為什么二沖程摩托車燒的是汽油機(jī)油的混合物

【專家解說】：二沖程摩托車起源于1900年，當(dāng)時(shí)，法國人科爾梅里（Cormery）將自己率先發(fā)明的世界上第一輛二沖程摩托車在巴黎申請(qǐng)了發(fā)明專利。其后，經(jīng)過多人的努力，直到20世紀(jì)30年代，德國DKW公司的研究工作取得了重大進(jìn)展，施路勒(Schnule)于1932年獲得有關(guān)廢氣掃除技術(shù)的專利，二沖程摩托車才真正達(dá)到了成熟階段。     二沖程摩托車的發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸每轉(zhuǎn)動(dòng)一圈做一次功，做功頻率是四沖程發(fā)動(dòng)機(jī)的二倍，因此，二沖程發(fā)動(dòng)機(jī)的主要性能優(yōu)點(diǎn)是升功率大；結(jié)構(gòu)上的優(yōu)點(diǎn)是，結(jié)構(gòu)簡單，維修方便。主要缺點(diǎn)是，由于在一個(gè)行程內(nèi)（向下行程）完成排氣過程和掃氣過程，對(duì)于化油器式二沖程發(fā)動(dòng)機(jī)，會(huì)出現(xiàn)換氣過程的短路損失，導(dǎo)致油耗升高，排氣污染物尤其是HC的排放相對(duì)嚴(yán)重，另外二沖程摩托車的潤滑采用了混合潤滑，即機(jī)油和汽油同時(shí)進(jìn)入燃燒室，可見污染物的排放量較大，排氣帽藍(lán)煙。     林漫群：二沖程機(jī)的主要優(yōu)點(diǎn)是：     在氣缸容積及平均指示壓力相同的條件下，二沖程發(fā)動(dòng)機(jī)理論上比四沖程的升功率大一倍。實(shí)際上由于氣缸套筒上有氣口，部分損失效沖程，因此二沖程機(jī)升功率一般比四沖程高50～70％。換言之，在相同功率下，二沖程機(jī)的尺寸下，重量輕；     采用氣口換氣方案時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)簡單，運(yùn)動(dòng)部件比四沖程少；     扭矩隨曲軸轉(zhuǎn)角變化均勻。二沖程機(jī)的缺點(diǎn)：     車輛要求發(fā)動(dòng)機(jī)在轉(zhuǎn)速變化范圍廣的條件下工作，但二沖程機(jī)難以保證在各種轉(zhuǎn)速下都獲得良好的換氣品質(zhì)； 對(duì)于常見的化油器式二沖程摩托車發(fā)動(dòng)機(jī)，換氣過程新鮮沖量的逃逸導(dǎo)致排放差且油耗高；     二沖程摩托車發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)油消耗高。     史迪文·埃亨（Steven Ahern）：     二沖程發(fā)動(dòng)機(jī)適用于兩輪車和其他“移動(dòng)式”發(fā)動(dòng)機(jī)的應(yīng)用場合。它簡單可靠，在曲軸的每次旋轉(zhuǎn)過程中都有做功沖程，因而較四沖程發(fā)動(dòng)機(jī)具有更好的性能。早期的兩沖程發(fā)動(dòng)機(jī)比同時(shí)期的四沖程發(fā)動(dòng)機(jī)更吸引人。     近年來，四沖程發(fā)動(dòng)機(jī)經(jīng)歷了許多明顯的改進(jìn)（當(dāng)然也投入大量的資金），引入了較輕和強(qiáng)度更好的材料，多氣門和頂置曲軸，以改進(jìn)功率重量比和功率體積比，并且應(yīng)用了汽車工業(yè)發(fā)展起來的技術(shù)，如降低發(fā)動(dòng)機(jī)摩擦，改善燃燒等，所以后來居上。     