為什么發(fā)動機都是四沖程的車？

提到發(fā)動機，你能想到什么？是排量？是氣缸數(shù)？還是什么？

其實無論是1.0L排量還是6.0L排量、無論是渦輪增壓還是機械增壓、無論是直列4缸還是V型12缸，它們都有一個共同的特點，即都是四沖程發(fā)動機，甚至現(xiàn)在一些125摩托上也開始放棄傳統(tǒng)的二沖程發(fā)動機而換裝四沖程發(fā)動機了。

所以問題就來了，為什么發(fā)動機都是四沖程的？

所謂沖程，指的是活塞從一個極限位置另一個極限位置的距離，按照現(xiàn)在的發(fā)動機做功順序來看，從進氣到排氣，活塞往返運動了2次，也就是4個沖程，這便是四沖程發(fā)動機的由來。上文也說到了，既然摩托車能夠用二沖程發(fā)動機，為什么汽車不行？

原因其實很簡單，二沖程發(fā)動機的壓縮比往往比較低，且由于構(gòu)造問題無法輸出高轉(zhuǎn)速，與汽車對動力的需求并不匹配；另外，二沖程發(fā)動機基本都是單缸的，對于汽車而言，即便按照1.0L的排量計算，試想一下1.0L的單缸發(fā)動機得是什么樣子？因此二沖程發(fā)動機只能用在摩托車、低速車上。

對于四沖程發(fā)動機來說，其可以承受更高的壓縮比，動力輸出曲線也更符合汽車的工況要求，但它也并非沒有缺點，除了需要對進排氣門進行精準(zhǔn)控制外，還要提升熱效率，目前熱效率能超過35%的發(fā)動機就可以被廠家吹噓一波了。

事實上，發(fā)動機做功靠的是活塞驅(qū)動曲軸，而活塞驅(qū)動曲軸靠的又是氣缸內(nèi)的可燃氣體燃燒產(chǎn)生熱膨脹，因此熱效率越高的發(fā)動機往往動力表現(xiàn)會更好且油耗也會相對較低。

但大家都知道，四沖程發(fā)動機四個行程中只有一個行程是做功的，另外三個行程都是消耗能量的，并且發(fā)動機也是需要散熱的，燃油燃燒所產(chǎn)生的大量熱能實際上是被浪費了，那么有沒有什么好的解決方式呢？

答案便是六沖程發(fā)動機。

在2007年六沖程發(fā)動機便被美國工程師Bruce Crower研發(fā)了出來，只是目前并沒有進行應(yīng)用，我們先來看這個六沖程的發(fā)動機是如何工作的。原理圖如上所示，前面4個沖程并沒有變化，有趣的是后面2個沖程。

四沖程發(fā)動機的最后一個沖程是活塞向上運動將氣缸內(nèi)的廢氣排出，而此時發(fā)動機內(nèi)部的溫度依然可以輕松達到100℃，這恰好是水沸騰的溫度，于是第五沖程便是向氣缸內(nèi)噴水，是的你沒看錯，水遇到高溫后會迅速膨脹成水蒸氣，是不是看著眼熟？貌似是回到了蒸汽機的時代，膨脹的水蒸氣將活塞再壓下去做功；第六個沖程則是將多余的水蒸氣排出去，但并不是排到排氣管中，而是排到一個冷凝器里，重新變?yōu)樗?/p>

根據(jù)Bruce Crower（如上圖）的計算，這臺六沖程發(fā)動機能比傳統(tǒng)的四沖程發(fā)動機提升40%的效率，如果是柴油機的話，還可以再提高5%。值得一提的是，這項發(fā)明獲得了美國《Popular Science》（中文版稱《科技新時代》）雜志年度十大發(fā)明獎。

不過這種六沖程發(fā)動機也并非沒有短板，客觀的說短板還非常明顯，除了要為發(fā)動機準(zhǔn)備一個水壺之外，對水的要求更高，如果水中雜質(zhì)較多，那么氣缸內(nèi)如何進行防腐處理？如何保證活塞環(huán)的密封性不受影響？畢竟活塞環(huán)上還有機油，且燃燒的廢氣中存在二氧化硫，與水蒸氣接觸會產(chǎn)生硫酸，這也是一個比較棘手的問題。

因此六沖程發(fā)動機難以普及，或者說目前技術(shù)層面只能允許它在實驗臺上嗨一把……由此可見，傳統(tǒng)的內(nèi)燃機經(jīng)過數(shù)十年的技術(shù)發(fā)展，如今再想進行技術(shù)革新幾乎已經(jīng)很難了，向上突破的空間極其有限，而這或許也是汽車動力由內(nèi)燃機轉(zhuǎn)向電動機的原因這一吧。