行車動(dòng)態(tài):川崎設(shè)計(jì)的增壓 二沖程四缸混合動(dòng)力

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我們不時(shí)會(huì)聽到關(guān)于二沖程發(fā)動(dòng)機(jī)復(fù)興的消息，或者像超級(jí)增壓器和混合動(dòng)力自行車這樣的創(chuàng)新，但很少看到所有這些想法都集中在一個(gè)單一的設(shè)計(jì)中。但川崎重工的一項(xiàng)新專利申請(qǐng)恰恰說明了這一點(diǎn);這臺(tái)機(jī)器使用了很多激進(jìn)的技術(shù)，要真正制造出它，就意味著要重新思考我們所知道的摩托車的基本原理。

這個(gè)想法的基礎(chǔ)是，新的自行車是串聯(lián)混合，而不是更熟悉的平行混合。平行混合動(dòng)力車是我們已經(jīng)習(xí)慣在汽車上使用的那種，這要感謝像豐田普銳斯和其他使用電動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)輔助內(nèi)燃機(jī)的機(jī)器。

但是系列雜交就不一樣了;它只用電力來驅(qū)動(dòng)車輪，而一個(gè)內(nèi)燃機(jī)僅僅用來產(chǎn)生所需的電力。通常情況下，系列混合動(dòng)力汽車是“增程”電動(dòng)汽車，使用相對(duì)低功率的內(nèi)燃機(jī)為電池提供一些額外的充電來提高續(xù)航里程。雪佛蘭的Volt和更具異國(guó)情調(diào)的菲斯克(Fisker)的Karma就是使用這種理念的生產(chǎn)機(jī)器的例子。

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然而，川崎重工的想法并不是要使用低功率引擎，僅僅是給電池充電就可以增加幾英里的續(xù)航里程。相反，它使用的是一款高性能引擎，其效率和清潔程度大大超過了常規(guī)引擎，因?yàn)樗鼘⒊掷m(xù)以最高效的速度運(yùn)行。

二沖程

盡管傳統(tǒng)的二沖程發(fā)動(dòng)機(jī)有“臟”的名聲，但二沖程循環(huán)實(shí)際上非常適合清潔運(yùn)行，高效的設(shè)計(jì)。但這意味著從通常的港口轉(zhuǎn)移二沖程系統(tǒng)傳統(tǒng)上使用的摩托車。相反，我們需要尋找其他的二沖程柴油，像巨大的，增壓二沖程柴油在許多船舶上使用，這是著名的一些最有效的燃燒發(fā)動(dòng)機(jī)在這個(gè)星球上。

川崎設(shè)計(jì)看起來不太像傳統(tǒng)的二沖程。取代了氣缸壁上的端口，它的特點(diǎn)是像一個(gè)四沖程的poppet閥，完成了雙頂置凸輪軸。只是周期從四沖程變成了兩沖程。

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這使得增壓器成為設(shè)計(jì)的一個(gè)重要部分。在一個(gè)正常的二沖程自行車發(fā)動(dòng)機(jī)，進(jìn)氣充電是強(qiáng)迫進(jìn)入缸通過一個(gè)轉(zhuǎn)移端口通過向下運(yùn)動(dòng)的活塞。如果不這樣做，就需要一個(gè)增壓器來增加進(jìn)氣口的壓力，這樣它就可以填滿汽缸，并從上一個(gè)循環(huán)中排出廢氣。

反過來，這意味著排氣和進(jìn)氣閥同時(shí)打開，這使得直接燃油噴射至關(guān)重要。這意味著燃料可以在兩個(gè)閥門關(guān)閉后添加，所以沒有未燃燒的燃料可以逸入排氣。

Crossplane曲柄

由于發(fā)動(dòng)機(jī)是二沖程而不是四沖程，每個(gè)氣缸在曲柄每360度轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)都有一個(gè)燃燒事件，而不是每720度。

如果使用平面曲軸，就像大多數(shù)內(nèi)聯(lián)四缸發(fā)動(dòng)機(jī)一樣，這意味著你會(huì)得到兩個(gè)氣缸同時(shí)燃燒，在發(fā)動(dòng)機(jī)上產(chǎn)生振動(dòng)和壓力。川崎采用了一個(gè)橫平面曲柄，這樣燃燒事件均勻分布，一個(gè)氣缸燃燒曲軸轉(zhuǎn)動(dòng)90度。

與離合器和齒輪箱不同的是，在曲軸的兩端只安裝了一個(gè)發(fā)電機(jī)。這些電能被輸入到一個(gè)存儲(chǔ)系統(tǒng)——一個(gè)相對(duì)較小的電池或者一組超級(jí)電容——然后這個(gè)存儲(chǔ)系統(tǒng)將電能發(fā)送到一個(gè)與后輪相連的電力驅(qū)動(dòng)馬達(dá)。

這個(gè)系統(tǒng)是用來做什么的?

雖然這一想法的主要目標(biāo)是摩托車，但川崎重工的專利還表示，該發(fā)動(dòng)機(jī)和混合動(dòng)力系統(tǒng)可以用于船舶、三輪車和四輪車。

面對(duì)不斷增加的電氣化壓力，它有可能給內(nèi)燃機(jī)提供一條生命線。按照類似原理運(yùn)行的船舶發(fā)動(dòng)機(jī)的效率可以達(dá)到50%以上。二沖程專家認(rèn)為，60%甚至70%的效率是可以實(shí)現(xiàn)的目標(biāo)。與效率高達(dá)95%的電動(dòng)機(jī)相比，這似乎有些弱，但一旦再加上在發(fā)電、配電和電池充電方面的損失，就有可能實(shí)現(xiàn)類似的效率。當(dāng)然，燃燒引擎混合動(dòng)力解決了純電動(dòng)汽車通常存在的所有加油問題。

不要指望很快就能看到有這種系統(tǒng)的自行車，但川崎重工顯然不會(huì)讓它的內(nèi)燃機(jī)不戰(zhàn)而死。