二沖程發(fā)動(dòng)機(jī)的優(yōu)點(diǎn)不少：     由于每轉(zhuǎn)具有做功行程，它有高的功率重量比和功率體積比； 加工成本低；     與四沖程相比，零部件數(shù)量較少；     低速時(shí)良好的最大力矩特性，這對(duì)于任何車輛都是非常需要的；     維修簡單（發(fā)動(dòng)機(jī)簡單）；由于采用滾柱軸承，摩擦低；低的壓泵工作，當(dāng)節(jié)氣閥減小時(shí)此泵壓工作也減少；由于大量的殘剩的排放氣體，兩沖程發(fā)動(dòng)機(jī)本身具有極低的NOx排放；發(fā)動(dòng)機(jī)特性很適合于冷啟動(dòng)和冷狀態(tài)下工作。     二沖程發(fā)動(dòng)機(jī)的缺點(diǎn)也不少：由于在怠速和低速狀態(tài)下不良的掃氣，在排氣端口存在未燃燒的碳?xì)浠衔铮@導(dǎo)致排放和燃油經(jīng)濟(jì)性差； 在低速低載荷時(shí)，由于掃氣的問題，經(jīng)常會(huì)發(fā)生不點(diǎn)火現(xiàn)象，導(dǎo)致排放進(jìn)一步變差； 在低速低載荷時(shí)，有可見的排氣“煙霧”（未燃燒的碳?xì)浠衔锛由蠙C(jī)油）存在?？朔_程發(fā)動(dòng)機(jī)排放高和油耗大的技術(shù)關(guān)鍵在于，如何減少掃氣過程中新鮮混合氣的短路損失。目前解決其排放高主要采用兩種方式：機(jī)內(nèi)凈化處理（控制掃氣過程和燃燒組織）和機(jī)外凈化處理（亦稱后處理）。對(duì)機(jī)內(nèi)凈化處理而言，當(dāng)前在二沖程機(jī)上應(yīng)用較為成功的是采用電控噴射技術(shù)。其主要特點(diǎn)是電子控制發(fā)動(dòng)機(jī)燃油的供給，利用空氣來掃去缸內(nèi)的廢氣。這樣就可以避免短路損失的發(fā)生。國內(nèi)用于二沖程發(fā)動(dòng)機(jī)電噴系統(tǒng)比較成功的是奧必托公司的缸內(nèi)夾氣直噴技術(shù)，其污染物排放可達(dá)到歐Ⅱ標(biāo)準(zhǔn)。如果加上觸媒凈化器進(jìn)行后處理，其排放將進(jìn)一步降低。     除此之外，奧地利的AVC公司也曾在100cc二沖程摩托車上成功地運(yùn)用了半直接電噴技術(shù)，另外本田公司在二沖程發(fā)動(dòng)機(jī)上采用AR燃燒技術(shù)（活化基燃燒）也能有效地降低二沖程發(fā)動(dòng)機(jī)的污染排放。上述采用電噴的方法對(duì)于治理二沖程發(fā)動(dòng)機(jī)污染排放效果是顯著的，但成本會(huì)有較大幅度的提高。     第二種尾氣污染的治理方案是采用機(jī)外凈化，即采用觸媒轉(zhuǎn)化器對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)的尾氣進(jìn)行處理，雖然治理效果相對(duì)要差一些，但由于成本相對(duì)較低，日前不少廠家都樂于采用此方法。這種方法的缺點(diǎn)是對(duì)油品的質(zhì)量有一定要求，且有一定的壽命要求。     史迪文·埃亨：二沖程發(fā)動(dòng)機(jī)的問題主要還是在于排放和油耗。以目前的技術(shù)看，解決方案主要有直噴及分層燃燒技術(shù)、半直噴技術(shù)和加裝尾氣凈化裝置及二次進(jìn)氣系統(tǒng)。     