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    1982 年,Bmm 開(kāi)始研制"分層究氣對(duì)置活塞"二沖程發(fā)動(dòng)機(jī)。但在建造一對(duì)樣機(jī)后,他發(fā)現(xiàn)由于機(jī)體上孔太多,流量控制是個(gè)難題。后 來(lái),Beare將其簡(jiǎn)化為六沖程發(fā)動(dòng)機(jī)。由于在該機(jī)上采用了轉(zhuǎn)閥(通常應(yīng)用在二沖程發(fā)動(dòng)機(jī)上）,克服了菌狀氣門(mén)的回大現(xiàn)象,這些措施既解決了菌狀氣門(mén)慣性阻礙氣流的問(wèn)題,又解決了菌狀氣門(mén)的過(guò)熱(特別是在燃燒室內(nèi)排氣門(mén)熱點(diǎn))。同時(shí)解決了回火帶來(lái)的密封、潤(rùn)滑和機(jī)油消耗等問(wèn)題,使氣流變得順暢,能耗也少。

創(chuàng)新的六沖程發(fā)動(dòng)機(jī)

    于是,Beare決定將二沖程發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)閥的基本部件與四沖程發(fā)動(dòng)機(jī)完美地結(jié)合在 一起,經(jīng)過(guò)大量艱苦的研制,兩年后,1990年第一代六沖程發(fā)動(dòng)機(jī)的樣機(jī)誕生了。經(jīng)試驗(yàn)證明它十分可靠,現(xiàn)在Beam 擁有它的全部專(zhuān)利--包括在美國(guó)。

    后來(lái),Beare又在一輛令人異常興奮的雙VDucati 基礎(chǔ)的Beam賽車(chē)上配合他自己設(shè)計(jì)的軍架,安裝了90雙V款式的六沖程發(fā)動(dòng)機(jī)。該機(jī)也是首次應(yīng)用六沖程技術(shù)的多缸發(fā)動(dòng)機(jī)實(shí)例。

    當(dāng)今,Beare正準(zhǔn)備將六沖程發(fā)動(dòng)機(jī)應(yīng)用到包括摩托車(chē)、固定式發(fā)動(dòng)機(jī)和推進(jìn)式飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)等各種領(lǐng)域。

 基本結(jié)構(gòu)

    Beare的概念設(shè)計(jì)可移植到現(xiàn)有的發(fā)動(dòng)機(jī)上,不必進(jìn)行重新設(shè)計(jì)。它去除了現(xiàn)有發(fā)動(dòng)機(jī)的氣缸蓋、菌狀氣門(mén)機(jī)構(gòu)和凸輪軸。保留了凸輪軸驅(qū)動(dòng)皮帶,以它帶動(dòng)倒置上;古墓運(yùn)動(dòng)的超短行程的上置式曲軸(此曲軸的轉(zhuǎn)速為發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的1/2)

    如二沖程發(fā)動(dòng)機(jī)一樣,上活塞在備工套肉上下移動(dòng),開(kāi)閉進(jìn)、排氣口。混合氣經(jīng)進(jìn)氣片簧閥進(jìn)入氣缸,防止廢氣通過(guò)進(jìn)氣口排出。

    在上置式曲軸的另一端是一個(gè)轉(zhuǎn)(盤(pán))閥,其功用是調(diào)節(jié)排氣正日寸,在適當(dāng)時(shí)間切斷排氣,不使廢氣重返氣缸。由于轉(zhuǎn)閥承受的負(fù)載輕,減少了潤(rùn)滑和密封問(wèn)題。

    轉(zhuǎn)缸壁的密封,下活墓采用平頂三環(huán)設(shè)計(jì),圓錐狀的上活塞設(shè)有兩個(gè)環(huán) --一個(gè)氣環(huán)、一個(gè)油壞。由于上活塞設(shè)計(jì)成圓錐狀,使在兩個(gè)沖程中對(duì)氣流起到更好的引導(dǎo)作用。

