马自达转子发动机（Rotary Engine，简称RE）是马自达于1967年左右量产的一种无活塞旋转式四冲程内燃机，该发动机与复式发动机相比，取消了直线运动，同样功率的转子发动机尺寸较小，重量较轻，而且振动和噪声较低。缺点是转子技术复杂，制造成本极其高昂，耐用性也低于传统发动机，另外存在密封差、燃烧室形状问题等所导致的燃烧不完全、排放和油耗双高等问题。曾先后搭载于Mazda RX-2、Mazda RX-5、Mazda RX-7、马自达 RX-8等车型身上。

1960年，汪克尔研发出转子发动机这种新型内燃机，上世纪60年代初期，马自达投入研究转子发动机，当时技术人员面临摩擦痕迹这一障碍。由于曲面的定子和转子内胎发生摩擦的同时高速旋转，长年累月内侧的镀铬就会产生参差不齐的磨痕，如不解决就无法实现转子发动机的实用化。1963年，马自达通过在封条顶端尝试打出十字孔来改变封条的频率特性，解决了磨痕问题。1964年，马自达与日本碳公司合作，使用铝和碳的复合材料制作完成Apex封条。1967年5月30日，第一台搭载转子发动机的跑车Cosmo Sport问世，并使得马自达成为将转子发动机量产的公司。马自达于2012年停止了转子发动机车型的生产。

转子发动机的基本结构是在一个近似“8”字型的空间中，放入一个三角锥状的转子，转子安装在偏心轴上，当偏心轴旋转时，会带动转子进行偏心旋转运动。转子发动机主要由转子外壳、转子、侧边外壳、偏心轴、气封等部件构成。2019年，马自达动力总成开发总工程师Ichiro Hirose表示，正在考虑将转子发动机应用到混合动力系统中。

上个世纪五十年代初，汪克尔加盟德国NSU车厂（NSU后来与汽车联盟共同组成现今的奥迪公司），并开始全力研发转子发动机。

1960年，汪克尔研发出新型内燃机，因为这个内燃机存在着诸多缺陷，如果想立刻将其量产并装备在车辆上几乎是不可能的，而且改造它的困难度也远远高于预期，即使这样依然有众多厂商与NSU签署了转子发动机的研发授权许可。这种新型内燃机当时被广泛应用在诸如割草机、摩托车乃至船舶上，每个获得授权许可的公司根据自己的技术优势以及用途，开发出适合自家产品的转子发动机。其中劳斯莱斯汽车有限公司开发出柴油版的转子发动机，日本的铃木公司通过技术手段提高转子的寿命后，将其应用在自家的摩托车上。同时像雪铁龙、保时捷、雅马哈、阿尔法·罗密欧等厂商都参与了转子发动机的研发。

奔驰汽车公司也曾向NSU车厂取得了授权许可，且基于自己的技术优势开发出燃油直喷型的三转子发动机，它于1969年搭载在C111概念车上，最大功率280马力，最高时速达到了260km/h，1970年奔驰更是制造出四转子发动机，其最大功率350马力，极速可达290km/h。但是奔驰始终也没有解决转子发动机先天性的高油耗以及高排放的问题。

上世纪60年代初期，马自达(东洋工业)为提高商品技术竞争力，推进技术研发以求得独立生存。于是马自达投入研究小型轻量・动能出色的转子发动机，实现转子发动机的实用化。马自达采用的是汪克尔·转子发动机。1961年2月，马自达获得了转子的研发授权许可，但是公司也付出了颇为沉重的代价：1、马自达需要向NSU车厂缴纳2亿8千万日元，在当时，这些资金大约可支付马自达8000位员工一个月的薪水。2、马自达必须无条件提供产品专利权给NSU车厂。3、每一辆搭载转子发动机的汽车上市后，必须向NSU车厂交付一定的使用金。

NSU车厂的工作人员将一枚铜板放在运转中的转子发动机上，铜板可以屹立不倒，他们借此展示这种发动机运转的平稳性。不过马自达的技术人员发现，汪克尔转子发动机的转子呈三角形，为了确保密封性分别在三个顶点处安装Apex封条，由于曲面的转子内胎发生摩擦的同时高速旋转，长年累月内侧的镀铬就会产生参差不齐的磨痕。如不解决就无法实现转子发动机的实用化。

