。

或许使用汪克尔发动机的车主会羡慕那些微面司机:走遍天下都不怕,实在不行自己修。

显然,如今汪克尔发动机之所以会出现维修困难的局面,其主要根源恰在发动机本身。更糟糕的是,维修困难会让更多的消费者转向传统发动机,这又导致讲究经济效益的厂家和维修店进一步缩减产量以及零配件和维修工人的储备,从而形成恶性循环。面对此景,不禁要问:汪克尔发动机刚开始推广时,包括奔驰、雪铁龙在内的多家一线大厂都曾青睐过这种结构紧凑的非活塞式发动机,为何最后只有马自达坚持至今?

这其实是马自达不得已的选择,而非别人没有能力研发。像奔驰就给C111试验车配过缸内直喷的三转子汪克尔发动机。只是对于其他车厂来说,汪克尔发动机纯粹是试验品,不存在非用不可的必要,更何况相比运转平顺、结构紧凑等优点,当时的汪克尔发动机在燃油经济性与耐用性方面有着巨大的劣势,甚至被认为是难以克服的先天缺陷。然而,能否“吃”下汪克尔发动机,却关乎马自达的生死。

二战结束后,从20世纪50年代起,日本政府开始着手恢复经济,第一步就是将产业结构从农业主导向工业化调整,机械、汽车、家电等新兴行业得到迅猛发展。而接下来自然是打开国门,与海外市场进行自由贸易。但国内零散的作坊式工厂显然无法与国外的集团公司相抗衡,必须把优势资源集中起来组成大型企业才能在国际市场上生存下去。对于汽车行业,日本政府当时是想把国内的诸多汽车制造商整合成三大集团,而马自达的前身——东洋工业株式会社就在被兼并的名单上。

但时任社长的松田恒次不想让父亲传下来的家业就此断送,不甘被吞并。为此,东洋工业就必须尽快拿出干货来证明自己能够自主研发汽车。而就在他们急寻“镇店之宝”时,偶然得知德国NSU公司拥有创新的汪克尔发动机……后面的故事相信许多人早已耳熟能详:东洋工业在支付巨额研发授权费后才发现NSU的汪克尔发动机只能工作约40小时就会因三角转子严重磨损而报废,并有一堆不适用于量产车的问题。东洋工业由此陷入背水一战的绝境,必须实现汪克尔发动机的量产化,不成功便成仁。然后才有山本健一带领“转子47壮士”攻克难关,率先推出搭载汪克尔式双转子发动机的量产车Mazda Cosmo。再后来,汪克尔发动机成为马自达的企业图腾,只要经济条件允许,历史使命就会促使它继续研发这种转子发动机,而当别人因为生产成本、实用性等问题相继退出后,全世界就只剩下马自达还能生产搭载汪克尔发动机的量产车。

2012年,在生产成本、环保标准等多重因素的影响下,马自达停产RX-8,并暂停汪克尔发动机的生产,静待东山再起。可自从3缸涡轮增压发动机重生以后,汪克尔发动机原本的优势便已不再显著。相反,随着环保条例的日益严苛,汪克尔发动机在油耗与排放上的短板则被放大。尽管马自达已宣布要复产转子发动机,并与奥迪展开技术合作,但很明显在今后很长一段时间里,汪克尔式汽车发动机的核心技术依然会由马自达独家垄断着,无处分摊的研发与生产成本仍将限制发动机的产量,进而导致相应维修资源的紧张,最终还是无法解决汪克尔发动机维修难的困境,除非它能在汽车动力领域找到新的用武之地并得到一定程度的普及。也许当年FIA不该禁止马自达的转子发动机继续参赛?

