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美国对置活塞发动机向传统柴油机发起挑战

2011-07-11 作者:ym  来源:中国客车网[www.chinabuses.com]  文字大小:【】【】【
2011年6月23日,记者在北京采访了美国阿凯提斯动力(achates Power)公司总裁兼CEO大卫?约翰逊(David M.Johnson)。他为中国记者带来了革命性的发动机设计——对置活塞二冲程柴油发动机。记者了解到,日本富士重工和德国保时捷的对置发动机均是曲柄连杆机构在中间、活塞与气缸盖在两端,而阿凯提斯的发动机活塞在气缸筒中形成对置,省去了缸盖机构。
关键字:对置活塞发动机 传统柴油机

   2011年6月23日,记者在北京采访了美国阿凯提斯动力(achates Power)公司总裁兼CEO大卫?约翰逊(David M.Johnson)。他为中国记者带来了革命性的发动机设计——对置活塞二冲程柴油发动机。记者了解到,日本富士重工和德国保时捷的对置发动机均是曲柄连杆机构在中间、活塞与气缸盖在两端,而阿凯提斯的发动机活塞在气缸筒中形成对置,省去了缸盖机构。


   核心技术在于气缸设计


   约翰逊介绍,对置活塞二冲程柴油发动机的设计灵感来自于已经被证实运行成功的航空发动机,与传统发动机的最主要区别在燃烧系统方面,其最先进的核心技术是拥有专利的气缸设计。在设计结构上,对置活塞发动机简单紧凑,制动效率有望超过45%,氮氧化物排放低。由于减少了零部件的使用,并且使用了更少的原材料,可以使发动机的排气量更小,整个发动机更加轻便;但同时还是采用传统的材料和制作工艺进行生产制造,具有制造可继承性。通过重量和成本的比较显示,与性能相同的四冲程发动机相比,二冲程对置活塞发动机重量减轻约34%,成本降低约12%。

 


   由于采取了无气缸盖和无气门机构的设计,并采用了突破性的燃烧系统计,阿凯提斯对置活塞发动机减少了热能和摩擦损耗,与传统四冲程发动机相比,缸径/冲程比有明显优势。测试结果显示,该种机型可以满足美国EPA10和欧Ⅵ排放法规要求;与基准柴油机相比,燃料效率提高15%,与相对应的汽油机相比则提高约55%。从阿凯提斯公司提供的一份试验报告中看到,与对标的已经非常先进的福特6.7升传统四冲程柴油发动机相比,阿凯提斯对置活塞发动机的最低燃油消耗率为195.3克/千瓦时,而比对标发动机的最低燃油消耗率239.9克/千瓦时,降耗达18.6%。


   阿凯提斯对置活塞发动机的另一项优点是对燃油品质没有任何要求,这是因为机型在设计和配置上非常灵活。


   公司团队具世界级竞争力美国的一份研究数据表明,如果使用传统形式发动机,提高燃油效率(降低二氧化碳排放)的成本极高。例如,要实现10%的燃油效率改善,通常每车改造成本达16740美元,这还不包括为减少氮氧化物及颗粒物排放所需要的约每车1万美元的成本。因此可以说,任何能充分改善发动机性能并具有成本降低能力的新型发动机,都可能成为未来市场的选择。实验数据证明,阿凯提斯对置二冲程柴油发动机在性能方面比传统的6缸柴油机至少能提高10%以上。


   约翰逊表示,阿凯提斯对置活塞发动机适用于所有商用车和90%的乘用车,并且可根据主机厂商需求和整车布置要求,提供多种不同形式的发动机具体结构和外观尺寸形状。由于阿凯提斯动力能够记录所有重要的发动机参数,并且能够检测电池情况,对置活塞发动机也是符合混合动力汽车要求的机型,并且可适合未来的生物质能的应用。


   作为一家发动机设计公司和技术提供商,在记者的提问下,约翰逊对阿凯提斯动力与现有发动机设计公司做了比较。据介绍,阿凯提斯的技术顾问委员会成员中有4位是美国汽车工程师学会研究员,2位是美国国家工程研究院成员;公司拥有包括10名博士在内的52位工程师和科学家,以及世界一流的设备。他认为,即便与世界著名的如AVL、FEV、Ricardo等发动机设计公司相比,阿凯提斯也是非常具有竞争力的。约翰逊特意强调,阿凯提斯对置活塞发动机不是一个单一的产品,而是一个系统的集成,是拥有800多项创新技术的全新设计。 


   期望与远见成熟的厂商合作


   创立于2004年的阿凯提斯动力公司,由美国工程院科学院(NAE)院士JimLemke博士等创办,总部位于美国加利福尼亚州圣地亚哥。对置活塞二冲程柴油发动机项目于1998年开始研发,2004年趋于成熟,并于2005年开始做相应的发动机试验。


   据约翰逊介绍,阿凯提斯对置活塞发动机已经通过了性能的测试与验证,测试时间超过1900小时。目前,阿凯提斯动力公司和其对置活塞发动机项目已经吸引了包括Madrone Capital(沃尔玛Walton家族所有)、Sequoia Capital(红杉资本)、Rockport Capital等在内的多家投资公司计超过6000万美元的投资。


   一般一款全新设计的发动机从研发到正式投入生产大约需要5年时间,是一个比较缓慢的过程,阿凯提斯动力目前正处于研发成熟之后向全球发动机与整车厂商的同步推广阶段。据了解,全球发动机市场价值达3000亿美元,阿凯提斯动力首先瞄准的是商用车发动机市场,第一步将重点向中、重型商用车领域迈进。约翰逊透露,与世界上最大的商用车厂商的谈判工作正在进行。


   Achates这一名称的原意就是“忠实的朋友”。约翰逊表示,阿凯提斯动力采取的是一对一的合作方式,希望中国市场可以跳过欧美市场所走过的老路,期待有远见并具有很好制造与工艺能力的中国厂商抓住这一利用创新技术的机会。他并多次强调,阿凯提斯动力与任何合作伙伴的合作进程都是非常透明的,要让他们明确知道风险在哪里。

 

[编校:supply]

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