采用直噴和分層燃燒過程比采用化油器的兩沖程發(fā)動(dòng)機(jī)更具有明顯的改進(jìn)（噴射器位于氣缸頭中間）：     噴射過程發(fā)生在發(fā)動(dòng)機(jī)循環(huán)的后期，使未燃燒的碳?xì)浠衔锝?jīng)排氣管的短路降至最低；分層微粒燃燒過程將可燃燒的油氣混合物集中在一個(gè)局部區(qū)域，從而產(chǎn)生一個(gè)非常有效的燃燒過程； 采用奧必托公司的夾氣直噴（ASDi）技術(shù)，可獲得性能良好的四沖程發(fā)動(dòng)機(jī)的典型排放水平，并且一般地說，燃油經(jīng)濟(jì)性較四沖程發(fā)動(dòng)機(jī)好； 采用直噴技術(shù)，能對(duì)機(jī)油回路進(jìn)行嚴(yán)格的控制，使排氣中沒有煙霧；     由于燃燒的改善，在怠速和低速時(shí)無不點(diǎn)火現(xiàn)象。     半直噴技術(shù)采用典型的進(jìn)氣道端口噴射，它可噴至傳送端口，或通過至氣缸壁的通路而直接噴至氣缸內(nèi)。這種方法能改進(jìn)排放和燃油經(jīng)濟(jì)性，但此改進(jìn)的程度比不上氣缸頭中間的直噴系統(tǒng)。     加裝尾氣凈化裝置及二次進(jìn)氣系統(tǒng)雖然能把排放降低至歐II標(biāo)準(zhǔn)的水平，但有一定的限制。比如：燃油經(jīng)濟(jì)性無改進(jìn)、催化劑易被毒化（鈣和硫）、發(fā)動(dòng)機(jī)性能可能受影響等。     問題三：在國內(nèi)市場上，二沖程摩托車主要集中在哪些排量上，主要用途是什么？     集中于低排量  主要用于代步     尹湘寧：目前國內(nèi)市場二沖程摩托車（踏板車）的排量主要集中在50cc～100cc上，前期也曾在125cc和250cc排量上出現(xiàn)過（日前產(chǎn)量已很少）。其主要用途是作為代步工具和短途運(yùn)輸工具。現(xiàn)在由于國內(nèi)各大城市相繼禁牌和限牌，尤其是不科學(xué)地將“二沖程”與主要流動(dòng)污染源劃上等號(hào)，近幾年來，二沖程車產(chǎn)量已日趨減少，風(fēng)光不再。     而在國外，尤其是在歐洲，50cc踏板車還是以二沖程居多，這主要是考慮到二沖程升動(dòng)率高且使用維護(hù)方便、成本較低，人們多用作短途代步工具以解決交通堵塞之難題。應(yīng)該說，由于國外在環(huán)保立法的科學(xué)性、執(zhí)法的嚴(yán)肅性方面做得較好，二沖程發(fā)動(dòng)機(jī)的尾氣污染防治技術(shù)得到了充分的發(fā)展，適應(yīng)了不斷提升的環(huán)保要求。歐洲市場的二沖程踏板車并沒有因即將實(shí)施歐Ⅱ標(biāo)準(zhǔn)而退出市場，而是以不斷更新的技術(shù)來滿足日益嚴(yán)格的環(huán)保要求——這正是二沖程摩托車良性發(fā)展的道路。     史迪文·埃亨（Steven Ahern）：     在歐洲，目前 一般地說，100cc以下的發(fā)動(dòng)機(jī)多為二沖程發(fā)動(dòng)機(jī)。這是由于其良好的功率重量比和功率體積比所致。也有一些50cc的四沖程發(fā)動(dòng)機(jī)，但其性能有明顯限制。     在印度，排量達(dá)150cc的二沖程發(fā)動(dòng)機(jī)也很常見。這是因?yàn)楫?dāng)?shù)叵M(fèi)者希望摩托車在低速時(shí)具有較大的功率。     問題四：國際上，二沖程摩托車的技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀及使用狀況如何？國內(nèi)又是怎樣？     國外：走市場技術(shù)逐步完善  國內(nèi)：受限制技術(shù)停滯不前     顏伏伍：國際上，發(fā)達(dá)國家摩托車主要用途不是交通工具，因此摩托車的使用量沒有中國這么大。