奔驰C111

Mercedes BenzC111是20世纪70年代奔驰启用的新型发动机试验平台。最开始用的是奔驰研发的三转子发动机,后来在1970年改成275kW的四转子发动机。但奔驰很快就对汪克尔发动机的耐用度感到失望,转而在C111系列平台上试验柴油发动机、涡轮增压发动机以及V12发动机。

01.汪克尔发动机能在一个运转行程中完成进气、压缩、爆炸、排气,故作功效率比往复式活塞发动机高许多。

02/03.赢得1991年勒芒24小时耐力赛冠军的Mazda 787B赛车和它的R26B四转子发动机。

04.搭载转子发动机+涡轮,堪称一代日系性能好车的第三代Mazda RX-7。

01.1967年,马自达首款搭载汪克尔发动机的量产车Cosmo Sport正式上市。

02.2010年日内瓦车展首发的奥迪Ale-tron概念车用汪克尔发动机来给混合动力车的电动机发电,这也许是汪克尔发动机的未来进化方向之一。

03.与雪铁龙GS Birotor同款的普通动力版GS,相对售价亲民许多,这也使得雪铁龙最后选择退出转子发动机领域。

04.2011年款Mazda RX-8以及马自达13B系列双转子发动机

小炮,能否射出大火力?

Q 黄艳老师,您好!时常在《汽车杂志》汽车用品单元看到您精辟深入的解答,或许就是您的专业,以及这本杂志中有关汽车音响的报导,让我终于鼓起勇气接触这个领域,但老实说,我也只是初试皮毛,想着加装一台小低音炮先玩玩即可,毕竟预算摆在那里,生活压力还是很残酷啊!

我要问的是,我的车是本田飞度,如何加装低音炮才能不占车里宝贵空间?另外,我逛了一圈汽配城,发现低音炮款式有很多种,有的像个大圆筒,有的像个大音箱,有的却薄薄的像个小铁盒,我个人是比较属意那种不占空间的小铁盒,但就不知道效果如何?我希望的是能让音乐听起来更动感、更震撼、更有节奏一些,请黄艳老师帮忙推荐推荐,并且教教我如何选购。谢谢!

A 尊敬的阿文读者,您好!很感谢您对我的长期支持,也希望我的回答能帮助您,甚至帮助更多读者亲近汽车音响改装天地,用更物有所值的花费,享受到更精致舒心的车居生活。低音炮,其实是一种大体积超低音系统与减少占用车内空间的折衷产品,故而藉此我也来把这种产品的定义再说明一下。在传统的汽车音响改装领域中,其实原本我们是不需要低音炮这种东西的,因为只要安装、调音等方式正确,装在原车喇叭孔位的5.25、6.5、7英寸等不同尺寸中低音单体已经能够发出足够的低音效果,而您所看到的那种大体积音箱之所以被装上车,就是用来弥补中低音单体难以下沉到的超低音频域,例如20Hz~80Hz这两个八度音阶。而这种音箱为什么那么大?理由在于要发出够低频率的声音是与推动大量空气波相关的,而推动大量空气就物理来说别无它法,要嘛喇叭振膜尺寸大,要嘛喇叭振膜运动冲程长,因此超低音单体的直径往往都在8~15英寸之谱,并且要搭配至少20~50L容积的箱体来为其处理背波,方能确保超低音效果,因此超低音箱又大又重,它是追求好声之发烧音响玩家不可或缺的玩意儿,但却不一定是每个人的菜,包括希望保留车内空间的您!

因此,早期的折衷方法,是把中低音单体装在一个比超低音箱小很多的圆筒状小音箱上,看起来像个火箭炮,从而有了“低音炮”这个名称出现。但它也非常写实的表明了自己的身份:碍于箱体容积与喇叭尺寸不够,它只能与超低音玩玩擦边球,更多只是提高低音能量感。没想到,这种特色对上了喜好低音节奏口味的中国消费者,于是低音炮开始在市场上享有一片天。

接下来我要说的,是有关低音炮的进化史、优缺点以及选购方式,关于超低音那块我们就不谈了。

声波是一种物理现象,要追求更低频率、更强能量声音的还原,除非更大尺寸的喇叭振膜,或是更长冲程的振膜运动来驱动大量空气波,不然就人类目前科技来说尚难成就。

低音炮Ⅰ代

特色:单纯只是把一只6.5~7英寸中低音单体装在尺寸较小的或方形、或圆筒形音箱内,说穿了就等于是一种比较欠缺技术含量的缩小版超低音箱,加上一点外观装饰与灯光,或是配上内置一台主动功放,在1990~2010年这段时间卖得很火,目前市面上依然有,但多集中在二、三线城市汽配城或汽车维修厂,价格也非常低廉。

