Mercedes-Benz的轉子實驗與紀錄突破者 C 111系列-(一)

50 years of the Mercedes-Benz C 111: Experimental vehicles with rotary engines and record-breakers

在1970年代的Mercedes-Benz的高層心中,或許C 111完美的70年代楔形風格設計、鷗翼車門或是中置轉子引擎等經典元素,都無法說服他們認為這只是一輛外型美觀姣好測試原型車。C 111計畫在1960年代初期開啟,在往後的十多年擁有眾多延伸的版本,用以測試Mercedes不同多元的動力與科技諸元;包含了轉子引擎、柴油引擎、渦輪增壓柴油引擎、多連桿懸吊、強化玻璃纖維車體(GFRP)或是追求速度的極致空氣力學。
   

C111企劃為期相當長,從60中橫跨至整個70年代,也因此擁有眾多變體設計。
(由左至右: 第一版的C 111-I測試原型車、1969年C 111-I、1970年C 111-II)

 
空白支票

C 111概念車在1969九月法蘭克福國際汽車展(IAA)發表,儘管受到眾車迷喜愛,Mercedes卻相當堅決的表態C 111的測試原型車並不會進行販售,甚至層有一位多金買家在當時表示願意丟出50萬馬克來購買C 111 (註1) ,或是在展覽結束之後,Mercedes司圖加特總部也收到了數張空白支票,但最終從來沒有任何一輛C 111成功進入量產計畫階段,傷透了眾車迷的心。
 

C 111概念車在1969九月法蘭克福國際汽車展發表,帥氣的外型讓Mercedes收到無數(無法成立的)訂單。

註1:根據US-German Currency Conversion Tables網站記述,在1969年一馬克可以兌換4.01美金,因此50萬馬克會相當於200萬美金;接著透過美金通膨的網站Inflation Calculator計算之後,1969年的200萬美金相當於2020年的7,180,373美金;換言之…大約是2.17億台幣;但怎樣都還是空白支票比較強啦。  

事實上C 111在規畫初期,完全無意要繼承300SL頂級旗艦的頭銜。

 
C 111不是為了峰層打造

有趣的是,Mercedes原先的目標是在於吸引與富豪買家截然不同的消費族群,它在1962年被設定為「小型、可負擔的跑車」,位階排在當時的SL跑車(W113)之下。這輛內部代號稱為C 101的中置轉子引擎小跑車,在FRP的車殼之下搭載了直噴技術的三轉子引擎,可輸出283匹馬力,極速可達260km/h,可在5秒內達成0-100km/h加速。
 

Mercedes的市售車研發總監Rudolf Uhlenhaut與開發前期的M 950 F三轉子引擎。

其定位與特色在接近發表的時候更趨明顯,1969年C 111刻意減少豪華配備,將風格專注在年輕族群喜愛的運動性能,採用了先進的四輪獨立多連桿懸吊,同時也賦予其適合拉力比賽的車輛個性。
 

內裝設計刻意從簡,C 111最初的客群設定更加年輕運動。
後廂甚至可以放下三個刻意設計的行李箱,實用!
先進的四輪獨立多連桿懸吊也增加了其運動性能的訴求。

1969年秋季,Mercedes工程師開發了改良的車型,將C 111升級至C 111-II,由工程師Bruno Sacco與Josef Gallitzendörfer主導研發,使用了強化玻璃纖維(GFRP)打造車體,搭載了動力更強的四轉子引擎,擁有350匹馬力與392Nm最大扭力,0-100km/h加速費時4.8秒,最高時速可達300km/h。在車輛設計修改了葉子鈑、車頂與尾廂造型設計,不僅有助於增加行車的視野,同時也增加空氣力學效益,在風洞測試後證實提升了8%的風阻表現,讓Cd值來到了0.325。
 

其實C111-I也經過風洞測試,但C111-II則更加精進。
全新開發的四轉子馬力更大,加速更好。
新的C 111-II修改了許多外觀設計,與旁邊的C111-I相比可以看出一些端倪。
當然,油耗也更差,每公升大概5公里左右。

 
數位設計先驅

C111同時也是世界上第一輛車以全數位設計的方式打造的汽車,為了完全仰賴電腦運算車體設計,工程師使用了材質彈性力學方法(ESEM, elastostatic element method)來節省開發時間,以運算的方式推出車輛的荷重程度,Mercedes宣稱這套系統可以有效減少多達四個月的開發時間。
 

就算可以以數位的方式計算材料力學,但油土的功夫還是不能少;圖為1969年的C 111原寸油土模型。

 
石油危機殺了轉子引擎

由於轉子引擎擁有太多不安定因素,妥善率、耐用度、油耗,甚至是美國法規都是一些考量因素。Mercedes-Benz在1960年末期共打造了13台C111系列原型車,包含6台三轉子引擎,與另外6台四轉子引擎的C111-II版本,與一輛在1970年底,Mercedes工程師在C111-II上安裝了3.5升的V8引擎(200 hp),以便與C111-II的四轉子引擎版本做性能對照。
 

總計有13輛前期的C111-I/II被打造出來,用來測試轉子引擎的運轉強度。
1969年,三轉子引擎的C 111在德國斯圖加特Untertürkheim賽道測試極速。

負責C111開發專案的引擎總監Kurt Obländer表示:「四轉子直噴引擎是我們對於這個轉子概念最棒的詮釋。…我們成功的解決了引擎散熱的與運轉結構問題,但最主要的難題仍然是這顆引擎的低熱力學功率。由於延長的燃燒室設計,不僅油耗表現變差,更造就了難以接受的高空污排放。」
 

儘管工程師順利的改良了轉子引擎部分的運轉缺陷,但仍然無法解決高排汙與高油耗的困擾。

Mercedes開發的四轉子引擎與同期的汽車引擎比較起來,擁有偏高的油耗表現(大約每公升只有5公里),許多未成熟的設計,讓量產轉子引擎這個選項無法成為Mercedes-Benz的優先考量。C111的計畫經理(兼試車手)Hans Liebold博士在2000年時回憶道:「轉子引擎仍然不夠達到品牌的上市標準,以交給消費者使用。」
 

難以上市的C 111最適合的地方,大概就是博物館了…

最後,在1973年發生的石油危機,成為計畫轉向的最後一個要因,當燃油問題升高成為大眾的討論議題之後,轉子引擎便注定要成為博物館的擺飾物件了。
 
下回:柴油引擎是石油危機的救星嗎?
 

由左至右: Mercedes-Benz W123、1976柴油引擎版本C 111-II D record、1977-78五缸渦輪柴油引擎的C 111-III record。
改良的C 111-II在第40屆1970年日內瓦車展登場。
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