    燃燒室內(nèi)設(shè)有兩個(gè)火花塞,它不僅適應(yīng)于使用純汽油機(jī)種,而且也可使用低辛燒質(zhì)的無(wú)鉛燃油。

    Beare陀的技術(shù)最近己與新型的脈沖燃油噴射系統(tǒng)(Pulse Fuel曰Injection System)相匹配,并已經(jīng)美國(guó)海主作戰(zhàn)中心和其他國(guó)際權(quán)威機(jī)構(gòu)測(cè)試。此系統(tǒng)不像通常的噴油器,經(jīng)渦輪增壓的空氣在缸內(nèi)與霧化的燃油相混合(柴油機(jī)和直噴汽油機(jī)),或在霧化前與燃油相混合,而在進(jìn)氣系統(tǒng)中設(shè)置一個(gè)脈沖增壓裝置,增加了效率、減少排放。此噴嘴技術(shù)是福特公司為控制柴油機(jī)排放而開(kāi)發(fā)的。

創(chuàng)新的六沖程發(fā)動(dòng)機(jī)

    特點(diǎn)

    發(fā)劫機(jī)轉(zhuǎn)速高

    由于消除了四沖程發(fā)動(dòng)機(jī)菌狀氣門(mén)浮動(dòng)帶來(lái)的慣性,六沖程發(fā)動(dòng)機(jī)安全極限轉(zhuǎn)速較高,理論上可這 2800OWmin。事實(shí)上,GP大獎(jiǎng)賽摩托車(chē)簧片式氣門(mén)的二沖程發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速也已達(dá)14000r/min。Beare稱(chēng),按照曲軸所承受的負(fù)載,人為將在Ducati 基礎(chǔ)上 發(fā)的 6S-V2 發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速限制到ll9000r/min 。

    油耗少、排放低

    六沖程發(fā)動(dòng)機(jī)在低轉(zhuǎn)速/節(jié)氣門(mén)開(kāi)啟日寸比傳統(tǒng)的發(fā)動(dòng)機(jī)省油35% 。在高轉(zhuǎn)速/節(jié)氣門(mén)全開(kāi)時(shí)也可節(jié)油13% 。由此減少了CO2的排放。

    改進(jìn)了低轉(zhuǎn)速扭矩

    六沖程發(fā)動(dòng)機(jī)比產(chǎn)生相同扭矩的四沖程發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速低1000r/min同時(shí),隨著轉(zhuǎn)速的上升,其扭矩將會(huì)呈線性增加。
 制造成本低

    由于它與四沖程發(fā)動(dòng)機(jī)相比,運(yùn)動(dòng)部件少,不但減少了機(jī)械噪聲,而且制造成本低。

    應(yīng)用現(xiàn)狀

    由于六沖程發(fā)動(dòng)機(jī)具有上述幾個(gè)特點(diǎn),再結(jié)合它運(yùn)轉(zhuǎn)寧?kù)o、無(wú)復(fù)雜的機(jī)械結(jié)構(gòu),不需要采用昂貴的陶瓷鍍層和合金材料等,因此特別適 合如印度等發(fā)展中國(guó)家,將制造、油耗、排放和扭矩(載入/貨物能力)看作重要因素的低成本運(yùn)輸工具,也符合歐洲、日本和東南亞國(guó)家拋棄廉價(jià)的二沖程發(fā)動(dòng)機(jī),熱衷于較高成本、清潔的四沖程發(fā)動(dòng)機(jī)的摩托車(chē)工業(yè)發(fā)展趨勢(shì)。

    如今,一個(gè)小排量六沖程單缸樣機(jī)在中國(guó)臺(tái)灣省下線,這款流水線生產(chǎn)的15OmL6沖程單缸機(jī)將搭載在陽(yáng)光摩托車(chē)上。

    Rlcado(里卡多)的合作伙伴正著手一個(gè)萬(wàn)英鎊(約合2900萬(wàn)人民幣)的先進(jìn)汽油發(fā)動(dòng)機(jī)的研究項(xiàng)目。此項(xiàng)目得到英國(guó)貿(mào)工部的資金贊助。其目的是減少發(fā)動(dòng)機(jī)的排放、節(jié)油以及具有卓越的性能。