摩托車是否能被銷售和使用取決于是否滿足相應(yīng)的法規(guī)要求，如果滿足，當(dāng)然能夠銷售和使用。因此，在國外，二沖程摩托車是不會(huì)“被歧視的”。     在國內(nèi)，很多大、中城市對(duì)摩托車實(shí)行禁牌，部分城市就是從二沖程摩托車開始的。所以國內(nèi)的企業(yè)早已經(jīng)認(rèn)識(shí)到了這一點(diǎn)，二沖程摩托車的產(chǎn)量逐年下降，四沖程摩托車逐年上升。從技術(shù)上，國內(nèi)已經(jīng)有企業(yè)開發(fā)了采用缸內(nèi)直噴技術(shù)的機(jī)型，也有排氣催化轉(zhuǎn)化的成套技術(shù)，采用相關(guān)技術(shù)達(dá)到相當(dāng)于歐洲I排放標(biāo)準(zhǔn)是完全沒有問題的。     尹湘寧：國際上二沖程發(fā)動(dòng)機(jī)已經(jīng)廣泛地使用電噴和后處理技術(shù)，并且比較完善。國外對(duì)環(huán)保的重視程度要高于國內(nèi)，因此這一技術(shù)得以不斷發(fā)展和完善是一個(gè)必然趨勢，但是在國內(nèi)由于摩托車行業(yè)的惡性競爭，廠家片面注重成本的降低，并且國內(nèi)不少大中城市或者是盲目禁牌，或者是不能嚴(yán)格執(zhí)行現(xiàn)有的環(huán)保法規(guī)，所以不僅是二沖程機(jī)，就連四沖程機(jī)的尾氣污染治理技術(shù)都得不到有效的推廣和應(yīng)用。     林漫群：有一點(diǎn)是值得注意的，那就是國外并沒有因?yàn)閭鹘y(tǒng)二沖程機(jī)的缺點(diǎn)而停止研究。國際上二沖程相關(guān)技術(shù)的研究一直比較活躍，這一點(diǎn)從美國SAE組織的小型汽油機(jī)分會(huì)SETC上可以得到證實(shí)。大部分涉及排放機(jī)內(nèi)凈化的研究論文是針對(duì)二沖程機(jī)的。當(dāng)然這也要辨正地分析，一方面說明二沖程機(jī)在學(xué)術(shù)領(lǐng)域仍有很多學(xué)者和工程技術(shù)人員樂此不疲，另一方面也說明二沖程身上確實(shí)有不少有待改進(jìn)的問題。     二沖程機(jī)一般認(rèn)為應(yīng)用于特別大的或特別小的場合。如大型輪船或航模發(fā)動(dòng)機(jī)。因?yàn)榇藭r(shí)四沖程發(fā)動(dòng)機(jī)復(fù)雜而笨重的換氣機(jī)構(gòu)已經(jīng)無法使用。我國摩托車發(fā)動(dòng)機(jī)原本多為二沖程機(jī)，這是由當(dāng)時(shí)的材料和機(jī)加工水平所決定的。隨著摩托車工業(yè)的發(fā)展，摩托車發(fā)動(dòng)機(jī)四沖程化已經(jīng)在90年代中后期迅速顯現(xiàn)出來。四沖程化趨勢，或者說二沖程的迅速下滑不能簡單地用好和壞來評(píng)價(jià)。     史迪文·埃亨：這里我主要談?wù)剼W洲市場的情況。     大多數(shù)兩沖程踏板車制造廠現(xiàn)都已采用了夾氣直噴技術(shù)了。     其中，比亞喬公司約在5年前就引入了FAST(全霧化分層紊流)系統(tǒng)，此后又引入了采用奧必托ASDi的“Purejet”直噴系統(tǒng)，用在其NRG和Gilera Runner型號(hào)(皆為50cc)車上。     阿普瑞利亞（Aprilia）公司于2000推出了采用ASDi的Ditech RS50踏板車，2001年又推出采用同樣技術(shù)的Scarabeo Ditech (50cc)踏板車。