1963年，马自达成立“转子研究部”，并任命山本健一率领47位技术人员成立转子发动机研究部，尽管使用很多材料来制作Apex封条，甚至尝试使用过马骨和牛骨，仍然找寻不到解决的头绪。经过努力，1963年，转子发动机的实用化研究取得突破性的成果。有位工程师提出：在Apex封条的形状上下功夫，尝试改变频率特性的技术建议。通过在封条顶端尝试打出十字孔来改变封条的频率特性，经过运行测试，在分解后的发动机内部果然没有发现任何摩擦痕迹。1964年，马自达与日本碳公司合作，使用铝和碳的复合材料制作完成Apex封条。自此，马自达的转子发动机在实用化的道路上开始了突飞猛进的发展。1967年5月30日，第一台搭载转子发动机的跑车Cosmo Sport问世，马自达成为唯一一家将转子发动机量产的公司。

2018年3月，马自达就申报了一项专利，该专利是一款前驱布局的增程式混合动力系统。专利图显示，电动机被布置在了前桥，电池组被布置在底盘中部，而转子内燃机、发电机、油箱及逆变器则被布置在了车身后部。在电池组电量不足时，这台转子发动机将点火运转、带动发电机发电，电能通过逆变器输入电池组，实现为电池组充电的目的。“转子发动机结构紧凑、性能强大并且运转时很安静，它对电动化车型来说十分合适”。

1970年，搭载新研发的12A型转子发动机的车型为马自达 RX-2。1971年，马自达又推出一款转子发动机专属车型Mazda RX-3。1972年出产的RX-4是一辆搭载转子引擎的运动豪华轿车，换装了代号为13B的转子发动机，最大功率125马力。1975年马自达推出豪华车型Mazda RX-5。马自达在1978年推出的前置后驱跑车RX-7凭借转子发动机的独特操控特性赢得众多车迷支持。传承了首款转子发动机的轻量小型跑车Cosmo Sport的低矮形态，其搭载代号为13B的1.3升双转子双涡轮增压发动机最大功率255马力（188kW），最大扭矩为294N·m，与发动机相匹配的是一台5速手动变速箱和4速自动变速箱。1998年RX-7调整了散热系统，其最大功率为280马力（206kW）/6500rpm，最大扭矩313N·m/5000rpm。2003年，马自达 RX-8采用进化的转子发动机Renesis，在6速手动RX-8车型上输出250马力功率，RX-8百公里加速仅需6.4秒。重量轻的发动机及其前一中置发动机布置，有助于达到理想的50/50前后重量平衡。

2010年RX-8未能通过欧五排放标准，导致RX-8销量锐减，当年在全球仅售出1134辆，2012年最后一辆马自达RX-8在东京下线，该车也正式宣告停产。

马自达于2012年停止了转子发动机车型的生产。2021年，马自达注册了具有转子发动机轮廓的新商标和多个商标名。在注册的三个商标名（e-SKYACTIV R-能量、e-SKYACTIV R-HEV、e-SKYACTIV R-EV）之中，字母“R”被外界广泛认为是Rotary即转子的代称。

转子发动机的基本结构是在一个近似“8”字型的空间中，放入一个三角锥状的转子，转子安装在偏心轴上，当偏心轴旋转时，会带动转子进行偏心旋转运动。在运动的过程中，转子的三个面恰好将内部空间划分为三个独立的腔室。被分隔出来的腔室在转子的运动过程中，其容积会不断地改变，也只有这样才可以使转子发动机利用密闭空间的变化来完成传统四冲程内燃机运转时所进行的进气、压缩、做功以及排气的过程。而这种运动特性的产生则要归功于偏心轴以及“8”字型的空间结构的特殊设计。

传统的四冲程往复式活塞发动机中的任意一个汽缸进行一次完整的工作循环，曲轴需要旋转两周，转子发动机则是三角转子每旋转一周，可以完成三次进气、压缩、做功、排气的过程，也就是做功三次。而偏心轴则已经旋转了三周，也就是说曲轴与三角转子的转速比为3:1。

通常转子的内齿圈的齿数与中心齿轮的齿数之比为3:2，如果是常规的两个内啮合齿轮的话，二者永远会保持3:2的转速比，而转速比最终定格在3:1，一是基于精心设计的齿数比，另外则是特殊的偏心旋转运动，即三角转子在自转的过程中还会产生公转运动。

相对活塞往复式的传统内燃机，转子发动机的结构要简单很多，什么曲柄连杆机构、配气相位机构等，在转子发动机上纷纷被割舍掉，因此也造就了其体积小、重量轻的特点。转子发动机主要由转子外壳、转子、侧边外壳、偏心轴、气封等部件构成。 

