燃油利用效率低是汽車生產(chǎn)廠家長期以來深感頭痛的問題?，F(xiàn)在廣泛使用的內(nèi)燃發(fā)動機(jī)能快速將燃油的化學(xué)能量轉(zhuǎn)變成動能推動汽車行駛，但是即使是日本豐田公司生產(chǎn)的節(jié)油型油電混合動力汽車普銳斯（Toyota Prius），也僅僅只有37%的化學(xué)能被有效使用，其余能量變成不需要的熱能、聲波和摩擦阻力而浪費掉。

新發(fā)動機(jī)能讓汽車多跑20%路程

當(dāng)比爾·蓋茨和同樣是億萬富翁的韋恩多·庫斯拉今年7月宣布他們向環(huán)保發(fā)動機(jī)（EcoMotors）公司投資2300萬美元時，立即引起了眾多汽車生產(chǎn)廠家的注意。對此，人們并不感到奇怪。環(huán)保發(fā)動機(jī)公司位于美國密歇根州，該公司表示，其多年來致力研發(fā)的發(fā)動機(jī)有望極大提高燃油的效率，讓安裝新發(fā)動機(jī)的汽車突破每加侖汽油行駛100英里（相當(dāng)于每升油行駛42.32公里）的目標(biāo)。

環(huán)保發(fā)動機(jī)公司研制的是對置活塞對置汽缸發(fā)動機(jī)（opposed-piston, opposed-cylinder，簡稱OPOC發(fā)動機(jī)）。它有兩個水平對置汽缸，每個汽缸中有兩個活塞，工作時兩個活塞向相反的方向運動。曲軸安放在兩個汽缸中間，曲軸上4根傳動桿分別與4個活塞相連。公司人員表示，同普通內(nèi)燃發(fā)動機(jī)相比，對置活塞對置汽缸發(fā)動機(jī)的零部件約少50%，其獨特的設(shè)計讓它能比當(dāng)前最先進(jìn)的汽油或柴油發(fā)動機(jī)在推動汽車行駛時，使用等量燃油多跑20%的路程。

在主要的運行范圍內(nèi)，柴油對置活塞對置汽缸發(fā)動機(jī)能夠?qū)⑷加突瘜W(xué)能的48%用于車輛前行。此外，在輸出功率相同的情況下，由于對置活塞對置汽缸發(fā)動機(jī)重量和體積只有普通內(nèi)燃機(jī)的50%，因而減少了發(fā)動機(jī)推動自身質(zhì)量運動的負(fù)擔(dān)。

對置活塞對置汽缸發(fā)動機(jī)從其二沖程循環(huán)中獲取大部分的能量密度，該循環(huán)為曲軸每次完成旋轉(zhuǎn)提供動力。通常，二沖程發(fā)動機(jī)的問題是其會造成污染，因為不完全燃燒通常會排放出沒有燃燒的燃油。但是，環(huán)保發(fā)動機(jī)公司總裁、前福特汽車公司執(zhí)行官約翰·庫勒迪表示，采用復(fù)雜的發(fā)動機(jī)控制系統(tǒng)和電子輔助渦輪增壓等手段，研究人員幫助對置活塞對置汽缸發(fā)動機(jī)避免了污染排放的問題。與普通二沖程發(fā)動機(jī)相比，在對置活塞對置汽缸發(fā)動機(jī)中，通過燃燒室的循環(huán)空氣的效率高出30%，燃油燃燒更完全，其尾氣排放可與普通四沖程內(nèi)燃發(fā)動機(jī)相媲美。

新發(fā)動機(jī)還有望用于直升機(jī)

今年3月初，在美國首都華盛頓召開的能源創(chuàng)新高層會議上，環(huán)保發(fā)動機(jī)公司展示了自己開發(fā)的EM100對置活塞對置汽缸發(fā)動機(jī)基本模塊樣品（見圖）。這臺雙汽缸4活塞發(fā)動機(jī)的動力可達(dá)480馬力。不過公司人員表示，當(dāng)車輛載重較輕，只需要主汽缸工作時，可以通過離合器讓輔汽缸完全停止工作。此舉不僅能夠提高燃油的經(jīng)濟(jì)性，而且還可以避免主汽缸產(chǎn)生寄生能量損失。EM100發(fā)動機(jī)比普通大馬力柴油發(fā)動機(jī)的燃油效率高出45%，其尾氣排放符合美國50個州關(guān)于輕型載重車輛柴油發(fā)動機(jī)的排放標(biāo)準(zhǔn)。

環(huán)保發(fā)動機(jī)公司創(chuàng)辦合伙人、前通用汽車公司首席工程師唐·蘭科爾說，公司將在明年公開展示動力為300馬力的柴油對置活塞對置汽缸發(fā)動機(jī)，不過對置活塞對置汽缸發(fā)動機(jī)的用戶并不僅僅限于潛在的汽車制造商，今年年初時，歐洲直升飛機(jī)公司（Eurocopter）已提出了利用兩臺對置活塞對置汽缸發(fā)動機(jī)為直升飛機(jī)提供動力的概念。