另外，標(biāo)志摩托車公司也將ASDi的TSDi系統(tǒng)，用于Looxor型號(hào)上，最近又用于Elystar型號(hào)上了。     經(jīng)過這幾年在市場上的考驗(yàn)，可以認(rèn)為夾氣直噴技術(shù)已經(jīng)成熟，而且可以適應(yīng)歐洲市場。     問題五：國內(nèi)的二沖程摩托車市場在不斷萎縮，這是為什么？     中國二沖程車市場還會(huì)繼續(xù)萎縮     顏伏伍：從目前的情況來看，二沖程摩托車的產(chǎn)量會(huì)進(jìn)一步縮小，今年二沖程的產(chǎn)量可能占總產(chǎn)量的比例會(huì)在10%以內(nèi)，比2001年會(huì)進(jìn)一步降低。二沖程摩托車在中國說不上會(huì)“死亡”，但想要發(fā)展壯大的可靠能性極小。     尹湘寧：國內(nèi)二沖程摩托車市場萎縮的主要原因在于國家政策的引導(dǎo)方向不太科學(xué)。就環(huán)保而言，應(yīng)該提出切實(shí)可行，并且逐步嚴(yán)格的環(huán)保法規(guī)，并采取有效的措施強(qiáng)制各生產(chǎn)廠家實(shí)施。但現(xiàn)在卻是以禁牌為主要手段來限制摩托車尤其是二沖程摩托車的發(fā)展，這是不合理的。這樣做不僅扼制了老百姓的購買愿望，同時(shí)也削弱了生產(chǎn)廠家發(fā)展技術(shù)的信心。     其市場萎縮還有一個(gè)原因：二沖程排放治理需要企業(yè)的投入，并且環(huán)保技術(shù)的采用將導(dǎo)致產(chǎn)品成本的增加。但是在現(xiàn)在低價(jià)競爭的局面下，這又阻礙生產(chǎn)廠家增加投入，進(jìn)行相關(guān)研究。為了解決這一問題，國外一般采用的是政府給企業(yè)的適當(dāng)形式的政策補(bǔ)貼，這樣可鼓勵(lì)企業(yè)技術(shù)進(jìn)步從而滿足環(huán)保的要求。     第三個(gè)原因是執(zhí)法部門執(zhí)法力度不夠。在道路上經(jīng)?？梢钥吹侥ν熊噹Ч收线\(yùn)行，濃煙滾滾，但執(zhí)法部門卻視而不見，置之不理。長此以往，二沖程摩托車在中國很難得到進(jìn)一步發(fā)展。     問題六：您是怎么看二沖程摩托車的？如何促成中國二沖程車的進(jìn)步？     二沖程車需要“變法圖強(qiáng)”     顏伏伍：二沖程摩托車主要優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡單、維修方便、升功率大。但是，隨著我國摩托車工業(yè)的快速發(fā)展，從小排量（50cc）到大排量（750cc）的四沖程摩托車制造技術(shù)完全具備，各大企業(yè)的二沖程生產(chǎn)線的改造已經(jīng)基本完成（由于市場的原因），所以，二沖程摩托車結(jié)構(gòu)簡單的優(yōu)勢已經(jīng)難得體現(xiàn)；從維修的角度來說，隨著保有量的增加和使用水平的提高，維修已經(jīng)基本不成問題，所以，維修方便的優(yōu)勢也很難體現(xiàn)；隨著技術(shù)的進(jìn)步，四沖程摩托車正在采用如液體冷卻技術(shù)、高轉(zhuǎn)速、提高壓縮比等技術(shù)，四沖程摩托車的功率也在進(jìn)一步提高。因此，我感覺，以目前的情況看，二沖程車在中國沒有多少空間。     談到如何促成中國二沖程車的進(jìn)步，我看需要在三個(gè)方面下功夫。第一，在技術(shù)上克服二沖程掃氣過程的短路損失，開發(fā)出低成本的缸內(nèi)噴射系統(tǒng)。