關於轉子引擎的內容,我其實想寫很久了,大概一兩年前就已經在準備了。原本只是想像粉絲專頁上介紹Kawasaki Square Four 750那樣一篇文帶過,沒想到追蹤的"老車事務所"更新的文章得知前輩有收藏一台Suzuki RE-5,就卯起來研究轉子引擎機車的發展歷程。
身為老車愛好者,一直希望可以親眼目睹傳奇摩托車,而RE-5就是清單中之一,因為轉子引擎機車可以說是世界摩托車發展過程中的里程碑(雖然就只是曇花一現)。所以,本次的內容我會以專題的形式呈現,而你現在看到的這篇文是前導內容。特別感謝老車事務所的前輩李老師,接受我這突如其來的拜訪與錄音(這後輩怎麼如此大膽XD)。
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轉子引擎(Rotary engine),或稱為萬克爾引擎(Wankel engine),這個概念最早是由德國工程師Felix Wankel提出,並於1929年獲得專利。Wankel在1951年於NSU車廠製作出第一具轉子原型機,是為DKM motor,不過這個最初版構造過於複雜(內轉子與外圍汽缸壁都是可動部件);接續DKM的是KKM motor,這個版本就是較多數人所認知中的"轉子引擎",KKM與DKM最大差異在於汽缸本體是固定的,因此換火星塞不用大拆特拆引擎。

第一代Suzuki RE-5廣告(圖片來源:motorcyclespecs.co.za/model/suzu/suzuki_re5_rotary.htm)
不過,由於轉子引擎的開發是有被專利綁住的,必須經過NSU與Wankel的授權方得以研發,最早獲得授權的是美國製造廠Curtiss-Wright Corporation。而應用在摩托車的部分,日本鈴木於1970年獲得授權,並於1973年發表概念車,也就是1974年上市的RE-5(M model)。然而日本四大廠中,雖然鈴木是最早獲得授權,但最早對外發表原型機的卻是Yamaha於1972年東京車展公開的RZ201。
簡單羅列一些大家比較熟悉且有上市的轉子引擎摩托車,包含DKW/Hercules W-2000(根據Fichtel & Sachs引擎設計)、荷蘭Van Veen、Norton F1、Norton Commander、Suzuki RE-5,當然,還有未上市的概念機Yamaha RZ201與Kawasaki X99。
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不過因為本篇文是RE-5系列的第一篇,所以還是要來提一下RE-5這台車。
Suzuki RE-5原型是1973年發表的,1974年上市販售,是一台總排氣量497cc的單轉子水冷、油冷雙系統的車,因為引擎加上變速、冷卻、潤滑機構等等而變得超級大一顆,油箱底下的車架空間幾乎塞滿,而且想必這台車一定很重,確實,RE-5乾重有230kg。
好了,1974年RE-5第一代上市了,面臨到兩個意想不到的事情,第一件就是,日本境內對於轉子引擎要收取的稅金完全沒有頭緒,因為轉子引擎既不是二行程引擎、也不像四行程那樣可以不那麼汙染,所以就以排氣量乘以二的方式計算RE-5的稅金,這麼一來,RE-5就變成排氣量近1000cc的摩托車。所以鈴木放棄內銷,轉往外銷。
其二,1973年的石油危機,殺了個大家措手不及。70年代前半是速度的代名詞,然而石油危機讓原本各大廠相互競爭最速摩托車的觀念受到衝擊,因為往往高性能會伴隨著高油耗與污染的問題,所以一夕之間性能車市場大減,轉往環保、省油為目標。而回來看RE-5,和同時期同級距的四行程機車比也是個吃油怪,而且論速度也跑不贏CB750 four或Z1。某方面來說,除了轉子信仰以外,好像真的找不到什麼賣點了的感覺。
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截自Suzuki RE-5維修手冊
KKM轉子引擎本身的構造包含外圍橢圓形的汽缸,內部有一個飯糰狀的轉子,這個特殊形狀稱為Reuleaux triangle,是數學家Franz Reuleaux提出的(Reuleaux這個字我不太會唸,不過應該是發作"魯勒克斯"...anyway,就叫"乳酪三角形"好了)。Reuleaux triangle是一個正三角形以三個頂點為圓心、以邊長作半徑,三條弧線封閉成的一個特殊形狀。這形狀有個特色,那就是滾動的時候總高度不會變(constant width),和圓形不同的地方是,Reuleaux triangle滾動時重心(同時也是中心)會改變。
利用這個特性,搭配偏心軸(eccentric shaft)或內齒輪,就可以把轉子的動力輸出。偏心軸轉三圈可以讓轉子在汽缸裡轉一圈,轉子的三個面(在油封沒有破掉的情況下)同時都是獨立的燃燒室,每一個燃燒室會同時進行獨立的進氣、壓縮、燃爆與排氣。所以轉子完成一次的旋轉,三個燃燒室各自都會完成一次的點火作功,相當於偏心軸每轉一圈都有一次作功(像二行程引擎那樣,曲軸轉一圈就有一次的點火),然而進行的點火行程卻是四行程引擎的模式XD。
這樣的特殊組合,使得引擎在輸出上的表現與往復活塞式的二行程、四行程引擎有一點不一樣,不一樣的點留待未來再來說XD。
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Hercules W-2000(圖片來源:motorcyclespecs.co.za/Classic/Hercules%20W2000%20Rotary.jpg)
題外話,你如果和我一樣無聊的時候會上網搜尋摩托車資訊,一定會看到國外很愛把Suzuki RE-5拿出來和Hercules W-2000比較,這個部分其實也反映了轉子引擎在應用上的難處,如果想要構造簡單以壓低成本,那就會導向W-2000的概念,會比較粗糙、不穩定,也不保證好騎;但是如果想要認真利用轉子的特性,走一個極致路線,那就會導往RE-5的方向,也就是構造複雜以克服轉子的缺點,構造複雜延伸出維修困難、成本過高的問題,而且挹注如此多的資金打造這台車,在70年代也不見得跑贏當時同級距的車種(當然轉子的精神在Mazda上完全發揮,向世人證明轉子也是可以有很好的性能的)。
注意,這裡一定要把自己設想在1970年代的氛圍,不要想著說和現在什麼車比怎樣怎樣的,因為時空背景都已經不一樣了;也不要去想著,過了數十年的老車還可以跑出世界紀錄的極速。就像身在臺灣的我們看追風、王牌、NSR這些speed machines一樣,過去能跑出怎樣的極限與現今無關了,touch到top speed的當下,引擎狀況是正常的嗎?我想,還是交付給專業人士去鑑定就好了。

老車事務所李老師與我
我想,這或許就是我與老車事務所的前輩李老師對話的過程中,可以學習到怎樣去面對、看待、欣賞老車的態度吧。
以上~
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錄音:Roland BOSS BR-80
攝影:Canon 5D Mark IV、Sony Xperia XZ2
繪圖:Tayasui Sketches on my Ipad Air 2





















