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目錄
| ? | 豐田時報成為馬自達公司認可的媒體 |
| ? | 什么是轉子發(fā)動機 |
| ? | “飯團”發(fā)出的聲浪有哪些特點？ |
| ? | 偏專業(yè)性的階次聲相關知識講解 |
| ? | 轉子發(fā)動機復活 |
| ? | 令人難忘的“馬自達787B” |
| ? | 馬自達追求的“好聲浪”是什么？ |
2019年，豐田時報作為宣傳企業(yè)內部資訊的“媒體”正式成立。然而，突然出現的豐田時報卻未能得到世人的認可，明明豐田時報也是一家報道汽車資訊的平臺，大眾卻并未將其當作一般媒體來看待。
正在這時，馬自達的丸本明社長（時任）卻向Morizo，即豐田章男社長（時任）發(fā)出了邀請，希望豐田以“媒體”的身份，來參加馬自達公司舉辦的具有悠久歷史的“媒體對抗Roadster耐力賽”。
關于彼時的詳情，請參看往期時報。
在這場比賽中，Morizo車手還曾對著Roadster感嘆道：“如果可以的話，能搭載轉子發(fā)動機就好了”。
轉子發(fā)動機不僅以自身的魅力征服了Morizo，更有著眾多粉絲。之所以它會如此受歡迎，除因其具有強大的性能外，更是由于轉子發(fā)動機能發(fā)出震撼人心的聲浪。
繼上期，時報為讀者們介紹了發(fā)動機會因結構的不同發(fā)出迥異的聲浪后，本期將帶大家深入了解轉子發(fā)動機的結構與聲音特征。
轉子發(fā)動機所發(fā)出的轉子聲浪，聽起來沒有渾濁感，穿透力極強。但為什么這種發(fā)動機會發(fā)出能使駕駛者情緒高漲的聲音呢？
首先，讓我們復習一下轉子發(fā)動機的結構。轉子發(fā)動機的結構是，在擁有次擺線弧度的繭形外殼中，通過形狀如飯團般的三角轉子旋轉來產生動力。
三角形的轉子頂點與外殼的內腔體接觸，會形成3個空間分區(qū)，轉子在自轉的同時在內腔中進行公轉，由此完成吸氣、壓縮、燃燒和膨脹、排出4個過程。
在轉子做旋轉運動的過程中，位于轉子中心位置的偏心軸（輸出軸）也隨之轉動，如此將產生的力傳遞給輪胎，帶動汽車行駛。
為探究轉子發(fā)動機和聲浪特點的關系，時報記者來到了馬自達公司。
本次為我們提供解說的是隸屬于動力總成研發(fā)本部 發(fā)動機性能研發(fā)部 第1發(fā)動機性能研發(fā)集團的主管巖田陽明。巖田自進入馬自達公司以來，一直從事包括柴油、汽油以及轉子等各種類型發(fā)動機NV（Noise Vibration：噪聲和震動）方面的研發(fā)工作。
巖田
由于轉子發(fā)動機中沒有一般發(fā)動機結構中的活塞，也沒有打開或關閉的進氣、排氣的氣門系統結構。因此使用的零件數量非常少，構造相對簡潔。也正因為零件數少，所以導致出現噪音的震動也較小，這便是轉子發(fā)動機聲浪的特點之一。
另外，轉子發(fā)動機與一般汽油發(fā)動機等活塞式發(fā)動機的燃燒間隔也不同。（活塞式發(fā)動機相關介紹可參看本系列的第1期）
活塞式發(fā)動機的曲柄軸*，在旋轉2圈時完成1次燃燒（爆炸）。
＊將曲柄軸的旋轉動能傳遞到輪胎，帶動汽車行駛。
但轉子發(fā)動機的偏心軸，每旋轉1圈便可完成1次燃燒。