如果采用缸內(nèi)直噴系統(tǒng)，二沖程摩托車的排放可以和四沖程電噴摩托車的排放、油耗具有相同的水平。另外，化油器式二沖程摩托車如果采用排氣催化轉(zhuǎn)化技術(shù)，將催化轉(zhuǎn)化器作為其標(biāo)準(zhǔn)配置，滿足即將執(zhí)行的排放標(biāo)準(zhǔn)是沒有問題的。第二，克服認(rèn)識(shí)上的誤區(qū)。不是所有的二沖程摩托車的排放污染都嚴(yán)重，如果二沖程摩托車采用了相關(guān)治理排放的技術(shù)，其排放也很不錯(cuò)；第三，加大宣傳，力促禁摩城市給摩托車松綁。因?yàn)檫B市場都沒有了，二沖程技術(shù)再發(fā)展又有什么用呢！     尹湘寧：道理很簡單，不能因?yàn)榻煌ㄊ鹿暑l發(fā)和道路擁擠來限制中國汽車摩托車工業(yè)的發(fā)展。二沖程發(fā)動(dòng)機(jī)其升功率高結(jié)構(gòu)簡單，成本較低以及維護(hù)便利等特點(diǎn)是四沖程發(fā)動(dòng)機(jī)難與相比的，關(guān)鍵的問題是如何鼓勵(lì)企業(yè)采用新技術(shù)來克服二沖程發(fā)動(dòng)機(jī)排放高等弊端，使其能滿足日益趨嚴(yán)的環(huán)保法規(guī)。     具體可借鑒國外的一些做法：可以科學(xué)合理地制定排放法規(guī)，以法規(guī)為準(zhǔn)繩而不是摩托車（發(fā)動(dòng)機(jī)）的沖程數(shù)來劃分扶持誰封殺誰。另外，政府應(yīng)出臺(tái)一些相關(guān)優(yōu)惠政策，來鼓勵(lì)企業(yè)采用先進(jìn)的技術(shù)治理二沖程摩托車的尾氣排放。比如，對(duì)于真正提前達(dá)到下一階段排放標(biāo)準(zhǔn)的生產(chǎn)企業(yè)給予諸如稅收減免或財(cái)政補(bǔ)貼等優(yōu)惠政策，這樣可以刺激企業(yè)加大研發(fā)力度以使二沖程的排放滿足未來環(huán)保法規(guī)的要求。還有，要加大執(zhí)法力度，對(duì)于那些滿街亂跑的冒煙車應(yīng)隨見隨時(shí)處罰，強(qiáng)制執(zhí)行排放治理，而不是等到每年一次的車輛年審時(shí)再來糾正。     史迪文·埃亨（Steven Ahern）：     新的二沖程摩托車是一種非常吸引人的產(chǎn)品。它具有清潔、加速方便、非常好的燃油經(jīng)濟(jì)性和排放性能。二沖程發(fā)動(dòng)機(jī)的夾氣噴射技術(shù)已成熟、商業(yè)上可操作，并已在歐洲市場和全球的娛樂交通工具行業(yè)上得到驗(yàn)證。鑒于從1996年以后，二沖程直噴發(fā)動(dòng)機(jī)的成功應(yīng)用。那種害怕由于引入一種新技術(shù)而承擔(dān)的風(fēng)險(xiǎn)的顧慮也漸漸在消除。     對(duì)于中國的兩沖程車市場，我認(rèn)為必須向推進(jìn)新型的二沖程摩托車產(chǎn)品事業(yè)。當(dāng)然，中國的摩托車公司需要充分研究，當(dāng)清潔的二沖程發(fā)動(dòng)機(jī)和四沖程發(fā)動(dòng)機(jī)瞄準(zhǔn)同一個(gè)排放標(biāo)準(zhǔn)時(shí)所有可能發(fā)生的費(fèi)用。這些可能發(fā)生的費(fèi)用包括直噴系統(tǒng)零部件國產(chǎn)化生產(chǎn)的影響、四沖程相對(duì)于兩沖程發(fā)動(dòng)機(jī)開發(fā)費(fèi)用和生產(chǎn)費(fèi)用等。綜合了這兩者的優(yōu)劣之后，相信中國摩托車公司會(huì)選擇出合適的發(fā)動(dòng)機(jī)類型的。