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(本文原刊載於Auto-Online雜誌10月號) 欣逢MAZDA RX-8即將在台上市，各汽車雜誌自然不能免俗的要介紹一下RX-8的轉子引擎（Rotary engine），Auto-Online當然也要好好的介紹一下，以免跟不上流行趨勢。不過，要怎麼介紹這顆引擎呢？
羅馬不是一天造成的 ▲轉子引擎跟活塞引擎一樣有進氣、壓縮、動力、排氣四個動作。不同的是，一個轉子有三面，轉一圈就完成三次循環。我一直在想，MAZDA這顆RX-8用的轉子引擎說穿了依舊是從RX-7改良過來的，如果直接講這中間的改良會有幾個問題。首先就是差異不大，不管MAZDA如何宣傳，說真的，要在一代的間隔內讓轉子引擎有突飛猛進的進展，你我都知道不可能。第二就是篇幅太短，如果不加上一些打混摸魚的虛字，可能連一頁的版面都充不了。第三個問題就是：「看不懂！」，直接講RX-8的轉子引擎改良了哪些東西，除非你原本就對RX-7那顆轉子引擎滾瓜爛熟，要不然本篇文章將會像中文天書一樣，大家有看沒有懂，那除了表示該編輯好像很厲害外，對讀者一點意義都沒有。所以，我們還是從基礎講起吧！
轉子引擎基本常識 ▲由於轉子的轉速只有驅動軸的1/3，所以轉子轉一圈，飛輪要轉三圈（1080°），而四衝程活塞引擎只要兩圈（720°）就能完成一次循環。我們都知道，一般車輛使用的是四行程活塞引擎，引擎要上下各兩次才能完成一次循環，所以被稱為四行程引擎。而轉子引擎並沒有活塞，有的是一顆三角弧型的轉子。當然也沒有汽缸壁，而是一個8字型的氣室，而轉子就是在這8字型的氣室內咕嚕咕嚕的轉動。是的！轉子在氣室內不是規規矩矩的繞著同一個軸心轉動的，如果轉子真的是繞著固定軸心轉動，那氣室的形狀將會是圓形，進氣、壓縮、動力、排氣的內燃機四大基礎動作將不存在，所以轉子的驅動軸是偏心的，也就因為驅動軸是偏心的，所以轉子才會忽上忽下忽左忽右的旋轉，因此氣室才會形成8字型。 這時氣室就被三角弧型的轉子分成了三份，而且大小會有變化，這大小的變化量就是轉子引擎的排氣量。這時只要在氣室的腰部上下開孔，孔就會因轉子膨脹或壓縮氣室內的空間而變成進排氣孔，而沒開口的腰部，空氣就會被壓縮及膨脹，這時只要有火星塞就可以引爆汽油混合氣，這樣轉子引擎就有了進氣、壓縮、動力、排氣四個基礎行程而可以運作。而且因為轉子是三角形的，所以有三個獨立運作的空間，於是轉子轉一圈就會有三次的動力行程，媲美三缸活塞引擎。 除了8字型氣室與三角型轉子外，轉子引擎還有一個很重要的比例，那就是轉子齒與驅動齒的齒比絕對是『2：3』。於是，這又帶出一個轉子引擎的絕對現象，就是轉子轉1圈驅動軸轉3圈。等等！齒比不是2：3嗎？怎麼轉速比不是3：2而是3：1。原因很簡單，當轉子轉1圈時，驅動軸除了被帶動的自轉外還有公轉運動，所以轉子轉1圈驅動軸不是轉1.5圈，而是兩倍的3圈。這也講到轉子引擎容易高轉速化的優點，例如引擎轉速9000rpm時，轉子才3000rpm而已，不像活塞引擎在9000rpm時，活塞每分鐘上下9000次共18000行程！
 ▲這張圖看起來很複雜，但請注意Secondary Auxiliary Port，這就是MAZDA最早的兩階段三進氣孔設計的濫觴。知道轉子轉速與驅動軸轉速的比例後，我們就能比較轉子引擎與四行程活塞引擎的相對關係，當轉子轉1圈的時候驅動軸轉3圈，驅動軸轉3圈就代表飛輪轉了3圈，而轉子轉一圈有三次動力行程，也就是說飛輪每一轉就有一次動力。而四行程活塞引擎要運轉兩圈才有一次，若要達到每一轉就有一次動力則需要兩缸，也就是說相同的轉速下，一個轉子相當於兩缸。 不過，MAZDA一直對外宣稱雙轉子相當於6缸引擎又是怎麼一回事呢？這就要看動力時間了。四行程引擎由於每兩轉完成四個行程，所以動力行程為半圈180°，而轉子轉一圈驅動軸轉了三圈，所以動力行程為3/4圈270°，每次動力行程較四行程活塞引擎多了50﹪，再加上同轉速下一個轉子相當於兩缸，就變成動力時間長度相當於3缸引擎，所以雙轉子就擁有與六缸引擎等長的動力重疊時間，等於運轉平順度同於六缸引擎。 但這個270°的動力行程也成為轉子引擎的致命傷，相對於四行程活塞引擎的180°，轉子引擎多了1.5倍的燃燒時間，使得平均壓力降低了約18.76﹪，說白點就是扭力只有同排氣量活塞引擎的81.24﹪。算到最後可以得知轉子引擎的動力相當於1.625倍同排氣量的活塞引擎，可是同時間的耗油量卻是兩倍，注定了轉子引擎耗油的宿命。 綜合來說，轉子引擎有著很小的體積、很輕的重量、簡單而紮實的結構，有著同排氣量活塞引擎1.625倍的動力、2倍的油耗，動力平順、震動與噪音都較活塞引擎低，具有超高轉速的潛力等，如果油耗不是問題的話，轉子引擎幾乎都優於活塞引擎。
