绿色梦想——漫谈摩托车环保技术(上)

近年来 , 由于环保形势日益严峻 , 全球各国都出台了越来越严格的排放法规 , 这对摩托车环保技术提出越来越高的要求 。 搭载了二冲程发动机的摩托车 , 因扫气、排气口重叠以及汽油机油混合燃烧等原因 , 导致尾气排放污染较大 。 搭载了四冲程发动机的摩托车 , 尽管排放比二冲程发动机相对干净 , 但是尾气成分复杂 , 包括了二氧化碳、一氧化碳、碳氢化合物、氮氧化合物、二氧化硫、水、碳烟尘等 , 其中一氧化碳、碳氢化合物等均为有害物质 , 会污染大气并给自然界环境、动植物和人类带来危害 。 为此 , 全球各大摩托车厂家积极运用新理念、新技术、新工艺、新材料 , 进一步降低尾气排放污染 , 让骑手在享受摩托车带来的自由飞扬同时 , 保护人类共同的碧海蓝天 。
二冲程的退隐
与四冲程发动机相比 , 二冲程发动机拥有明显优势:不需要复杂气门机构 , 因此发动机体积小、结构简单、重量轻 , 制造维修方便;曲柄旋转360°即完成一个工作循环 , 而四冲程发动机曲柄旋转720°才完成一个工作循环 , 因此理论上在相同的曲轴转速和相同排量的情况下 , 二冲程发动机功率比四冲程发动机高一倍 , 即使扣除扫气等因素造成的功率损失后 , 实际输出功率仍比四冲程发动机高50%~70%!

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二冲程摩托车的实力 , 我们来看看上个世纪90年代面市的轻型跑车吉雷拉CX125就知道了 。 1991年CX125上市 , 搭载了排量125mL的液冷、二冲程单缸发动机 。 可别小看这颗小小的动力心脏 , 这可是移置自当年Crono125的动力装置 , 只是修改了排气系统 , 峰值功率略微下降;此外 , 发动机新配了电控排气动力阀 , 取代之前的机械结构 。 在32mm口径的Dell'OrtoVHSA32AS化油器伺服下 , 这颗125mL二冲程单缸发动机爆发出强劲的动力 , 最大功率达到21kW(10500r/min) , 最大扭矩则为18.6N·m(10250r/min) 。

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凭借强劲的动力、高刚性车架、轻盈的重量 , CX125具备了很强的奔跑能力 , 一旦在最高挡时的速度超过100km/h , 马上画风突变 , 单缸发动机变得很兴奋 , 声浪从之前的嗡嗡声变成刺耳的尖叫 , 动力倾泻而出 。 据测试 , CX125起步加速跑完400米用时不到15s , 终点速度142km/h;如果你敢狠心继续拧油门 , CX125能够跑到170km/h的极速!

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通过CX125 , 我们可以清晰感知二冲程发动机的威力 。 但是 , 随着环保要求的日益迫切、排放法规日趋严格 , 二冲程发动机摩托车的生存环境越来越严峻 , 最主要的原因是低转速时排气不充分、扫气不完全 , 以及参与燃烧的润滑油很难充分燃烧 , 导致废气中碳氢化合物含量剧增 , 远远高于四冲程摩托车 。 这在环保呼声至上的环境下是致命的缺陷 。

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正因为如此 , 新千年以来 , 国际摩联修改了GP大奖赛的比赛规则 , 让二冲程赛车逐步退出了赛场;到2012年 , 所有组别中再也看不到二冲赛车金戈铁马、纵横捭阖的飒爽英姿 , 清一色的四冲赛车赛道称霸、一统江湖 。 市场与赛场相对应 , 为了适应环保排放法规 , 二冲程摩托车日趋势微 , 所占的市场份额几乎可以忽略不计 。

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新技术的曙光
有没有鱼和熊掌兼得的办法 , 既降低尾气排放 , 又保留动力输出优势 , 让二冲程发动机再获新生?实际上 , 不少厂家一直没有忘记二冲程 , 而是在“苦练内功” , 希望通过技术的革新 , 让优势明显的二冲程再次大放异彩 。

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近年来KTM推出的EXC250TPI尝试给出答案 。
这是世界首台配置了TPI的二冲程耐力车 。 如图所示 , 这款轻量级耐力车最大的与众不同 , 就在于TPI , 即进气口喷油技术 。 这台液冷二冲程单缸发动机 , 采用了66.4mm×72mm的缸径和冲程 , 排量为249mL 。 与常规二冲程发动机不一样的是 , 汽缸设计了两个孔 , 分别安装了两个喷嘴 。 这套专利的电子次序喷射系统 , 在维持二冲程发动机高输出的同时 , 获得了更平顺更均衡的动力输出特性 , 显著降低油耗和排放污染 , 且无须机油、汽油预混合 , 也无须根据海拔高度来调整电喷系统 。