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发帖数: 1651 | 1 六冲程引擎
两冲程和四冲程发明至今己超过100年,澳大利亚农场主Malcolm Beare发明的六冲程发
动机是一款具有创新概念的新机种,其潜力有待进一步发掘。
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发明者
现今53岁的MalCOlm Beam 是一位澳六利亚小麦农场主,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
就产生了将二冲程发动机顶部和四;中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"二冲程发动机。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(通常应用在二冲程发动机上）,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。
创新的六冲程发动机
于是,Beare决定将二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,现在Beam 拥有它的全部专利--包括在美国。
后来,Beare又在一辆令人异常兴奋的双VDucati 基础的Beam赛车上配合他自己设计
的军架,安装了90双V款式的六冲程发动机。该机也是首次应用六冲程技术的多缸发动机
实例。
当今,Beare正准备将六冲程发动机应用到包括摩托车、固定式发动机和推进式飞机
发动机等各种领域。
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基本结构
Beare的概念设计可移植到现有的发动机上,不必进行重新设计。它去除了现有发动
机的气缸盖、菌状气门机构和凸轮轴。保留了凸轮轴驱动皮带,以它带动倒置上;古墓运
动的超短行程的上置式曲轴(此曲轴的转速为发动机转速的1/2)
如二冲程发动机一样,上活塞在备工套肉上下移动,开闭进、排气口。混合气经进气
片簧阀进入气缸,防止废气通过进气口排出。
在上置式曲轴的另一端是一个转(盘)阀,其功用是调节排气正日寸,在适当时间切断
排气,不使废气重返气缸。由于转阀承受的负载轻,减少了润滑和密封问题。
转缸壁的密封,下活墓采用平顶三环设计,圆锥状的上活塞设有两个环 --一个气环
、一个油坏。由于上活塞设计成圆锥状,使在两个冲程中对气流起到更好的引导作用。
燃烧室内设有两个火花塞,它不仅适应于使用纯汽油机种,而且也可使用低辛烧质的
无铅燃油。
Beare陀的技术最近己与新型的脉冲燃油喷射系统(Pulse Fuel曰Injection System
)相匹配,并已经美国海主作战中心和其他国际权威机构测试。此系统不像通常的喷油器
,经涡轮增压的空气在缸内与雾化的燃油相混合(柴油机和直喷汽油机),或在雾化前与燃
油相混合,而在进气系统中设置一个脉冲增压装置,增加了效率、减少排放。此喷嘴技术
是福特公司为控制柴油机排放而开发的。
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特点
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,理论上可这 2800OWmin。事实上,GP大奖赛摩托车簧片式气门的二冲程发动机转速也
已达14000r/min。Beare称,按照曲轴所承受的负载,人为将在Ducati 基础上 发的 6S-
V2 发动机的转速限制到ll9000r/min 。
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。
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。
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。
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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二冲程发动机,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15OmL6冲程
单缸机将搭载在阳光摩托车上。
Rlcado(里卡多)的合作伙伴正着手一个万英镑(约合2900万人民币)的先进汽油发动
机的研究项目。此项目得到英国贸工部的资金赞助。其目的是减少发动机的排放、节油
以及具有卓越的性能。
该2/4SIGHT发动机概念是基于设计个创新的燃烧系统,它带有先进的气门结构和控
制技术,能自动切换二冲程和四冲程运转工况。
早在2004年,通过大量的计算机辅助工程模拟完成的2/4SlGHT发动机可行性研究显
示,该先进的发动机概念潜力较犬。它是在汽油直喷燃烧系统内设计了进排气口,结合适
当改变燃油喷射、点火和气门正时,就能实现2/4冲程两种模式切换。
由于匹配了控制技术能更好发挥2/4SIGHT发动机的功能,使该机减少了30%的油耗和
C02排放。它能在缩小发动机尺寸(采用一个较小、较轻和较大比功率)方面具有较大潜
力.新型发动机不但能达到欧IV标准,而且在适应将来新排放标准上具有优势。该机的燃
油经济 性和生产成本与传统的柴油机相似,并具有优异的驱 特色和扭矩输出。
2/4SIGHI项目的其他合作伙伴还包括日本电装(Denso)Ma2T4 布莱顿(Brighton)大
学、布鲁内尔(Bmnel)大学和一些汽车制造商。项目开发预期为30个月。
里卡多在此项目中将起领导和协调作用,他负责新型发动机的设计、开发以及系统
的整合。
日本电装将开发、提供燃油直喷和先进的发动机控制系统。
Ma2T4将贡献气门机构切换技术的知识。
布莱顿大学进行发动机试验以及燃烧和冷却系统的分析。
布鲁肉尔大学将负责过渡发动机的试验和开发。
如果成功,2/4SIGHT发动机概念将在中级家用车和SUV两个市场领域具有较强的吸引
力。同时,也希望首先采用的将是那些CO2排放较高和典型扭矩驱动特色的车款。
项目的研发将是2.OL V6发动机,其目标性能达到3-4L V8发动机的水平。此外,还将
研究在成本/效益方面具有潜力的1.OL2/4SIGHT 发动机,用于中级家用轿车上,以取代传
统的1.O-2.OL汽油发动机。 |
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