创新的六冲程发动机 样机即将搭载国产摩托车

　　两冲程机

　　四冲程机

　　两冲程和四冲程发明至今己超过100年，两冲程发动机之前我们也介绍过了。今天小编突然看到了一款六冲程发动机，虽然很匪夷所思它的用途，其潜力有待进一步发掘。但是它具有的创新概念还是很让小编感叹。

　　53岁的澳大利亚小麦农场主Malcolm Beam，也是位新型思想家和发明家。他自1981年开始致力于性能卓越的摩托车发动机设计。当第一台样机诞生时，Beare就产生了将两冲程发动机顶部和四冲程发动机中阎部结合在一起的革新混合设计理念。

　　1982年，Bmm开始研制"分层究气对置活塞"两冲程发动机。但在建造一对样机后，他发现由于机体上孔太多，流量控制是个难题。后来，Beare将其简化为六冲程发动机。由于在该机上采用了转阀(通常应用在两冲程发动机上），克服了菌状气门的回大现象，这些措施既解决了菌状气门惯性阻碍气流的问题，又解决了菌状气门的过热(特别是在燃烧室内排气门热点)。同时解决了回火带来的密封、润滑和机油消耗等问题，使气流变得顺畅，能耗也少。

　　于是，Beare决定将两冲程发动机转阀的基本部件与四冲程发动机完美地结合在一起，经过大量艰苦的研制，两年后，1990年第一代六冲程发动机的样机诞生了。经试验证明它十分可靠。

　　原理

　　普通的四冲程发动机把3/4的能量以热能的形式散发掉了。六冲程发动机则利用了部分散发的热能去制造蒸汽以回收部分本来会损失的能量。

　　在普通四冲程发动机的“进气-压缩-燃烧做功-排气”四个冲程之后，第五个冲程开始的时候，把水喷进炽热的气缸里面，水马上就变成了温度高达816度的蒸汽，体积急剧膨胀1600倍，同时气缸内压强急剧增大，推动活塞再次做功——如此一来，每6个冲程中就出现两个做功冲程，而消耗的燃油却没有变化。到了第六个冲程，发动机把水蒸气排放到一个冷却器，水蒸气在那里重新变成水。

　　根据计算，六冲程发动机能比传统的四冲程发动机效率提高40%。如果是柴油机的话，还可以再提高5%。

　　
　　特点

　　图为新型六冲程发动机的草图六冲程节油内燃发动机，涉及现有内燃发动机的高压油油泵、喷油咀、冷却循环管路、活塞、活塞缸，其特征在于在缸盖上设两个喷咀，一个喷油咀、一个喷水咀，在发动机一边安装一个高压水泵，喷油咀的进油管接高压油泵出口，喷水咀的进水管接高压水泵的出口，高压水泵进水管接水箱的出口，改变油咀的喷油角度，改变排气角度，增加喷水角度，使活塞产生六个冲程，即3个冲程后增加一个气门开放排气冲程，增加一个喷水汽化作功冲程，增加一个排汽冲程排汽。

　　优点
　　1.发动机转速高.由于消除了四冲程发动机菌状气门浮动带来的惯性，六冲程发动机安全极限转速较高，理论上可达到 2800OWmin。
　　2.油耗少、排放低.六冲程发动机在低转速/节气门开启日寸比传统的发动机省油35% 。在高转速/节气门全开时也可节油13% 。由此减少了CO2的排放。
　　3.改进了低转速扭矩.六冲程发动机比产生相同扭矩的四冲程发动机的转速低1000r/min同时，随着转速的上升，其扭矩将会呈线性增加。
　　4.制造成本低.由于它与四冲程发动机相比，运动部件少，不但减少了机械噪声，而且制造成本低。