轉子引擎進步史 ▲利用前後轉子的時間差，就能多出一些進氣壓力來增加動力，這也就是為何RX-7的進氣管都做成U型的原因。接下來講轉子引擎在MAZDA這家車廠手上到底做了哪些改良，才能繼續沿用至今日的原因。扣除初期研發的困難外，轉子引擎到了70年代跟所有的車輛用引擎一樣，都面臨了環保的問題。 轉子引擎由於燃燒時間較長的原因，並不會有高溫產生NOx的問題，但卻因排氣孔設置在氣室壁上，而有HC較多的問題，這個問題在當時的解決方法為，用空氣幫浦將空氣強行打入排氣管頭段與觸媒轉化器之中，使多餘的HC燃燒掉。 在70年代，除了環保問題之外，中東危機導致油價上漲，也使得油耗變成嚴重的問題，而油耗又正好是轉子引擎的致命傷，為了讓轉子引擎能繼續存活下去，MAZDA展開了『鳳凰計劃』，計畫提高20%的燃油效率，這計劃的相關成果，也造就了目前轉子引擎的風貌。 『鳳凰計畫』的成果就是大家所熟知的第一代RX-7，與計畫前轉子引擎最大的差異點為，進氣口變成了三個，而且還有一個是會關閉的，這套設計若對比於活塞引擎來說，相當於HONDA的VTEC設計，再配合上傾斜燃燒技術，使得轉子引擎的油耗降低了40%，馬力也獲得提升，成功的讓轉子引擎存活了下來，而兩階段三進氣孔的設計就一直沿用到RX-8上，也是自然進氣的”RENESIS”引擎能發出250匹馬力的遠因。 除了鳳凰計畫的兩階段三進氣孔設計外，MAZDA在轉子引擎的進氣岐管上還有一項巧思，那就是動態增壓系統。這設計很有創意，MAZDA的的轉子引擎多為雙轉子設計，於是在1983年時，MAZDA發現可以藉由調整兩顆轉子的時間差，使得即將關閉進氣孔的轉子施加壓力給進氣岐管，透過動態空氣室後，對另一顆正在進氣的轉子進行微增壓的動作，這設計也造就了現今MAZDA轉子引擎都有U型進氣岐管的面貌。 除了上述普見於MAZDA轉子引擎的設計外，RX-7第二代的單渦輪增壓器也是很特別的，MAZDA將它命名為Twin-Scroll Turbo。這顆渦輪有一個控制閥兩個氣室，當引擎低轉速時，控制閥關閉，讓所有的排氣進入狹小的P室，使得流速加快以減輕渦輪遲滯，當引擎轉速高時，控制閥打開，讓排氣平均的進入渦輪，降低排氣阻力與增加渦輪效率。不過到第三代RX-7就不這麼麻煩了，直接採用序列式雙渦輪，低轉速用一個，高轉速用兩個，也是達到低速渦輪遲滯少，高速渦輪增壓強的境界。
進入二十一世紀 ▲RX-8的引擎到底有那些特色，且聽我一一道來。第一張圖上講到這顆引擎完全沒有進排氣重疊的時間，就不會有進氣跑到排氣管造成汙染與浪費。第一張圖下講到多階段進氣系統可因轉速制宜，因此增進了油耗與動力表現。第二張圖說到進氣口增加了30%的進氣口徑，這使得RX-8大家都知道目前MAZDA的轉子引擎已經傳承到RX-8身上，那這顆RENESIS又有哪些進展呢？首先是進氣孔面積加大了30%，使得這顆引擎的進氣量足以應付到10000rpm的需求。但大家都知道，這樣低轉速會變得很糟糕，於是MAZDA將原本的三進氣孔兩階段式設計，再進化成三進氣孔三階段式設計，盡量避免低轉速域的無力現象，而為了高轉速化，破天荒的將轉子製成摟空狀，大幅降低轉子的重量，使得自然進氣的RX-8可以藉由拉轉速的方式，達到250匹馬力的水準。 但RENESIS引擎最創新的地方在於排氣口，以往轉子引擎的排氣口都是作在氣室壁上，往往一些未燃燒的油氣與些許的潤滑油就會在此被刮入排氣管，造成污染問題。但在RENESIS上，排氣口與進氣口一樣設在前後側壁上，當場解決掉以往HC的污染問題，也順帶使得進排氣完全不重疊，不會有進氣漏到排氣管的問題，也可在前後側壁各開一個排氣孔，讓引擎排氣孔變兩個提升排氣效率，以達成高轉速化的目的。(聽說在280ps的RX-7上就已經是了) 經過前述說明，相信大家都能了解RX-8為何能以1.3L的排氣量，而且還是在自然進氣的狀態下，卻能夠產生250匹馬力的原因。MAZDA的轉子引擎成就不是一蹴可及的，是不斷透過一點一滴的修改，才能造就目前的RX-8的！
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