    該2/4SIGHT發(fā)動(dòng)機(jī)概念是基于設(shè)計(jì)個(gè)創(chuàng)新的燃燒系統(tǒng),它帶有先進(jìn)的氣門(mén)結(jié)構(gòu)和控制技術(shù),能自動(dòng)切換二沖程和四沖程運(yùn)轉(zhuǎn)工況。

    早在2004年,通過(guò)大量的計(jì)算機(jī)輔助工程模擬完成的2/4SlGHT發(fā)動(dòng)機(jī)可行性研究顯示,該先進(jìn)的發(fā)動(dòng)機(jī)概念潛力較犬。它是在汽油直噴燃燒系統(tǒng)內(nèi)設(shè)計(jì)了進(jìn)排氣口,結(jié)合適當(dāng)改變?nèi)加蛧娚洹Ⅻc(diǎn)火和氣門(mén)正時(shí),就能實(shí)現(xiàn)2/4沖程兩種模式切換。

    由于匹配了控制技術(shù)能更好發(fā)揮2/4SIGHT發(fā)動(dòng)機(jī)的功能,使該機(jī)減少了30%的油耗和C02排放。它能在縮小發(fā)動(dòng)機(jī)尺寸(采用一個(gè)較小、較輕和較大比功率)方面具有較大潛力.新型發(fā)動(dòng)機(jī)不但能達(dá)到歐IV標(biāo)準(zhǔn),而且在適應(yīng)將來(lái)新排放標(biāo)準(zhǔn)上具有優(yōu)勢(shì)。該機(jī)的燃油經(jīng)濟(jì) 性和生產(chǎn)成本與傳統(tǒng)的柴油機(jī)相似,并具有優(yōu)異的驅(qū) 特色和扭矩輸出。

    2/4SIGHI項(xiàng)目的其他合作伙伴還包括日本電裝(Denso)Ma2T4 布萊頓(Brighton)大學(xué)、布魯內(nèi)爾(Bmnel)大學(xué)和一些汽車(chē)制造商。項(xiàng)目開(kāi)發(fā)預(yù)期為30個(gè)月。

    里卡多在此項(xiàng)目中將起領(lǐng)導(dǎo)和協(xié)調(diào)作用,他負(fù)責(zé)新型發(fā)動(dòng)機(jī)的設(shè)計(jì)、開(kāi)發(fā)以及系統(tǒng)的整合。

    曰本電裝將開(kāi)發(fā)、提供燃油直噴和先進(jìn)的發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)。

    Ma2T4將貢獻(xiàn)氣門(mén)機(jī)構(gòu)切換技術(shù)的知識(shí)。

    布萊頓大學(xué)進(jìn)行發(fā)動(dòng)機(jī)試驗(yàn)以及燃燒和冷卻系統(tǒng)的分析。

    布魯肉爾大學(xué)將負(fù)責(zé)過(guò)渡發(fā)動(dòng)機(jī)的試驗(yàn)和開(kāi)發(fā)。

    如果成功,2/4SIGHT發(fā)動(dòng)機(jī)概念將在中級(jí)家用車(chē)和SUV兩個(gè)市場(chǎng)領(lǐng)域具有較強(qiáng)的吸引力。同時(shí),也希望首先采用的將是那些CO2排放較高和典型扭矩驅(qū)動(dòng)特色的車(chē)款。

    項(xiàng)目的研發(fā)將是2.OL V6發(fā)動(dòng)機(jī),其目標(biāo)性能達(dá)到3-4L V8發(fā)動(dòng)機(jī)的水平。此外,還將研究在成本/效益方面具有潛力的1.OL2/4SIGHT 發(fā)動(dòng)機(jī),用于中級(jí)家用轎車(chē)上,以取代傳統(tǒng)的1.O-2.OL汽油發(fā)動(dòng)機(jī)。