Question

“卡丁车”发动机将会是F1和汽车的未来？

Answer 1

二冲程发动机曾经作为一种超级高效的发动机形式出现在汽车和摩托车上，拥有超高的转速和升功率。但在上世纪末逐渐被淘汰，而如今连摩托车都在往四冲程普及成为主流。而就在最近，一则关于二冲程发动机重新回到F1的讨论成为了热门，甚至可能会把二冲程带回汽车市场，到底是怎么一回事呢？

# 二冲程，曾经的大佬

对置活塞式二冲引擎是一个非常大的范畴，这种引擎已经出现超过100年的历史，技术方案千差万别，应用场景也是非常多样化：从汽车、摩托车、飞机、轮船到坦克等等。最早的对置活塞引擎可能是1882年的阿特金森"Differential Engine"。而最近的技术发展，当属美国公司EcoMotors大约在10年前开发的对置活塞对置气缸两冲引擎OPOC，以及另一家美国公司Achates Power的类似产品。

OPOC引擎的设计概念，与法国汽车制造商 Gobron-Brillié在1900年制造的方案（图7）非常类似。1904年，Gobron-Brillié将对置活塞引擎安装在汽车上创造了一项历史。成为世界上第一辆打破时速150km/h的汽车。

二冲程燃烧循环的最大优势，其实是二冲程发动机每转产生的做功冲程是四冲程发动机的两倍。这一优势使得小型发动机可具备与大型发动机相似的性能，并且，与四冲程传统发动机相比，降低了气缸内压力，从而减少了排放。但过去的二冲程发动机结构会使燃烧后的气体与油气混合体混在一起，而且机油也是燃料组成部分，会产生有害颗粒，因此才会被淘汰。但新的OPOC对置活塞式二冲程发动机就可以完美解决这个问题。

# 全新结构解决排放问题

OPOC发动机的每个气缸有两个活塞，各朝相反的方向往复运动。它没有气缸头——这是传统发动机热损失的一个主要因素。气缸壁上的气门，取代了传统发动机上复杂的提升阀及产生摩擦的气阀结构。气缸一端的进气口与另一端的排气口， 通过活塞移动打开，实现了高效的单流扫气。

OPOC引擎的主要优点是：结构简单、部件少、尺寸紧凑、重量轻、效率高排放低、功率密度高。当然他还有一个优点是做到了真正的模块化设计。模块化设计的好处是，当需要更多的动力时，可以通过电子离合器叠加动力（如动图4），而动力需求减少时，可以切断模块连接。这对于满足当前日益严格的排放标准是非常大的优势（优于传统4冲发动机的闭缸技术）。

目前，正在全力将对置活塞引擎推向商用的一家公司是美国的Achates Power，2015年。Achates Power获得了美国军方1400万美元合同，要求帮助军队开发“未来的战斗车辆。”2018年，Achates Power的2.7升对置活塞引擎，开始安装在美国最受欢迎的皮卡：福特F150上进行测试。

Achates Power在其官网上说，对置活塞发动机，可让全球各地的原始设备制造商 (OEM) 满足全球当前和未来最为严格的燃油效率与排放标准，包括 Euro 6 及更为严格的美国标准 (EPA 2010 和 Tier 3 / LEV 3)，无需额外的成本，也不会增加复杂性。

本文来源于汽车之家车家号作者，不代表汽车之家的观点立场。