　　缺陷
　　1.首先，在第五冲程向气缸内喷水，确实可以利用气缸余热多做功。但是必须考虑这些水对气缸的腐蚀，以及润滑问题。然后，做功之后的水蒸气需要冷凝，这就需要体积重量都很大的冷凝器，加重了车的整备质量，增加了单位油耗，同时会使车动力性能严重恶化。
　　2.接下来还是一个技术上的问题：在第五、六冲程中，如果不润滑，那么气缸的磨损、腐蚀十分严重；而如果润滑，那么做功之后排出来的水蒸气就被润滑油污染，进入冷凝器之后，润滑油凝结，时间稍长就会堵塞管路。
　　3.另外，这样做，气缸壁会受到强烈的冷热交变应力，会使其寿命严重降低。

　　实际上，向内燃机气缸喷水（与燃油一起喷入），就可以提高输出功率和热效率，这种尝试几十年前就有人研究过，但主要就是因为气缸腐蚀问题而放弃的。

　　应用领域

　　由于六冲程发动机具有上述几个特点，再结合它运转宁静、无复杂的机械结构，不需要采用昂贵的陶瓷镀层和合金材料等，因此特别适合如印度等发展中国家，将制造、油耗、排放和扭矩(载入/货物能力)看作重要因素的低成本运输工具，也符合欧洲、日本和东南亚国家抛弃廉价的两冲程发动机，热衷于较高成本、清洁的四冲程发动机的摩托车工业发展趋势。

　　意义

　　六冲程发动机完全是内燃机的一项新发展，它对缸盖和进排气阀的操作是革命性设计。但革新并不是整个发动机，由于使用了许多现有部件所以比全新设计的发动机在制造上更容易。它的典型特征包括了：功率、扭矩增加，数量更少和重量更轻的往复运动部件、简单的制造工艺。

　　六冲程发动机本身对能量的消耗更少，因为减慢了往复运动部件的加速度，缸盖活塞的速度是主活塞的1/4；显然使用寿命最少是主活塞的两倍。设计上，每一个气缸只有15个部件，而传统四冲程发动机是40到50个部件。缸盖和缸体可以一起铸造，减少了缸盖的制造成本。

　　对于技术而言，下面活塞是标准设计，缸盖螺栓直接进入了缸体，省去了进排气阀。缸盖的重量大约减少了50%。不但不用消耗能量来驱动缸盖配气机构，实际上它还能发出动力，并通过正时链条传送到发动机。扭矩增加了35%，同时增加了效率。传统发动机改成Beare Head也很容易，只要换缸盖就成了。于是就具有了更好的燃油经济性、燃烧更清洁、延长了保养间隔、减少了维修专用工具等优点。

　　六冲程发动机使用了Pulse Fuel Injector燃油喷射系统。脉动燃油喷射并不像传统燃油喷射，它使用了压缩空气带动液态燃油，并预先和空气混合。这个过程优势明显，使得火焰传播速度更快，减少了有害物排放。传统发动机燃油是利用压力喷射到空气中，缺少预混合，为了雾化更好就需要很高的燃油压力。脉动燃油喷射则不同，燃油先喷射到进气管内，使20%燃油预混合，然后进入气缸。喷嘴可以使用传统的多孔喷嘴，可以控制分层喷射，提升了效率并减少排放。对于赛车领域而言，据预测发动机的转速可以超过28000rpm，这对于传统发动机来说是不可想像的。

　　应用现状

　　由于六冲程发动机具有上述几个特点，再结合它运转宁静、无复杂的机械结构，不需要采用昂贵的陶瓷镀层和合金材料等，因此特别适 合如印度等发展中国家，将制造、油耗、排放和扭矩(载入/货物能力)看作重要因素的低成本运输工具，也符合欧洲、日本和东南亚国家抛弃廉价的两冲程发动机，热衷于较高成本、清洁的四冲程发动机的摩托车工业发展趋势。 

　　如今，一个小排量六冲程单缸样机在中国台湾省下线，这款流水线生产的150ml六冲程单缸机将搭载在光阳机车上。小编很期待这种六冲程发动机，届时看看它的表现有多么令人销魂？