转子外壳通常由铝合金制造，它相当于传统内燃机的缸体，内部呈“8”字形，内表面有特殊的电镀涂层以增强其耐磨性，通常在外壳的一侧设计有进气口和排气口，在另一侧则安装有火花塞。 

转子被设计成弧形边缘的三角形，它相当于传统内燃机中的活塞，它在外壳内做偏心旋转运动。转子的内表面上会有内齿圈，而在转子的三个面上则设计有凹槽，它的大小也直接关乎转子发动机的压缩比。 

偏心轴类似于传统内燃机中的曲轴，它将动力直接输出给传动系统，转子在8字气缸内转动，产生偏心旋转运动，推动偏心轴旋转。 

在转子的三个顶点上布置有气封（Apex Seal），它类似于活塞环，正是通过它的密封，才将气缸分成三个独立的腔室，气封底部的弹簧可以使其始终与转子外壳的内壁紧密接触。  

整个转子发动机在工作时只有两个转动部件（偏心轴和转子），这跟一般的四冲程往复式发动机相比，简化的结构可以使发动机的体积更小、重量更轻，故障率也大为减少。另外，由于转子发动机没有往复式运动，所以其不需要精密的曲轴平衡就能达到较高的转速，而且其转速相比往复式发动机提升得更快。正是得益于转子发动机小巧的特点，故可以将其布置在车辆前轴靠后的位置，以更好的平衡车辆的整体配重。转子旋转的轴向运动比活塞往复式发动机的水平直线运动要来得更加平顺，故转子发动机的震动与噪音都比较小。由于偏心轴的转速始终是转子转速的3倍，所以从这一点可以看出，当转子发动机达到9000rpm时，三角转子不过才3000rpm，相比往复式活塞发动机9000rpm时，活塞每分钟要上下9000次，相当于活塞每秒钟要完成300个冲程，这也使得转子发动机可以获得更高的转速。

马自达转子发动机技术复杂，制造成本极其高昂，耐用性也低于传统发动机；另外存在密封差、燃烧室形状问题等所导致的燃烧不完全的问题。同时做功行程偏心轴所转过的角度只有活塞往复式发动机的一半，所以转子发动机的耗油量要远远高于传统式内燃机，而且转子发动机在启动与低转速时会排出大量的碳氢化合物，这与现今严格的排放法规可谓格格不入。

此外，点火系统也是转子发动机的弱点之一，因为它的燃烧室在移动运转，爆炸的过程中火焰传播的型态并不理想，这也就对点火系统提出了更高的要求，不仅要提高点火能量，同时点火正时以及火花塞的位置也非常重要。虽然转子发动机具有排量小、转速高的工作特性，但由于其工作原理与往复式发动机不同，所以世界各国在制订发动机排量的缴税法规时，皆是以转子发动机的实际排气量乘以2来作为其最终认定的排量，更高的税赋也意味着转子将面临更多的壁垒而无法大规模的普及开来。

由NSU与汽车联盟合并而来的奥迪公司将转子发动机应用在自家的A1 e-tron增程式电动车上，不过它的使命不再是直接驱动车轮而是为电池组充电。在愈加严格的排放法规以及节能减排的全球大背景下，单靠马自达一家的力量很难有大的突破，无法商业化量产也就无力继续加大投入研发。在混合动力车型以及电动车初露锋芒的时代，转子发动机难以有大的作为，所以未来几乎不会看到单纯的将转子发动机作为车辆的心脏。

2019年，在日内瓦国际车展上马自达推出了其第二款跨界车CX-30，马自达动力总成开发总工程师Ichiro Hirose表示，正在考虑将转子发动机应用到混合动力系统中。希望打造一个基于转子发动机的混动平台，并将其称为“XEV”方案。得益于转子发动机平台的高度灵活性，“它可以用作增程的发电机，也可以用作直接驱动车辆的内燃机，因为转子发动机结构紧凑，因此我们可以把发电机、转子发动机和电动机集成在一个模块里”。这么做的结果就是，一台车既可以被做成轻混系统、也可以做成采用转子发动机作为增程器的纯电动系统。XEV平台的灵活性使得它可以满足世界各国的排放标准。全新的转子发动机不再拥有极高的油耗，尽可能地满足全世界的燃效法规。

除此以外，马自达正在努力探索转子发动机作为应急发电工具的可能性。汽油并不是转子发动机唯一可适配的燃料，马自达同时正在考虑使用液化石油气（LPG）作为燃料来驱动转子发动机。