[汽车名人堂]菲利克斯·汪克尔-转子发动机发明者

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菲利克斯·海因里希·汪克尔(Felix Heinrich Wankel，本文以菲利克斯·汪克尔表示)是一位德国机械工程师和发明家，以发明转子发动机(汪克尔发动机)闻名，他在发动机设计方面的开创性工作彻底改变了汽车行业。菲利克斯·汪克尔的一生交织着技术创新、政治纠葛与特立独行的个人选择。

菲利克斯·汪克尔和采用转子发动机车型

一、机械天赋的少年

1902年8月13日，菲利克斯·汪克尔生于德国拉尔(Lahr)，该地位于当时的巴登大公国，位于今德国西南部上莱茵平原。菲利克斯·汪克尔是格尔蒂·汪克尔 (Gerty Wankel，娘家姓海德劳夫) 和森林评估员鲁道夫·汪克尔 (Rudolf Wankel) 的独子。菲利克斯·汪克尔的父亲在第一次世界大战中被弹片炸死，此后全家搬到了海德堡。菲利克斯·汪克尔在多瑙艾兴根、海德堡和魏因海姆就读高中，1921年未通过高中毕业考试(Abitur)便辍学。菲利克斯·汪克尔自幼便拥有超凡的空间想象力，并对机械世界，尤其是内燃机充满兴趣。母亲丧偶后，菲利克斯·汪克尔无力承担学费，甚至连学徒培训都负担不起，然而却能够自学技术科目。辍学后菲利克斯·汪克尔在海德堡的卡尔温特出版社(Carl Winter Press)承担采购员的职业。

德国拉尔全景

1921年，菲利克斯·汪克尔加入德国民族保护与信托联盟海德堡分部，1922年成为德国国家社会主义工人党成员，但该党不久后被取缔。菲利克斯·汪克尔建立并领导了与纳粹党一个掩护组织有关的青年团体，追随左翼分子格雷戈尔·斯特拉瑟。1924年，菲利克斯·汪克尔和一些朋友就已经在海德堡的后院棚子里经营着一家非正式的业余机械车间。菲利克斯·汪克尔现在决心领取失业救济金，一边购买了四台二手机床，开始制造发动机设备。菲利克斯·汪克尔的一位大学毕业的朋友以他的名字命名了这家店，并于1927年将这家店改造成了DKW和克利夫兰摩托车的官方修理厂。菲利克斯·汪克尔曾不时在这里工作，直到1933年被捕。

德国国家社会主义工人党标志

1927年，菲利克斯·汪克尔开始研发转子发动机，并于1929年获得了该设计的第一个专利。1932年，菲利克斯·汪克尔因与同僚罗伯特·伟格纳政见而遭到报复，年初剥夺了其职务作为报复，并在1932年10月将他开除出党。1933年，受罗伯特·伟格纳贪污案牵连入狱6个月，经纳粹经济顾问威廉·科普勒斡旋获释。威廉·科普勒是巴登人，1933年至1945年担任德国国会议员，他是菲利克斯·汪克尔的朋友，自1927年以来一直是菲利克斯·汪克尔技术努力的热心支持者。威廉·科普勒还帮助汪克尔获得国家合同和他在林道自己的Wankels Versuchs Werkstätten实验车间。获释后，菲利克斯·汪克尔开始在德国航空研究机构工作，致力于设计密封件、非常规旋转阀。

1939年威廉·科普勒

纳粹时期和第二次世界大战期间，菲利克斯·汪克尔住在康斯坦茨湖畔的林道(靠近瑞士边境)，在那里他继续完善了旋转活塞发动机的设计。菲利克斯·汪克尔曾先后在戴姆勒-奔驰和宝马汽车公司以及德国空军工作过。第二次世界大战结束后，该地区被法国占领。1945年，菲利克斯·汪克尔被法国当局监禁数月，他的实验室也被法国占领军关闭。菲利克斯·汪克尔的工作被没收，他被禁止继续工作。

1946年5月柏林勃兰登堡门前的法国军队

二、转子发动机问世

1951年，菲利克斯·汪克尔从Goetze AG 公司获得资金，在他位于康斯坦茨湖畔林道的私人住宅中配备了新的技术开发中心。菲利克斯·汪克尔在摩托车制造商内卡苏尔姆针织机械联盟(Neckarsulm Strickmaschinen Union)(内卡苏尔姆针织机联盟，或NSU)的研究部门开始开发发动机，1954年为NSU完成了首台转子发动机的设计。1957年2月1日，生产出第一台可运行的原型机，转速高达17,000rpm，但结构复杂难以量产。与现代汪克尔发动机不同，该发动机版本的转子和外壳都是旋转的。