特色:价格低廉。

缺点:低音效果差强人意,听过的产品箱音轰隆隆占多数,并且实际体积也还不够小巧。

选购建议:除非您的预算真的非常有限,不然个人觉得这种产品体积既不算小,声音效果也普通,虽然便宜但性价比不高。

低音炮Ⅱ代

特色:在第一代基础上增加了一些设计手段,例如多加一支单体在一筒状低音炮上,两只喇叭反相连接输出功率端,也就是当一只喇叭振膜推空气时,另一只喇叭吸空气,达到牵动更多空气波的效果。同理,也有人用上被动膜片来追求同样目的,但对功放的阻尼要求则更高!另外,第二代产品也出现了许多类似超低音箱的变体设计,例如加了倒相管的低频反射式、迷宫一般的传输线式、内外双单体推挽式……,它们使得低音炮一步步逼近了超低音的表现范围,一方面也在低音能量上有所升级,但无法解决的问题还是:体形不够小。

优点:低音效果比起一代更清晰扎实,并且能够还原的超低音频域也比一代稍多一点,但更多潜沉依然力有未逮。

缺点:强调声学设计的背后,却无法避免体型难以缩小。

选购建议:二代产品目前在各大汽配城蛮常见的,选购时尽量不要被绚丽外观迷花眼,而要理性挑选功放与喇叭搭配(主动式)合理者,因为有些产品用了一堆花俏的声学设计,却没有相应配上够格的功放,就算量感开到最大也推不太动喇叭,甚至有失真容易损坏之隐患。关于这点只要试听,听到低音是一片模糊就基本可以确定不行了!

低音炮Ⅲ代

特色:第三代产品相比之前有着比较科技面的进步,例如为了让体积缩小再缩小,使用了加重振膜(一般多是铝合金等金属材料)的喇叭,从而使得振膜不易盆分裂变形且运动速度放缓,搭配大尺寸音圈筒与低阻抗设计,可以用很薄的单体身形、不够长的振膜运动冲程营造出比较浑厚低沉的声音,而这也使得第三代低音炮普遍长得有如一个饼干铁盒子,可以安放在座椅下方,对于减少占用车内空间有着非常明显的效果。

此外,这种低音炮也同样有着许多变体内部设计,例如被动振膜,甚至被动振膜+迷宫导波管都有,但无论如何它依然是“低音炮”,要达到超低音的境界还是有所限制。

优点:体型小巧,安装便利。

缺点:能把低音打到干脆利索又控制自如的典范不算太多。

选购建议:市面上第三代低音炮的外观可能看起来都黑不溜秋像一个超重金属盒,但不同产品的声音表现却大相迳庭,我听过几种采用被动振膜加迷宫导波管的产品,算是能把低音控制得比较轻松自如,当然,这与其配置的功放水准也有密切关系。为此,建议大家选购时不要贪小便宜,尤其在单体设计都有点类似之下,更要注重功放的性能水准,选输出功率大、阻尼因素大的,并且附带分频点、量感……调音功能的产品,听起来才不会低音糊成一片,并且也有针对原本音响声音特性灵活调校与搭配的空间。

01.可对应高电平+前级讯号输入,又可提供分频、相位等调音功能的低音炮产品是比较推荐使用的,它会让使用者更容易抓到产品与原本音响系统声音理想契合的甜蜜点。

02.正统的汽车音响改装方式,应是要配有一定尺寸的超低音喇叭+音箱,来补足低音喇叭难以下潜的更低频域,但其问题就是很占车内空间。

03.大多数低音炮产品都采用内置功放模块的主动式设计,而其输出功率与阻尼因素应是消费者购买时要格外注意之处,不然伺候不好喇叭,非仅声音不好听,更可能造成失真烧坏喇叭的问题。

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