美國(guó)對(duì)置活塞柴油機(jī)向傳統(tǒng)柴油機(jī)發(fā)起挑戰(zhàn)

　　2011年6月23日，記者在北京采訪了美國(guó)阿凱提斯動(dòng)力(achates Power)公司總裁兼CEO大衛(wèi)?約翰遜(David M.Johnson)。他為中國(guó)記者帶來(lái)了革命性的發(fā)動(dòng)機(jī)設(shè)計(jì)——對(duì)置活塞二沖程柴油發(fā)動(dòng)機(jī)。記者了解到，日本富士重工和德國(guó)保時(shí)捷的對(duì)置發(fā)動(dòng)機(jī)均是曲柄連桿機(jī)構(gòu)在中間、活塞與氣缸蓋在兩端，而阿凱提斯的發(fā)動(dòng)機(jī)活塞在氣缸筒中形成對(duì)置，省去了缸蓋機(jī)構(gòu)。

　　核心技術(shù)在于氣缸設(shè)計(jì)

　　約翰遜介紹，對(duì)置活塞二沖程柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的設(shè)計(jì)靈感來(lái)自于已經(jīng)被證實(shí)運(yùn)行成功的航空發(fā)動(dòng)機(jī)，與傳統(tǒng)發(fā)動(dòng)機(jī)的最主要區(qū)別在燃燒系統(tǒng)方面，其最先進(jìn)的核心技術(shù)是擁有專利的氣缸設(shè)計(jì)。在設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)上，對(duì)置活塞發(fā)動(dòng)機(jī)簡(jiǎn)單緊湊，制動(dòng)效率有望超過(guò)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(fā)動(dòng)機(jī)的排氣量更小，整個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)更加輕便;但同時(shí)還是采用傳統(tǒng)的材料和制作工藝進(jìn)行生產(chǎn)制造，具有制造可繼承性。通過(guò)重量和成本的比較顯示，與性能相同的四沖程發(fā)動(dòng)機(jī)相比，二沖程對(duì)置活塞發(fā)動(dòng)機(jī)重量減輕約34%，成本降低約12%。

　　由于采取了無(wú)氣缸蓋和無(wú)氣門(mén)機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)，并采用了突破性的燃燒系統(tǒng)計(jì)，阿凱提斯對(duì)置活塞發(fā)動(dòng)機(jī)減少了熱能和摩擦損耗，與傳統(tǒng)四沖程發(fā)動(dòng)機(jī)相比，缸徑/沖程比有明顯優(yōu)勢(shì)。測(cè)試結(jié)果顯示，該種機(jī)型可以滿足美國(guó)EPA10和歐Ⅵ排放法規(guī)要求;與基準(zhǔn)柴油機(jī)相比，燃料效率提高15%，與相對(duì)應(yīng)的汽油機(jī)相比則提高約55%。從阿凱提斯公司提供的一份試驗(yàn)報(bào)告中看到，與對(duì)標(biāo)的已經(jīng)非常先進(jìn)的福特6.7升傳統(tǒng)四沖程柴油發(fā)動(dòng)機(jī)相比，阿凱提斯對(duì)置活塞發(fā)動(dòng)機(jī)的最低燃油消耗率為195.3克/千瓦時(shí)，而比對(duì)標(biāo)發(fā)動(dòng)機(jī)的最低燃油消耗率239.9克/千瓦時(shí)，降耗達(dá)18.6%。

　　阿凱提斯對(duì)置活塞發(fā)動(dòng)機(jī)的另一項(xiàng)優(yōu)點(diǎn)是對(duì)燃油品質(zhì)沒(méi)有任何要求，這是因?yàn)闄C(jī)型在設(shè)計(jì)和配置上非常靈活。

　　公司團(tuán)隊(duì)具世界級(jí)競(jìng)爭(zhēng)力美國(guó)的一份研究數(shù)據(jù)表明，如果使用傳統(tǒng)形式發(fā)動(dòng)機(jī)，提高燃油效率(降低二氧化碳排放)的成本極高。例如，要實(shí)現(xiàn)10%的燃油效率改善，通常每車改造成本達(dá)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(wàn)美元的成本。因此可以說(shuō)，任何能充分改善發(fā)動(dòng)機(jī)性能并具有成本降低能力的新型發(fā)動(dòng)機(jī),都可能成為未來(lái)市場(chǎng)的選擇。實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)證明，阿凱提斯對(duì)置二沖程柴油發(fā)動(dòng)機(jī)在性能方面比傳統(tǒng)的6缸柴油機(jī)至少能提高10%以上。

