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节能减排新路径:二冲程发动机降低油耗

2012-01-09 09:07
吃瓜天狼
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  访美国EcoMotors公司

  如果说解决未来能源危机的最好途径是以电动车为代表的新能源汽车,那么在电动车未全面普及时毋宁说还有一条传统的内燃机路线,其代表作品可能是以EcoMotors公司的OPOC发动机为代表的二冲程发动机。

  在美国十几家致力于创新型发动机研发和四五家专注于二冲程发动机研发的公司中,成立于2008年初的EcoMotors International公司(以下简称EcoMotors公司)是其中成长较快的一家。由于它发明了一种独特的OPOC(Opposed PistonOpposed Cylinder——对置式活塞、对置式气缸)发动机,是目前世界上惟一一款曲轴位于中央、两侧形成两组对置式活塞的发动机结构,很好地解决了节能、散热与动平衡的问题。因此,EcoMotors的OPOC发动机有可能率先成为大批量生产的新式二冲程发动机。

  日前,在美国底特律EcoMotors公司的总部,中国媒体一行走进了这家颇具神秘色彩的公司,领略了其独特的设计思路和商业想法。

  巧妙设计结构使OPOC具有超越

  四冲程发动机的能力

  作为下一代动力推进系统,EcoMotors的OPOC发动机是由该公司完全自主研发,并具有专利设计的模块化内燃机系列产品。它的结构特点是,每个模块包括两个对置式活塞和对置式气缸,它们之间连接着一根曲轴,每个气缸内的两个活塞做相向运动。

   OPOC发动机的巧妙之处在于,其消除了传统发动机的气缸盖和气门控制组件,提供了一个高效、小巧紧凑和具有简单核心的发动机内部结构,并使发动机完全实现自我平衡。它的另一大优点是在加工工艺和大多数零部件上可承继传统发动机的生产模式,并且可以全面使用现有的汽油、柴油、乙醇等传统燃料,在此基础上还可灵活增加模块,通过电控离合器彼此相连进行组合,以增大发动机功率,并可加入电机从而实现混合动力组合。

  由于具有四冲程发动机的排放优点和二冲程发动机结构简单的优势,OPOC发动机仅相当于传统发动机一半的体积和重量,具有相当于传统发动机一半的活塞运动速度和非常低的活塞侧向力,其摩擦损失相比传统发动机可减少一半。由于没有气缸盖结构,其传热损失可减少30%~40%;没有相应的气门机构,又可节省5%的能量损失。再加上配备EcoMotors公司独特的电控涡轮增压系统后所具有的良好扫气能力,OPOC发动机优化后的燃烧系统显著提高了功率密度,其比功率可超过1马力/磅(2.2马力/公斤),可以较大地降低燃油消耗并降低废气排放量;单组模块节油能力达15%,多组模块或加入电机之后,由于可使用停缸技术,节油比率可达45%或更高。

  此外,由于OPOC发动机没有气缸盖和气门机构,设计结构简单,相比传统发动机减少了50%的零部件,使它的生产效率和使用耐久性大大提高。又由于OPOC发动机所有的内部作用力可相互抵消,具有像一台完全平衡的多缸四冲程发动机的平衡特性,因而具备低噪音和低振动的特性,完全打破了通常人们对二冲程发动机油耗高、噪音大、排放不好的固有印象。

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