對置活塞引擎的重生

亿万富翁比尔盖茨和投资公司 Khosla Ventures 决定向设计对置活塞发动机的 EcoMotors 公司投资数百万美元，这一事实促使我们详细考虑了这一发展。这种发动机历史悠久，但应用并不广泛，至少在公路运输中如此。EcoMotors 对似乎已经为人所知的发展进行了改造。

EcoMotors 将其双缸对置发动机命名为 OPOC，每个气缸有两个对置活塞，简单来说，OPOC 代表对置活塞对置气缸。从技术上讲，汽油发动机（或消耗酒精的内燃机）和柴油发动机都可以在这种方案下工作，但到目前为止，该公司一直专注于第二种选择。

OPOC 发动机是二冲程发动机，因此每个气缸的对​​置活塞在曲轴旋转一圈时都会完成一个工作冲程。当它们移动到死点时，气缸壁上的窗口会打开。其中一个活塞控制进气，另一个控制排气。同时，窗户的布置使得排气窗比进气窗打开得早一些，关闭得也早一些。这对于良好的气体交换很重要。

取消气缸盖、气门及其操作机构简化了发动机，使其更轻，减少了摩擦损失，甚至减少了油耗（据该公司称，这些指标比传统柴油机低了一半)。但毕竟，其他带有对置活塞的二冲程发动机似乎也能拥有这样的优势，对吧？

新颖之处的亮点是，它的所有活塞都连接到一个中央曲轴上，而以前类似的设计需要在发动机边缘安装两个曲轴。因此，它们明显更大更重，它们主要用于柴油机车和船舶也就不足为奇了。好吧，OPOC 发动机针对的是更广泛的运输范围。

与任何二冲程发动机一样，OPOC 发动机需要一个外部装置来在窗户打开时吹气气缸。在这种情况下，设计师决定将这项任务强加给涡轮增压器。但显然，当发动机启动时，它不会有帮助，而且气缸本身无法“吸气”和“呼气”。

解决方案再次出现在一个长期存在的想法中，许多公司都尝试过，但没有人将其成形。工程师在经典叶轮的轴上安装了一个电动机。在启动时，直到内燃机加速，该电动机从电池中接收能量，为OPOC发动机提供“呼吸”。然后电机关闭，涡轮增压器变成最普通的。此外，在高速下，当废气流量很大时，涡轮机中的电动机可以变成发电机，为汽车的电池供电。

据其创造者称，新方案的特点是气缸的净化效果非常好，因此可以最大限度地利用二冲程循环本身，理论上可以实现与四冲程相比两倍的功率体积比。尽管在实践中还没有达到这样的性能。OPOC 系统还有许多其他有趣的特点。

在新的配置下，每个活塞需要在一次冲程中覆盖一半的距离才能提供设定的工作容量。这意味着在固定的发动机转速下活塞速度会更低，因此摩擦损失也会更小。OPOC 发动机的所有这些特点主要归功于 Peter Hofbauer。EcoMotors 的创始人、董事长兼首席技术官此前曾领导大众汽车先进发动机的开发多年。例如，V 型直列 VR6 发动机的气缸间 V 角较小（15 度)，他就是其中的一员。尽管 EcoMotors 成立于 2008 年，但 Hofbauer 本人几年前就开始考虑 OPOC 了。

据该公司称，柴油版 OPOC 比同等功率的传统涡轮增压柴油发动机轻 30-50%，零件数量减少 50%，占用引擎盖下空间减少 2 到 4 倍，并且（在某些条件下）燃油效率可提高 45-50%。后一个数字引起了专家们的极大怀疑，然而，即使油耗节省被夸大了，EcoMotors 也有理由做出乐观的声明。据该公司称，OPOC 内燃机的第一台原型机在底盘测功机上花费了 500 多个小时。可以说该方案是有效的。但特性方面的情况并不那么明朗。目前正在接受工程师测试的 EM100 型号仅在未考虑废气毒性的设置下才提供声明的功率和扭矩参数。该公司提议在军事装备上安装这种版本的 OPOC，对于这些装备来说，输出与重量的比率比其他任何事情都重要。

对于传统车辆，EcoMotors 建议以略有不同的方式配置相同的发动机：300 马力和 746 N·m。在这种情况下，他们承诺与传统柴油发动机相比，燃油效率“仅”提高 15%，但即使这样看起来也是一个巨大的进步，因为公司通常会为每一个百分点而战。将一对这样的发动机组合成一个四缸装置时，可以进一步节省成本。曾经独立的发动机正在转变为一个模块。EcoMotors 打算在它们之间安装一个电子控制的联轴器。他们说，只有一个模块会在低负荷下工作，而第二个模块会在高负荷下连接。而且由于 OPOC 平衡良好，这里作用的所有力都会相互补偿，并且电机的振动最小，因此“休眠”一半的激活将随时顺利进行。

这个想法类似于大型 V 型发动机中众所周知的气缸切口。但是，尽管空转活塞在这种情况下仍会继续上下移动，但此时发动机的一半会完全停止，而另一半会继续以有利的方式工作。此外，工程师们建议在这种二元方案中略微降低每个模块的最大输出功率——降至 240 马力（整个装置将产生 480 马力)。开发人员表示，就功率和重量比而言，它仍然是一款非常不错的发动机，并且可以实现最大的燃油经济性（相同的 45%）并符合最严格的废气毒性标准。

目前，OPOC 还处于初级阶段，其设计师大多只是做出承诺。但他们很乐观，并已开始延伸生产线。图纸已经展示了 75 马力的双缸 EM65 发动机，其尺寸和重量比 EM100 略小。顺便说一句，他们想让它以汽油为动力。EM65 的应用范围非常明显：轻型卡车和乘用车，包括混合动力车。这款奇特内燃机成功的一定保证（但不是绝对保证）是其首席设计师的声誉：彼得为大众汽车公司贡献了 20 年的生命。顺便说一句，他目前的工作与保时捷的项目相呼应并不奇怪，保时捷是这个著名德国品牌的起源。

這是翻譯。您可以在這裡閱讀原文： https://www.drive.ru/technic/4efb337600f11713001e5522.html