節(jié)能減排新一路徑 二沖程發(fā)動機(jī)降低油耗

　　如果說解決未來能源危機(jī)的最好途徑是以電動車為代表的新能源汽車，那么在電動車未全面普及時(shí)毋寧說還有一條傳統(tǒng)的內(nèi)燃機(jī)路線，其代表作品可能是以EcoMotors公司的OPOC發(fā)動機(jī)為代表的二沖程發(fā)動機(jī)。

　　在美國十幾家致力于創(chuàng)新型發(fā)動機(jī)研發(fā)和四五家專注于二沖程發(fā)動機(jī)研發(fā)的公司中，成立于2008年初的EcoMotors International公司（以下簡稱EcoMotors公司）是其中成長較快的一家。由于它發(fā)明了一種獨(dú)特的OPOC（Opposed PistonOpposed Cylinder——對置式活塞、對置式氣缸）發(fā)動機(jī)，是目前世界上惟一一款曲軸位于中央、兩側(cè)形成兩組對置式活塞的發(fā)動機(jī)結(jié)構(gòu)，很好地解決了節(jié)能、散熱與動平衡的問題。因此，EcoMotors的OPOC發(fā)動機(jī)有可能率先成為大批量生產(chǎn)的新式二沖程發(fā)動機(jī)。

　　日前，在美國底特律EcoMotors公司的總部，中國媒體一行走進(jìn)了這家頗具神秘色彩的公司，領(lǐng)略了其獨(dú)特的設(shè)計(jì)思路和商業(yè)想法。

　　巧妙設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)使OPOC具有超越

　　四沖程發(fā)動機(jī)的能力

　　作為下一代動力推進(jìn)系統(tǒng)，EcoMotors的OPOC發(fā)動機(jī)是由該公司完全自主研發(fā)，并具有專利設(shè)計(jì)的模塊化內(nèi)燃機(jī)系列產(chǎn)品。它的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是，每個(gè)模塊包括兩個(gè)對置式活塞和對置式氣缸，它們之間連接著一根曲軸，每個(gè)氣缸內(nèi)的兩個(gè)活塞做相向運(yùn)動。

　　OPOC發(fā)動機(jī)的巧妙之處在于，其消除了傳統(tǒng)發(fā)動機(jī)的氣缸蓋和氣門控制組件，提供了一個(gè)高效、小巧緊湊和具有簡單核心的發(fā)動機(jī)內(nèi)部結(jié)構(gòu)，并使發(fā)動機(jī)完全實(shí)現(xiàn)自我平衡。它的另一大優(yōu)點(diǎn)是在加工工藝和大多數(shù)零部件上可承繼傳統(tǒng)發(fā)動機(jī)的生產(chǎn)模式，并且可以全面使用現(xiàn)有的汽油、柴油、乙醇等傳統(tǒng)燃料，在此基礎(chǔ)上還可靈活增加模塊，通過電控離合器彼此相連進(jìn)行組合，以增大發(fā)動機(jī)功率，并可加入電機(jī)從而實(shí)現(xiàn)混合動力組合。

　　由于具有四沖程發(fā)動機(jī)的排放優(yōu)點(diǎn)和二沖程發(fā)動機(jī)結(jié)構(gòu)簡單的優(yōu)勢，OPOC發(fā)動機(jī)僅相當(dāng)于傳統(tǒng)發(fā)動機(jī)一半的體積和重量，具有相當(dāng)于傳統(tǒng)發(fā)動機(jī)一半的活塞運(yùn)動速度和非常低的活塞側(cè)向力，其摩擦損失相比傳統(tǒng)發(fā)動機(jī)可減少一半。由于沒有氣缸蓋結(jié)構(gòu)，其傳熱損失可減少30%～40%；沒有相應(yīng)的氣門機(jī)構(gòu)，又可節(jié)省5%的能量損失。再加上配備EcoMotors公司獨(dú)特的電控渦輪增壓系統(tǒng)后所具有的良好掃氣能力，OPOC發(fā)動機(jī)優(yōu)化后的燃燒系統(tǒng)顯著提高了功率密度，其比功率可超過1馬力/磅（2.2馬力/公斤），可以較大地降低燃油消耗并降低廢氣排放量；單組模塊節(jié)油能力達(dá)15%，多組模塊或加入電機(jī)之后，由于可使用停缸技術(shù)，節(jié)油比率可達(dá)45%或更高。

　　此外，由于OPOC發(fā)動機(jī)沒有氣缸蓋和氣門機(jī)構(gòu)，設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)簡單，相比傳統(tǒng)發(fā)動機(jī)減少了50%的零部件，使它的生產(chǎn)效率和使用耐久性大大提高。又由于OPOC發(fā)動機(jī)所有的內(nèi)部作用力可相互抵消，具有像一臺完全平衡的多缸四沖程發(fā)動機(jī)的平衡特性，因而具備低噪音和低振動的特性，完全打破了通常人們對二沖程發(fā)動機(jī)油耗高、噪音大、排放不好的固有印象。

