一位澳大利亚人发明了全新的SPLIT工作循环汽车发动机。这种发动机没有连杆也没有曲轴。最近这位澳大利亚人在法国的克莱蒙费朗完成了准备工作。《科学与未来》杂志在该发动机正式推出之前找到了发明者。我们将从4个方面向读者介绍这项节省燃料的技术奇迹。

一只直径26厘米钢制蜗牛贝壳状件上有好几个火花塞。人们也许会问，这样的发动机似乎要把整部汽车弄坏。SPLIT工作循环意即増速比工作循环。SPLIT是澳大利亚一家小公司的名称.该公司已获得SPLIT工作循环发动机的专利保护权。全新的SPLIT工作循环机构相对于传统的汽车发动机来说是一次发动机技术革命，因为传统的发动机连杆和曲轴被一种改进了的活塞运动齿轮机构取代。

澳大利亚SPLIT工作循环技术公司的工程师R • 梅涅（Rick Mayne）早在1992年就研制出了首部这种奇异齿轮机构的样机。他当时的主要目标是在保证发动机正常工作条件下将其耗燃料量至少减少20%。以后的4年里，法国克莱蒙费朗的先进机械教育学院的一个研究组平均每周工作20小时进行SPLIT工作循环项目的攻关。现在该项目的研制工作业已完成，这所培养工程师的学校实际上受澳大利亚的委托开展SPLIT工作循环机构的构思、制造、试验和改进等工作。我们在法国的奥弗涅发现这种新型引擎的耗燃料量比现存汽车引擎都少，在它正式问世之前我们向公众作一个全面的解释。

新奇的日内瓦齿轮

传统的发动机爆发原理是将燃烧产生的热能转换成机械能。汽缸内空气与碳氢燃料的压缩混合物由火花点燃，推动通过连杆联在曲2轴上的活塞。膨胀的燃烧气体使得活塞后退，从而通过与曲轴联结的传动杆传递出旋转运动。在热-机械能量转换过程的最后一环是推动轮子转动。早在1860年法国人艾蒂安 • 勒努瓦（Etienne Lenoir）发明的首台内燃机就是根据这个基本原理工作的。现在该原理已被SPLIT工作循环技术公司的设计者们修改：活塞和轴中间不再是曲轴与传动杆，而是一只有6处凹口的小轮，即日内瓦齿轮。由于受膨胀气体推动，活塞紧压在小轮上某一凹口，从而使小轮带动与排放轴联结的中部圆盘。新型的热-机械能量传动机构的优点在于：该机构能大幅度减少碳氢燃料耗用量。

减少20%的燃料耗用量

节约意味着增效。节约碳氢燃料耗用量意味着提高碳氢化学能转换成机械能之效率。热-机械能量转换效率其实还有很深的潜力可挖。我们应尽量让空气和碳氢燃料的混合物压缩使之能充分地燃烧。这就是为什么在汽缸内燃过程的尽头活塞运动接近其最高点时，最大限度地紧压空气-碳氢燃料混合物的缘故。传统的发动机中，活塞由曲轴上的连杆联结着在汽缸内作有规律的上下运动，这就是1862年法国人阿方斯 • 博 • 德罗沙所描绘的一个具有代表性的呈正弦曲线运动的机构。此种活塞的工作循环进行接近顶点时，汽缸内燃远未完结，活塞在空气-碳氢燃料混合物未燃尽之前就减弱了压力。其结果是：反作用力未得到充分利用，汽车在公路上行驶的燃烧效率至多达到30%，在城市行驶只达到10%。

SPLIT工作循环齿轮机构通过改进活塞运动方式弥补了传统工作循环机构在效率方面的不足。先进机械教育学院的SPLIT工作循环项目负责人克洛德 • 纪尧姆（Claude Guillaume）解释道：“日内瓦齿轮上的活塞运动是有变化的，它在一个分段剖面上运动，活塞的顶点阶段可保持到内燃接近结束，让能效大大提高，可让消费者减少对环境的污染。”今天的汽车制造商们已设法将现存的汽车发动机能量效率从6%提高到15%，其方法有：让排出气体再循环，减小部分汽缸的气门活动等，或者利用替代碳氢燃料。SPLIT工作循环技术的支持者们希望新型发动机在不损失功率的情况下其燃烧效率至少比传统发动机强3倍。

汽缸工作容积效率高

汽缸工作容积是发动机功率的参量。汽缸内活塞在一个曲轴环行过程中被排出的体积总和就是空气-碳氢燃料混合物被允许在内燃室内燃烧的总量。汽缸工作容积与发动机的功率成正比。传统发动机内的活塞在每一个曲轴环行过程中“爆发”一次，发动机汽缸容量等同于汽缸工作容积。

然而对于SPLIT工作循环技术情况就不同了。新型发动机汽缸容®和汽缸工作容积不再相同：一台500立方厘米容量的发动机能够发挥出一辆高级赛车发动机的功率。其中奥秘在于发动机内的中部齿轮每环行一次，活塞能“爆发”数次。有12个活塞的SPLIT工作循环发动机可以达到相当于1500立方厘米汽缸工作容积发动机功率；有24个活塞的新型SPLIT发动机则能达到3000立方厘米汽缸工作容积的功率；有48个活塞的至少能达到6000立方厘米汽缸工作容积的功率。

汽缸容积质量效率大

传统发动机的容积和质量随着汽缸数目的增多而加大，像美国的巨型汽车汽缸竟多达12个，汽缸一般呈直线或V字形布置。SPLIT工作循环发动机的汽缸体积较小，2个或48个呈辐射状围绕一个26厘米直径的中部圆盘排开。至于发动机的质量，6立升汽缸工作容积的还不超过45公斤，是具有相同汽缸工作容积的传统发动机质量的1/7。其实，活塞爆发越频被排出的体积就越大，活塞作的功也就越大。

 [Sciences Et Avenir，1999年4月]