為什麼六衝程發動機不能用於車輛？

發動機是汽車的心臟，當談及一輛汽車的性能時，首先想到的就是發動機的表現。除此之外，隨著環境污染的加劇，人們對機動車尾氣排放和能耗也有了更高的要求。對於傳統內燃機來說，高性能、高效能、低排放、低油耗，是永恆的追求。

同時，由於化石能源的逐漸枯竭，以汽車為主的內燃型發動機的燃料因此變得越來越金貴，比如在，汽油緊張時間，油價一度飆升到8元以上，這個價格讓眾多車主不禁唏噓，甚至幻想：如果汽車不燒汽油，改燒水，那該多好！

話說：夢想一定要有的，萬一實現了呢！眾多車主所想的，可能也是研發工程師們所想的。「燒水」的發動機真的存在，這就是六衝程發動機。這種發動機由美國工程師Bruce Crower於2007年研究成功，不過，時至今日，卻一直處在實驗和理論分析階段。

什麼是六衝程發動機？

在說明這個問題前，我們先簡單了解一下，什麼是蒸汽內燃機。在古代，人們出於某種原因把水裝入一個密閉的瓶子里，用木塞子塞緊瓶口然後加熱。在水被燒沸騰的時候突然發生了「不可思議」的事情——瓶蓋子嘭的一下就飛了，似乎瓶子里有了一股強大的力量一腳踹飛了瓶蓋。這種現象放在今天來說非常容易解釋，無非是水被加熱後由液態變成氣態，體積膨脹，對瓶子內部產生大於外界的壓強，從而將瓶蓋推向瓶外。人們根據這種原理將瓶蓋改成活塞，於是發明了蒸汽機。人們用煤炭加熱鍋爐，鍋爐內的水被加熱成水蒸汽，在體積膨脹的時候推動氣缸內的活塞，從而驅動船隻、火車、紡織機器。這種形式的引擎我們一般稱之為蒸汽機。

1876年，德國人奧托設計並製造出第一台以煤氣為燃料的火花點火式四衝程內燃機，在1878年的巴黎萬國博覽會上受到極高的評價。這種發動機體積小，重量輕，消耗的煤氣少，每分鐘可達200轉。此後，越來越多的工廠都採用內燃機代替蒸汽機。1883年，德國工程師戴姆勒製成以汽油為燃料的內燃機，每分鐘可達900轉。內燃機的發明及應用引起了交通運輸的一場革命。1885年，德國機械工程師卡爾·本茨製成第一台用內燃機驅動的新型交通工具——汽車。

這與我們今天要說的六衝程發動機有什麼關係呢？別著急，我們慢慢來講。

四衝程發動機的工作循環由4個活塞行程組成，即進氣行程、壓縮行程、作功行程和排氣行程。普通的四衝程發動機把3/4的能量以熱能的形式散發掉了。而六衝程發動機，是在四衝程發動機的基礎上研製出來的，具有吸氣衝程、壓縮衝程、做功衝程、排氣衝程、噴水汽化作功衝程、排汽衝程六個進程。而且結合了蒸汽機的原理，在完成了第四個排氣衝程后，在第五個衝程活塞到達上止點時，向燃燒室噴入水，水會馬上變成溫度高達816度的水蒸氣，體積急劇膨脹1600倍，同時壓強急劇增大，推動活塞繼續做工，完成第六個衝程。

如此一來，每6個衝程中就出現2個做功衝程，而消耗的燃油卻沒有變化。到了第6個衝程，發動機把水蒸氣排放到一個冷卻器，水蒸氣在那裡重新變成水。

六衝程發動機有什麼優勢？

根據資料，六衝程發動機的效率比傳統四衝程發動機效率提高40%，如果是柴油發動機，則提升45%。普通內燃機超過60% 的能量以熱能的形式耗散掉了，如果把這部分的能量利用起來，發動機的效率能夠得到極大的提高。此外，六衝程發動機還有以下優點：

1、發動機轉速高。由於消除了四衝程發動機菌狀氣門浮動帶來的慣性，六衝程發動機安全極限轉速較高，理論上可達 28000Wmin。

2、油耗少、排放低。六衝程發動機在低轉速/節氣門開啟時比傳統的發動機省油35% 。在高轉速/節氣門全開時也可節油13%。由此減少了CO2的排放。

3、改進了低轉速扭矩。六衝程發動機比產生相同扭矩的四衝程發動機的轉速低1000r/min同時，隨著轉速的上升，其扭矩將會呈線性增加。

4、製造成本低。由於它與四衝程發動機相比，運動部件少，不但減少了機械雜訊，而且製造成本低。

對於普通老百姓來講，一些技術方面的東西都是白扯，關係的問題，六衝程發動機它省油啊！既然如此，那為什麼六衝程發動機沒有廣泛推廣呢？

六衝程發動機有什麼弊端？

1、由於第五衝程要利用水做功，就必須考慮水質問題，如果水質不好，產生水垢后再與潤滑油作用形成油泥，會導致活塞卡死。所以就要考慮水的純化和純化水的補充問題。

2、水蒸氣會和廢氣中的二氧化硫產生硫酸，腐蝕氣缸、活塞、活塞環和氣門，這就是防腐的問題。隨之而來的是，水的回收問題。這些都會增加汽車的裝備質量。

3、第五、六衝程中，如果不潤滑，那麼氣缸的磨損、腐蝕十分嚴重；而如果潤滑，那麼做功之後排出來的水蒸氣就被潤滑油污染，進入冷凝器之後，潤滑油凝結，時間稍長就會堵塞管路。

4、氣缸壁會受到強烈的冷熱交變應力，冷熱交變會改變材料的屬性，降低韌性，使其壽命嚴重降低。

實際上，只要向內燃機氣缸噴水（與燃油一同噴入），就可以提升發動機的輸出功率和熱效率，而這種想法在幾十年前就有人嘗試過，無奈由於氣缸腐蝕問題過於嚴重而放棄。

雖然對於這些缺點還沒有很好的解決辦法，但目前在試驗中，採用水蒸汽直排的方法，因此，不用考慮水的收集問題，而對於腐蝕問題和交變應力，目前採用高性能耐磨蝕合多或者陶瓷。

但是這兩種方案，一是不能很滿意的解決問題，二是由於成本太高，無法大規模推廣，因此，六衝程發動機目前還不能用於車輛。不過，如果將來技術突破，汽車應用或許也不再是問題。我們拭目以待吧。

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