　　希望擁有像蘋果公司產(chǎn)品

　　一樣的未來

　　說到EcoMotors公司，就不得不提及它經(jīng)驗(yàn)豐富的管理團(tuán)隊(duì)和具有眼光的投資人。

　　在EcoMotors公司管理團(tuán)隊(duì)的主要成員中，彼得·霍夫鮑爾（Peter Hofbauer）教授為EcoMotors公司創(chuàng)始人、董事長兼首席技術(shù)官。他曾在大眾/奧迪公司領(lǐng)導(dǎo)全球動力總成的開發(fā)，領(lǐng)導(dǎo)開發(fā)了大眾/奧迪公司第一款獲得年度最佳發(fā)動機(jī)稱號的現(xiàn)代柴油機(jī)，并在動力傳動系統(tǒng)和增壓系統(tǒng)方面多有建樹。首席執(zhí)行官唐·朗克爾（Donald L. Runkle）是原通用汽車公司工程技術(shù)副總裁、雪佛蘭發(fā)動機(jī)總工程師、別克動力總成部總裁，他還在德爾福公司擔(dān)任過三個(gè)運(yùn)營部門的總裁，領(lǐng)導(dǎo)開發(fā)了包括世界十佳發(fā)動機(jī)在內(nèi)的多款具有世界水平的發(fā)動機(jī)?？偛眉媸紫\(yùn)營官約翰·克雷迪（O.John Coletti）是原福特汽車公司高性能車全球執(zhí)行總監(jiān)，領(lǐng)導(dǎo)開發(fā)了包括1994年度最佳車型野馬在內(nèi)的多款暢銷運(yùn)動型汽車和十佳發(fā)動機(jī)。在這一經(jīng)驗(yàn)豐富的優(yōu)秀管理團(tuán)隊(duì)的帶領(lǐng)下，EcoMotors公司目前已具有150多項(xiàng)專利，開發(fā)出了20多臺發(fā)動機(jī)并有20多輛相關(guān)車輛投入生產(chǎn)。在EcoMotors公司的投資人方面，維諾德·科斯拉（Vinod Khosla）有“全球技術(shù)領(lǐng)域投資之王”稱號，是風(fēng)險(xiǎn)投資公司的創(chuàng)始人，目前已投資超過80家清潔技術(shù)和信息技術(shù)公司，是著名的太陽微電腦系統(tǒng)公司（Sun Mircosystems）的聯(lián)合投資人。另一位主要投資人就是大名鼎鼎的微軟公司董事長比爾·蓋茨，他對于EcoMotors公司OPOC發(fā)動機(jī)的評價(jià)是：“在發(fā)展經(jīng)濟(jì)、低排放的運(yùn)輸工具中，OPOC技術(shù)是一個(gè)重要的基石。”

　　OPOC發(fā)動機(jī)從大功率的柴油發(fā)動機(jī)研發(fā)起步，其功率可實(shí)現(xiàn)從幾千瓦到幾百千瓦，配置組合非常靈活，并且適用于轎車、卡車、農(nóng)用車、船舶、固定式發(fā)電機(jī)、非道路機(jī)械等，包括任何采用傳統(tǒng)汽油或柴油作為動力的設(shè)備。目前，EcoMotors公司已經(jīng)與北美主要的卡車制造商納威司達(dá)公司就聯(lián)合開發(fā)和商業(yè)協(xié)定簽訂了合作協(xié)議，與中國安徽省的中鼎公司也簽訂了發(fā)動機(jī)開發(fā)方面的協(xié)議。在與其他公司合作方面，包括來自汽車發(fā)動機(jī)廠、商用車廠、發(fā)電機(jī)組、工程機(jī)械、航空、軍用等方面公司的咨詢與合作意向正在洽談中。

　　安徽中鼎公司的一間辦公室就位于EcoMotors公司總部。據(jù)了解，中鼎公司有一支四五十人的團(tuán)隊(duì)，目前正在致力于OPOC發(fā)動機(jī)項(xiàng)目的應(yīng)用開發(fā)。在國內(nèi)的湖南大學(xué)，也有一支由原EcoMotors公司海歸博士率領(lǐng)的十幾人的團(tuán)隊(duì)從事著數(shù)據(jù)分析、計(jì)算等EcoMotors公司外圍的工作。

　　據(jù)EcoMotors公司首席執(zhí)行官唐·朗克爾分析，到2030年時(shí)，中國汽車總產(chǎn)量將達(dá)到3000萬輛，如果要從目前的1800多萬輛的產(chǎn)銷量躍升至3000萬輛級別，則大致需要新增40個(gè)以上的發(fā)動機(jī)工廠。唐·朗克爾認(rèn)為，如果用EcoMotors公司的OPOC發(fā)動機(jī)形式建設(shè)這40家發(fā)動機(jī)廠，其建廠投資成本能節(jié)省三分之一，未來新增產(chǎn)能產(chǎn)品的二氧化碳排放和油耗可減少20%~30%，生產(chǎn)運(yùn)營成本也能降低不少。他非常有信心地表示：“要建新廠就建OPOC工廠，建其他新廠就沒什么意思了。”

　　集成電路取代二極管，移動電話取代傳統(tǒng)座機(jī)，MP3取代膠木唱片，從世界電子產(chǎn)品消費(fèi)市場來看，里程碑式的跨越式發(fā)展決定了產(chǎn)品的更新?lián)Q代步伐。唐·朗克爾認(rèn)為，其OPOC發(fā)動機(jī)具有與蘋果公司iPhone手機(jī)媲美的能力，在實(shí)質(zhì)內(nèi)涵上還要遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過它。“在中國這樣巨大和迅速成長的市場上，OPOC發(fā)動機(jī)可提供更快的回報(bào)；并且不需要很多技術(shù)開發(fā)資金或大規(guī)模的基礎(chǔ)設(shè)施投資，即可在經(jīng)濟(jì)和降低碳排放方面獲得巨大效益。”EcoMotors公司的幾位高管都認(rèn)為，憑借中國這一容量最大、發(fā)展最快的市場，與蘋果公司的iPhone、iPad和iPod等幾款電子產(chǎn)品在全世界流行類似，OPOC發(fā)動機(jī)由中國首先發(fā)展起來并迅速擴(kuò)展到全球市場是極有可能的。