所以旋轉1圈也只會發(fā)出1次噪音。也就是說，活塞式發(fā)動機與轉子發(fā)動機完成同樣次數的燃燒時，產生的噪音數量和間隔時間均不同。
另外，活塞式發(fā)動機在完成1次燃燒時所產生的噪音中，混雜著一種被稱為半階次聲的聲音，而轉子發(fā)動機的噪音中卻不存在這種聲音，這也是它們之間最大的差異。
可能接下來要說的內容有點專業(yè)，但這也是為什么人們會覺得轉子發(fā)動機的聲浪與眾不同的關鍵所在，所以請耐下心來，聽我啰嗦幾句（笑）。
由于記者也是第一次聽到“階次聲”這個詞，又聽說這是聲浪聽起來不同的關鍵所在，因此請巖田繼續(xù)為大家作出了進一步的講解。
巖田
此圖表的橫軸為發(fā)動機轉速，縱軸為聲音頻率。這張圖將發(fā)動機轉速上每個節(jié)點因震動等因素所發(fā)出的聲音分布進行了可視化處理。與發(fā)動機轉速成正比，向右側斜上方延伸的一條條紅線被稱為階次聲。
圖表左側是活塞式直列4缸發(fā)動機，右邊是RX-8的雙轉子發(fā)動機。
對比可以看出，轉子發(fā)動機的階次聲直線數量更少，外觀也更清爽。
而活塞式發(fā)動機在2次、3次、4次等階次聲之間也有直線，它們被稱為半階次聲。更簡單地來說，半階次聲就是聲音中的雜音。
圖表中的“次數”代表發(fā)動機在完成“吸氣、壓縮、燃燒和膨脹、排出”一連串動作時所發(fā)出的聲音。那么為什么半階次聲的有無，會影響到發(fā)動機聲浪在聽感上的不同呢？
這里，讓我們先對聲音的原理進行一個說明吧。
人在同時聽到不同頻率的聲音（下圖中的A、B）時，人耳還能感知到除原始頻率聲音外的第三個聲音，也就是差音*（C）。
＊差音：兩個聲音頻率之差的聲音。
聲音的頻率是指聲波每秒振動的次數，用來表示聲音的高低，單位是赫茲（Hz）。聲音頻率的數值越大代表聲音越高。
譬如，將250Hz和254Hz的聲音合成時，就會出現254-250＝4Hz的差音。以擬音來表現的話就是會發(fā)出“嗡嗡嗡嗡”的聲音，在1秒鐘內出現4個周期忽強忽弱的差音。
而當兩個聲音頻率差變大時，人們將無法聽清差音的周期，取而代之的是聽到連續(xù)的“嗡——”的聲音，且音調較高。
也就是說，人類基本上是將差音當作聲音來識別的。
活塞式發(fā)動機所發(fā)出的聲音，由于人耳同時聽到了音源中的階次聲和聲音頻率相近的半階次聲，所以聽感上是“嗡嗡嗡嗡”的聲音，能聽到差音的強弱周期變化。
（最近的活塞式發(fā)動機，在經過調整后能夠消除這種半階次聲。詳情敬請期待下期報道。）
相反，轉子發(fā)動機由于沒有半階次聲，所以聲音頻率差較大，人們聽到的就是持續(xù)的高音調嗡鳴差音，這種聲音聽起來比較通透、清爽。
自2012年RX-8停產以來，轉子發(fā)動機便一直處于停產狀態(tài)，但其研發(fā)工作并未就此止步。時隔近11年后，轉子發(fā)動機作為一款發(fā)電專用的發(fā)動機，重新出現在量產車型上。（馬自達官方網站，轉子發(fā)動機專題頁內容）
當被問及MX-30上搭載的8C型轉子發(fā)動機是否也會帶來轉子聲浪時，巖田先生苦笑回應道：“很多客戶都對此抱有期待，但遺憾的是，由于該發(fā)動機是專用發(fā)電設備，轉速不高，所以聽不到轉子特有的聲浪?！?/p>
不過反過來說，轉子發(fā)動機因其出色的靜謐性，非常適配PHEV。
那么，在追求靜謐性的PHEV身上，轉子發(fā)動機能夠再次制造出它特有的聲浪嗎？