费利克斯·汪克尔设计的首款DKM汪克尔发动机，DKM 54(Drehkolbenmotor)，现藏于波恩德意志博物馆

汪克尔发动机的结构与传统的往复式活塞发动机截然不同。汪克尔发动机没有活塞在气缸内上下运动，而是采用三角形轨道转子，转子在封闭的燃烧室内旋转。转子每旋转四分之一圈，燃烧室内的气体就会膨胀或压缩一次，从而实现所有内燃机的四项功能:进气、压缩、膨胀和排气，在转子旋转一圈内完成。唯一的运动部件是转子和输出轴。理论上，这种设计的优势包括重量轻、运动部件少、结构紧凑、初始成本低、维修次数少以及性能相对平稳。

1964年第一辆转子发动机驱动的汽车NSU Spider车型

1958年，菲利克斯·汪克尔成立Wankel GmbH公司，并通过该公司以版税的方式向全球车企授权转子发动机技术。1960年1月19日，转子发动机在慕尼黑德意志博物馆举行的德国工程师联盟会议上首次向专家和媒体亮相。同年，第一款实际应用的转子发动机KKM 250在一辆改装的NSU Prinz汽车上亮相。大约在这个时候，“汪克尔发动机”一词成为了转子发动机的代名词，而之前它被称为“NSU/汪克尔发动机系统”。在1963年法兰克福国际车展上，NSU公司展示了NSU Wankel-Spider，这是第一款搭载转子发动机的民用汽车，并于1964年投入生产，但因“恶魔的爪痕”(缸壁刮伤)等缺陷市场受挫。1967年8月，NSU推出了极具现代感的NSU Ro 80轿车，该车搭载一台115马力的双转子发动机，引起了广泛关注。它是1968年首款荣获“年度汽车”称号的德国汽车。

汪克尔发动机的NSU Ro 80

三、马自达汽车商用

虽然NSU是汪克尔发动机的早期采用者，但真正拥抱并完善该技术并实现量产的却是马自达，在马自达成功解决了汪克尔发动机与颤纹有关的各种问题。1967年，马自达推出了Cosmo Sport 110S，这是世界上第一款搭载双转子汪克尔发动机的量产车型。这款车的推出标志着马自达对转子发动机的持久投入。在整个20世纪60年代和70年代，马自达持续开发和改进汪克尔发动机，并将其应用于包括标志性的马自达RX-7，其中在其最后一次迭代中，这款车仅用 1.3 升排量便可输出255马力。除此之外还在包括马自达 Cosmo(1967年)、R100(1968年)、RX-7(1978-2002年)和RX-8(2003-2012年)多款车型上面应用。马自达计划在2023年的MX-30 R-EV中重新引入这款发动机，尽管只是作为增程器。转子发动机以其高转速性能、平顺运转和独特的排气声浪而闻名，并成为马自达品牌形象的代名词。

马自达Cosmo Sport 110S车型

除马自达外，其他汽车公司也先后应用了汪克尔发动机技术。奔驰开发直喷三转子引擎(C111概念车，极速290km/h)，通用、雪铁龙等均尝试应用，终因高油耗、密封磨损、石油危机放弃。此外，汪克尔发动机还被发现有新的用途，它的特性非常适合使用氢燃料。鉴于全球政府目前大力发展环保汽车，以及化石燃料供应日益减少，这一点可能变得非常重要。与燃料电池相比，汪克尔发动机的一大优势在于生产成本相对较低。该想法在2010年被奥迪实现，其奥迪A1 e-tron采用转子引擎作增程器，马自达近年探索氢燃料转子技术，凸显其“小巧高效”特质在混动系统中的新价值。实际上，比传统发动机还要便宜。

1971年，菲利克斯·汪克尔以5000万马克价格将公司出售，至今该公司仍是一家飞机和卡丁车转子发动机制造商。1976年，菲利克斯·汪克尔又创建了一家新公司Technische Entwicklungsstelle(技术进步中心)，并于 1986年以1亿马克价格将其出售给戴姆勒-奔驰。

1988年10月9日，菲利克斯·汪克尔逝于海德堡，享年86岁。菲利克斯·汪克尔的墓地位于海德堡的贝格弗里德霍夫公墓。他去世后，费利克斯·汪克尔基金会将其房产出售给了大众汽车公司。海德堡消防局保留了他最后的工作室。菲利克斯·汪克尔的论文被收藏在曼海姆科技博物馆。此外，在阿尔特吕斯海姆还举办了一场名为“ AUTOVISION·传统与论坛”的展览，永久展出了80多台转子发动机和许多搭载汪克尔发动机的汽车。费利克斯·汪克尔的发明不仅彻底改变了汽车行业，还应用于航空、摩托车和其他领域。菲利克斯·汪克尔革命性的发动机设计在他生前获得了无数奖项和认可。尽管菲利克斯·汪克尔于1988年10月9日去世，但他的遗产以转子发动机的形式永垂不朽，并持续激发着全球工程师和汽车爱好者的创新热情和对它的热爱。

菲利克斯·汪克尔以自学之姿颠覆传统机械设计，其发明虽因时代局限未成主流，却深刻影响了汽车工程哲学。他的一生充满矛盾：纳粹污点与战后荣誉并存，技术理想受挫于商业现实。而转子引擎在马自达手中的涅槃，恰印证了他那句箴言：“真正的创新，始于对不可能的无视。

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