环境保护
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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%!

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Crono 125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'Orto VHSA32AS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(r/min),最大扭矩则为18.6N·m(r/min)。

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!

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。

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。

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。

近年来KTM推出的EXC 250 TPI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。