汽车发动机：六冲程发动机工作原理

发明者：布鲁斯·克劳尔   六冲程发动机是内燃机的一项新发展，它对缸盖和进排气阀的操作采用了革命性设计，利用了部分散发的热能去制造蒸汽以回收部分本来会损失的能量。有功率、扭矩增加，往复运动部件的数量更少和重量更轻、制造工艺简单等特征。

普通的四冲程发动机把3/4的能量以热能的形式散发掉了。六冲程发动机则利用了部分散发的热能去制造蒸汽以回收部分本来会损失的能量。   在普通四冲程发动机的“进气-压缩-燃烧做功-排气”四个冲程之后，第五个冲程开始的时候，把水喷进炽热的气缸里面，水马上就变成了温度高达800度左右的蒸汽，体积急剧膨胀1600倍，同时气缸内压强急剧增大，推动活塞再次做功——如此一来，每6个冲程中就出现2个做功冲程，而消耗的燃油却没有变化。到了第6个冲程，发动机把水蒸气排放到一个冷却器，水蒸气在那里重新变成水。   根据计算，六冲程发动机能比传统的四冲程发动机效率提高40%。如果是柴油机的话，还可以再提高5%。    

优点：   1.发动机转速高.由于消除了四冲程发动机菌状气门浮动带来的惯性,六冲程发动机安全极限转速较高,理论上可达 28000r/min。   2.油耗少、排放低.六冲程发动机在低转速/节气门开启时比传统的发动机省油35% 。在高转速/节气门全开时也可节油13% 。由此减少了CO2的排放。   3.改进了低转速扭矩.六冲程发动机比产生相同扭矩的四冲程发动机的转速低1000r/min同时,随着转速的上升,其扭矩将会呈线性增加。   4.制造成本低.由于它与四冲程发动机相比,运动部件少,不但减少了机械噪声,而且制造成本低。   缺点：   1.首先，在第五冲程向气缸内喷水，确实可以利用气缸余热多做功。但是必须考虑这些水对气缸的腐蚀，以及润滑问题。然后，做功之后的水蒸气需要冷凝，这就需要体积重量都很大的冷凝器，加重了汽车的整备质量，增加了单位油耗，同时会使汽车动力性能严重恶化。   2.接下来还是一个技术上的问题：在第五、六冲程中，如果不润滑，那么气缸的磨损、腐蚀十分严重；而如果润滑，那么做功之后排出来的水蒸气就被润滑油污染，进入冷凝器之后，润滑油凝结，时间稍长就会堵塞管路。   3.另外，这样做，气缸壁会受到强烈的冷热交变应力，会使其寿命严重降低。   实际上，向内燃机气缸喷水（与燃油一起喷入），就可以提高输出功率和热效率，这种尝试几十年前就有人研究过，其主要就是因为气缸腐蚀问题而放弃的。  

原型六冲程发动机已经生产出来并在进行广泛的实验和理论分析阶段。相信在不久的将来六冲程发动机会广泛地应用于我们的日常生活中。六冲程发动机充分利用了水吸收热量变为水蒸气的物理特性，水蒸气膨胀后进而推动活塞做功。六冲程发动机是人类充分利用能源的经典案例，希望此发动机能够商业化推广。

审核编辑：黄飞