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美國對置活塞發動機向傳統柴油機發起挑戰

發布時間:2011年07月11日 00:00 作者:ym 來源:客車網[www.yfzyy.cn]

   2011年6月23日,記者在北京采訪了美國阿凱提斯動力(achates Power)公司總裁兼CEO大衛?約翰遜(David M.Johnson)。他為中國記者帶來了革命性的發動機設計——對置活塞二沖程柴油發動機。記者了解到,日本富士重工和德國保時捷的對置發動機均是曲柄連桿機構在中間、活塞與氣缸蓋在兩端,而阿凱提斯的發動機活塞在氣缸筒中形成對置,省去了缸蓋機構。


   核心技術在于氣缸設計


   約翰遜介紹,對置活塞二沖程柴油發動機的設計靈感來自于已經被證實運行成功的航空發動機,與傳統發動機的最主要區別在燃燒系統方面,其最先進的核心技術是擁有專利的氣缸設計。在設計結構上,對置活塞發動機簡單緊湊,制動效率有望超過45%,氮氧化物排放低。由于減少了零部件的使用,并且使用了更少的原材料,可以使發動機的排氣量更小,整個發動機更加輕便;但同時還是采用傳統的材料和制作工藝進行生產制造,具有制造可繼承性。通過重量和成本的比較顯示,與性能相同的四沖程發動機相比,二沖程對置活塞發動機重量減輕約34%,成本降低約12%。

 


   由于采取了無氣缸蓋和無氣門機構的設計,并采用了突破性的燃燒系統計,阿凱提斯對置活塞發動機減少了熱能和摩擦損耗,與傳統四沖程發動機相比,缸徑/沖程比有明顯優勢。測試結果顯示,該種機型可以滿足美國EPA10和歐Ⅵ排放法規要求;與基準柴油機相比,燃料效率提高15%,與相對應的汽油機相比則提高約55%。從阿凱提斯公司提供的一份試驗報告中看到,與對標的已經非常先進的福特6.7升傳統四沖程柴油發動機相比,阿凱提斯對置活塞發動機的最低燃油消耗率為195.3克/千瓦時,而比對標發動機的最低燃油消耗率239.9克/千瓦時,降耗達18.6%。


   阿凱提斯對置活塞發動機的另一項優點是對燃油品質沒有任何要求,這是因為機型在設計和配置上非常靈活。


   公司團隊具世界級競爭力美國的一份研究數據表明,如果使用傳統形式發動機,提高燃油效率(降低二氧化碳排放)的成本極高。例如,要實現10%的燃油效率改善,通常每車改造成本達16740美元,這還不包括為減少氮氧化物及顆粒物排放所需要的約每車1萬美元的成本。因此可以說,任何能充分改善發動機性能并具有成本降低能力的新型發動機,都可能成為未來市場的選擇。實驗數據證明,阿凱提斯對置二沖程柴油發動機在性能方面比傳統的6缸柴油機至少能提高10%以上。


   約翰遜表示,阿凱提斯對置活塞發動機適用于所有商用車和90%的乘用車,并且可根據主機廠商需求和整車布置要求,提供多種不同形式的發動機具體結構和外觀尺寸形狀。由于阿凱提斯動力能夠記錄所有重要的發動機參數,并且能夠檢測電池情況,對置活塞發動機也是符合混合動力汽車要求的機型,并且可適合未來的生物質能的應用。


   作為一家發動機設計公司和技術提供商,在記者的提問下,約翰遜對阿凱提斯動力與現有發動機設計公司做了比較。據介紹,阿凱提斯的技術顧問委員會成員中有4位是美國汽車工程師學會研究員,2位是美國國家工程研究院成員;公司擁有包括10名博士在內的52位工程師和科學家,以及世界一流的設備。他認為,即便與世界著名的如AVL、FEV、Ricardo等發動機設計公司相比,阿凱提斯也是非常具有競爭力的。約翰遜特意強調,阿凱提斯對置活塞發動機不是一個單一的產品,而是一個系統的集成,是擁有800多項創新技術的全新設計。 


   期望與遠見成熟的廠商合作


   創立于2004年的阿凱提斯動力公司,由美國工程院科學院(NAE)院士JimLemke博士等創辦,總部位于美國加利福尼亞州圣地亞哥。對置活塞二沖程柴油發動機項目于1998年開始研發,2004年趨于成熟,并于2005年開始做相應的發動機試驗。


   據約翰遜介紹,阿凱提斯對置活塞發動機已經通過了性能的測試與驗證,測試時間超過1900小時。目前,阿凱提斯動力公司和其對置活塞發動機項目已經吸引了包括Madrone Capital(沃爾瑪Walton家族所有)、Sequoia Capital(紅杉資本)、Rockport Capital等在內的多家投資公司計超過6000萬美元的投資。


   一般一款全新設計的發動機從研發到正式投入生產大約需要5年時間,是一個比較緩慢的過程,阿凱提斯動力目前正處于研發成熟之后向全球發動機與整車廠商的同步推廣階段。據了解,全球發動機市場價值達3000億美元,阿凱提斯動力首先瞄準的是商用車發動機市場,第一步將重點向中、重型商用車領域邁進。約翰遜透露,與世界上最大的商用車廠商的談判工作正在進行。


   Achates這一名稱的原意就是“忠實的朋友”。約翰遜表示,阿凱提斯動力采取的是一對一的合作方式,希望中國市場可以跳過歐美市場所走過的老路,期待有遠見并具有很好制造與工藝能力的中國廠商抓住這一利用創新技術的機會。他并多次強調,阿凱提斯動力與任何合作伙伴的合作進程都是非常透明的,要讓他們明確知道風險在哪里。

 

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