巖田
這并不容易。轉子發(fā)動機本身就具有出色的靜謐性結構，此外，如果有兩個轉子，產生的振動就會相互抵消，但是MX-30上的轉子發(fā)動機只有一個轉子，因此我們必須處理一個轉子無從抵消振動的問題，不能讓其為車廂內帶來噪音。
我們需要在與車身相連的零件中阻斷振動的傳遞路徑，并增加減震功能，使振動不會傳遞到車身上去，而這點相當困難。
盡管如此，為了創(chuàng)造能夠貼近人們操作感覺的聲浪，我們在發(fā)動機的操控方面做了一些努力，包括加速時發(fā)動機轉速上升的感覺和踩下加速踏板時駕駛者能收獲的反饋。如此前所述，這款發(fā)動機是發(fā)電專用的，而我們活用了這一點，以相對自由的方式研發(fā)了發(fā)動機。
馬自達787B于1991年勒芒24小時耐力賽中奪冠，它也是第一輛在該項賽事中奪冠的日本賽車。對于轉子聲浪的愛好者來說，馬自達787B發(fā)出的聲音著實令人難忘。
巖田
787B采用了外環(huán)氣埠系統*。為了讓轉子轉速更高，產生更快的速度，其外殼內設計成了易于降低排氣壓力的模式，以此在高轉速時產生高亢的“呯呯”聲響。
＊將曲柄軸的旋轉動能傳遞到輪胎，帶動汽車行駛。
反之，在低轉速時，由于開口面積大，氣體會被一次性被排出，從而產生賽車特有的“嘣嘣嘣”的強勁聲浪。
此外，由于它是4轉子發(fā)動機，當轉速達到每分鐘4500至7000轉的高轉速范圍時，高亢的聲音就會變得格外響亮，如同多缸活塞式發(fā)動機。
這話不是恭維，我真的也很喜歡LFA的聲音，因為它非常接近4轉子聲浪的感覺。
既然提到了LFA，我們就順勢請教了他還喜歡什么發(fā)動機的聲音。巖田先生回答說：“年輕時，我喜歡本田VTEC從轉速6000rpm開始，其進氣閥和排氣閥不同開度時的聲音。其獨特的聲浪會被部分人視為噪音，所以這也和個人品味息息相關。
還有斯巴魯水平對置發(fā)動機的‘哆哆’聲等，我認為保留能體現各公司發(fā)動機結構特點的聲浪是件好事?！?/p>
最后，我們詢問他什么是“好聲浪”。
巖田
一般來說，提及“好的發(fā)動機聲浪”，人們往往會想到將發(fā)動機轉速一口氣升至高轉速階段時產生的聲響。在這方面，轉子發(fā)動機到達高轉速時發(fā)出的美妙聲音無疑是一種“好聲浪”。
不過，從更廣泛的意義上講，我認為“好聲浪”與駕駛場景和人們對操作方面的期望息息相關。
例如，我們在超級耐力賽中使用的是柴油發(fā)動機。與汽油發(fā)動機不同的是，柴油發(fā)動機的轉速并不高，脈動會被渦輪所抑制，因此發(fā)動機產生的聲音很小。
然后，在賽道現場就會有人說：“它不夠有魄力，就不能發(fā)出更大點的聲音嗎？”（笑）。
歸根結底，我認為其實好聲浪就是與人們感受相符合的聲音。
我司的目標是創(chuàng)造“人馬一體”的汽車，而聲浪是其中不可或缺的一部分。
我們希望繼續(xù)致力于創(chuàng)造出與汽車行駛相匹配的聲浪，這種聲浪既有表現力又節(jié)制，與駕駛者自身的感官相協調。
我相信，無論是轉子發(fā)動機、活塞式發(fā)動機還是柴油車，所有制造商都在為實現這一目標而努力。
MX-30
盡管巖田先生在采訪中面帶苦笑地表示“這并不容易”，我們還是期待著有一天，復活后的轉子發(fā)動機能再次在高轉速下發(fā)出澄澈而悠長的美妙聲浪。
請說說您的看法：
