研究人员的目标是将功率密集型二冲程发动机和清洁度更高的四冲程发动机的最佳特性融为一体。

我无法抗拒一款出色的古怪引擎，而这款引擎的血统令人印象深刻。看看你是否能接受它。

读这篇文章的大多数人可能至少对内燃机的工作原理有基本的了解。当今的四冲程吸气-挤压-爆炸-吹气概念最早由尼古拉斯·奥托和尤金·兰根于 1876 年成功演示。它涉及活塞向下移动以将增压空气（和燃料）吸入气缸，然后向上冲程压缩该混合物。然后点火产生爆炸，推动活塞向下，产生功来转动曲轴，最后向上冲程迫使排气排出。

仅仅几年后，苏格兰人杜格尔德·克拉克 (Dugald Clark) 认为，通过将冲程数减半，他可以加倍功率并提高平稳性，到 1894 年，现代二冲程发动机开始成型。它利用下冲程的结束和上冲程的开始，通过气缸壁底部的扫气口同时进行排气和进气过程（虽然有些仓促），然后进行压缩和点火/动力冲程。“用一半的气缸完成同样的工作！”是它的卖点。汽车联盟的品牌DKW 甚至将其汽车标记为“3=6”。

然而，这种平稳、密集的动力也伴随着令人讨厌的排放。早期的发动机将进气引导至曲轴箱，因此需要将润滑油与燃料混合，导致 Lawn Boy 割草机和舷外船用发动机在 21 世纪初期仍会产生蓝烟。

两全其美？

2024 年 9 月 12 日，保时捷与罗马尼亚克卢日-纳波卡技术大学联合获得专利号 US 2024/0301817 Al，“两次三冲程内燃机的方法”。它基本上看起来像传统的活塞发动机，只是它使用复杂的齿轮曲轴装置，允许每个活塞在三次曲轴旋转过程中达到两个上止点和下止点位置，从而提供两个背靠背的动力冲程，中间是更传统的进气压缩和排气冲程。可以将其视为四冲程，中间插入额外的二冲程旋转。

最低的下止点位置露出扫气口，以便插入额外的动力脉冲。这些端口允许新鲜的、可能加压的进气将废气通过气缸另一侧的扫气口和/或通过传统的顶置排气门排出。如果使用，启动顶置排气门的凸轮需要有非常短的持续时间，及时关闭以允许新鲜混合物在活塞覆盖扫气口后立即开始压缩。这就是这种“六冲程”发动机如何在连续两次旋转中实现动力脉冲，然后进行传统的排气/进气旋转。

六冲程发动机的声音是怎样的？

简而言之，它比四冲程更平稳，其特性最终取决于总气缸数和布局。单缸可能会产生一种逆华尔兹 3/4 节奏：一、二、三、一、二、三……在这方面，专利指出，“气缸数最好是三的倍数”，并且“它可以是直列发动机、V 型发动机、W 型发动机或水平对置发动机。”除了动力脉冲节奏外，由于一些空气通过传统的提升阀进入和离开气缸，一些空气通过扫气口进入和离开气缸，进气和排气音调特性也可能听起来很奇怪。

“偏心”曲轴设计

这种复杂的齿轮传动曲轴是使活塞在三次旋转中两次到达较高的上止点位置并仅一次到达较低的下止点位置的关键。连杆不是用螺栓直接固定在曲轴上，而是用螺栓固定在夹在两个行星轮之间的“大端”，每个行星轮都与一个齿圈或圆环啮合。曲轴穿过行星轮的中心，但大端连杆支架偏离曲轴曲柄的中心线。这迫使连杆的下端进入一条内摆线路径（想像一下你的旧 Spirograph 可能制作的花朵图案），从而改变活塞的上/下止点位置。该专利建议行星轮的直径应为圆环直径的五分之三，行星轮相对于曲轴的转速比应为二比三。

但请稍等，还有更多！

如果曲轴设置听起来太简单，专利还涵盖了可变压缩选项，该选项以某种方式旋转环形物以改变曲轴/大端偏心。这会重新定位活塞的上止点和下止点位置的极端位置，从而改变扫气体积、压缩和扫气口面积。如果您担心移动环形物会处理燃烧力，请不要担心。曲轴仍然安装在专利图中未显示的传统主轴承中。

潜在益处

在相同转速下获得 33% 的更多功率脉冲可能会带来一些特定的输出红利，但这绝不是定论。直列六缸六冲程 (6=9) 发动机的运行可能会接近 V-12 的平稳水平。也许单缸或三缸布置的平稳性可以使其成为引人注目的增程发动机。

潜在的陷阱摩擦：曲轴旋转组件的润滑看起来是一项巨大的挑战，因为流经曲轴的油必须润滑行星轮，并通过行星轮润滑连杆轴承。这还是在我们开始计算每个气缸的两个行星轮和两个环形齿轮之间的摩擦之前。速度限制：曲轴组件的旋转惯性以及排气阀必须更频繁打开的事实（使其运行更热，可能需要更重的钠填充阀）表明这种设计可能无法足够快地旋转以实现其全部功率密度承诺。排放：即使没有将润滑油混入燃料中，活塞环也必然会将微量润滑油拖过扫气口，从而产生更多的碳氢化合物排放。此外，任何时候进气都用于排出废气，无法确保燃烧过程中没有多余的空气，因此需要使用稀薄 NOx 催化剂。包装：将连杆夹在两个行星齿轮之间，同时为曲轴配重和主轴承留出空间，这似乎是长曲轴的秘诀。组装：我们无法想象铸造和加工该曲轴，然后用螺栓将行星齿轮和连杆固定到其上，从而迫使使用昂贵的组装曲轴的简单方法。