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旋转阀解决了二冲程发动机的最大问题

2025-06-27 newatlas

二冲程发动机的显著特点是每次活塞位于上止点时都会点火(燃烧)。这使得二冲程发动机功率密度高,但也带来了众所周知的缺点:脏污、效率低、使用寿命短。

Alpha-Otto的旋转阀设计旨在消除所有以上的弊端。RevForce发动机对传统的二冲程布局进行了一次革命性的改变,在保留其优点的同时,消除了其主要缺陷。秘诀在于增加一个旋转阀。RevForce设计中的旋转阀理念可能会改变整个行业的格局。

传统二冲程发动机的问题

传统的二冲程发动机在点火后活塞向下运动,经过排气口,使废气排出燃烧室。同时,随着活塞向下运动,喷入的空气和燃料被压缩,然后通过导流口释放到燃烧室。当活塞再次上升时,气缸下方产生的真空会吸入另一批燃料和空气,从而对燃料和空气进行压缩。

这种设计的问题在于,它意味着无法在气缸下方添加润滑剂,因为那里现在是预燃进气室。为了使气缸向上移动时压缩冲程能够进行,导流口和排气口必须在部分循环时间内同时打开,以确保所有废气都排出进气室。否则,就会形成真空,阻止燃料/空气进入进气室。这本质上意味着部分燃料/空气混合物在燃烧前也会被排出。

现代发动机设计利用排气共振将部分溢流的燃油/空气“推”回燃烧室,但效果好坏参半。更糟糕的是,润滑仍然依赖于燃油与机油的混合,这会导致部分燃油在混合过程中燃烧,造成更多排放,降低燃油经济性。

Alpha-Otto如何解决这些问题

Alpha-Otto的旋转阀被添加到传统排气口略后方的位置。这样就无需旁通阀,并允许下腔再次用于润滑,就像四冲程发动机一样。仅此一项就能减少排放并延长发动机寿命。

旋转阀还意味着传统提升阀造成的堵塞不再是问题,因为Alpha-Otto的设计不需要提升阀。当气缸在燃烧过程中下降时,旋转阀会在适当的时刻打开,让废气排出。就在活塞经过其冲程中部并且真空开始将废气保持在气缸中时,进气门打开,来自简单增压器的压缩空气进入燃烧室,继续将废气排出。在旋转阀接近关闭以排出废气的那一刻,燃料被喷入气缸。活塞结束下行冲程并开始向上运动,压缩空气/燃料混合物,直到发生燃烧,整个循环重新开始。

这意味着既能保留二冲程发动机的高扭矩效率,又能兼顾四冲程发动机的清洁度和长寿命。这是一个双赢的局面。此外,排气旋转阀、空气压缩和燃油喷射均采用电子控制,这意味着它们可以根据需要随时调整。

正是这种实时调整能力,使得RevForce发动机能够以压缩天然气为燃料,并在运行过程中切换为氢气燃烧,最终转换为其他燃料。Alpha-Otto公司已经使用天然气、氢气、汽油和非柴油生物燃料测试了其二冲程设计。

RevForce发动机是一款工作原型机,功率为200马力(149千瓦),采用直列双缸配置。Alpha-Otto将于2025年7月中旬启动WeFunder众筹活动,推动RevForce完成原型阶段并投入限量生产。该公司首先瞄准的是固定发电系统,因为该行业比汽车行业容易攻克得多。但最终目标是让这款发动机应用于各种应用领域,包括交通运输。


关键词: 发动机   交通运输   旋转阀