　　約翰遜表示，阿凱提斯對(duì)置活塞發(fā)動(dòng)機(jī)適用于所有商用車和90%的乘用車，并且可根據(jù)主機(jī)廠商需求和整車布置要求，提供多種不同形式的發(fā)動(dòng)機(jī)具體結(jié)構(gòu)和外觀尺寸形狀。由于阿凱提斯動(dòng)力能夠記錄所有重要的發(fā)動(dòng)機(jī)參數(shù)，并且能夠檢測(cè)電池情況，對(duì)置活塞發(fā)動(dòng)機(jī)也是符合混合動(dòng)力汽車要求的機(jī)型，并且可適合未來(lái)的生物質(zhì)能的應(yīng)用。

　　作為一家發(fā)動(dòng)機(jī)設(shè)計(jì)公司和技術(shù)提供商，在記者的提問(wèn)下，約翰遜對(duì)阿凱提斯動(dòng)力與現(xiàn)有發(fā)動(dòng)機(jī)設(shè)計(jì)公司做了比較。據(jù)介紹，阿凱提斯的技術(shù)顧問(wèn)委員會(huì)成員中有4位是美國(guó)汽車工程師學(xué)會(huì)研究員，2位是美國(guó)國(guó)家工程研究院成員;公司擁有包括10名博士在內(nèi)的52位工程師和科學(xué)家，以及世界一流的設(shè)備。他認(rèn)為，即便與世界著名的如AVL、FEV、Ricardo等發(fā)動(dòng)機(jī)設(shè)計(jì)公司相比，阿凱提斯也是非常具有競(jìng)爭(zhēng)力的。約翰遜特意強(qiáng)調(diào)，阿凱提斯對(duì)置活塞發(fā)動(dòng)機(jī)不是一個(gè)單一的產(chǎn)品，而是一個(gè)系統(tǒng)的集成，是擁有800多項(xiàng)創(chuàng)新技術(shù)的全新設(shè)計(jì)。

　　期望與遠(yuǎn)見(jiàn)成熟的廠商合作

　　創(chuàng)立于2004年的阿凱提斯動(dòng)力公司，由美國(guó)工程院科學(xué)院(NAE)院士JimLemke博士等創(chuàng)辦，總部位于美國(guó)加利福尼亞州圣地亞哥。對(duì)置活塞二沖程柴油發(fā)動(dòng)機(jī)項(xiàng)目于1998年開(kāi)始研發(fā)，2004年趨于成熟，并于2005年開(kāi)始做相應(yīng)的發(fā)動(dòng)機(jī)試驗(yàn)。

　　據(jù)約翰遜介紹，阿凱提斯對(duì)置活塞發(fā)動(dòng)機(jī)已經(jīng)通過(guò)了性能的測(cè)試與驗(yàn)證，測(cè)試時(shí)間超過(guò)1900小時(shí)。目前，阿凱提斯動(dòng)力公司和其對(duì)置活塞發(fā)動(dòng)機(jī)項(xiàng)目已經(jīng)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(nèi)的多家投資公司計(jì)超過(guò)6000萬(wàn)美元的投資。

　　一般一款全新設(shè)計(jì)的發(fā)動(dòng)機(jī)從研發(fā)到正式投入生產(chǎn)大約需要5年時(shí)間，是一個(gè)比較緩慢的過(guò)程，阿凱提斯動(dòng)力目前正處于研發(fā)成熟之后向全球發(fā)動(dòng)機(jī)與整車廠商的同步推廣階段。據(jù)了解，全球發(fā)動(dòng)機(jī)市場(chǎng)價(jià)值達(dá)3000億美元，阿凱提斯動(dòng)力首先瞄準(zhǔn)的是商用車發(fā)動(dòng)機(jī)市場(chǎng)，第一步將重點(diǎn)向中、重型商用車領(lǐng)域邁進(jìn)。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(jìn)行。

　　Achates這一名稱的原意就是“忠實(shí)的朋友”。約翰遜表示，阿凱提斯動(dòng)力采取的是一對(duì)一的合作方式，希望中國(guó)市場(chǎng)可以跳過(guò)歐美市場(chǎng)所走過(guò)的老路，期待有遠(yuǎn)見(jiàn)并具有很好制造與工藝能力的中國(guó)廠商抓住這一利用創(chuàng)新技術(shù)的機(jī)會(huì)。他并多次強(qiáng)調(diào)，阿凱提斯動(dòng)力與任何合作伙伴的合作進(jìn)程都是非常透明的，要讓他們明確知道風(fēng)險(xiǎn)在哪里。