保时捷，这个源自德国斯图加特的豪华汽车品牌，以其卓越的工程品质、创新技术和无与伦比的驾驶体验而闻名于世。自1948年推出第一辆跑车以来，保时捷便以其独特的设计、卓越的性能和精湛的工艺，成为了全球汽车爱好者心中的梦想之车。无论是在赛道上还是公路上，保时捷都以其卓越的操控性和动力性能，赢得了无数车迷的赞誉和尊敬。

进气、压缩、做功、排气。所有四冲程发动机（约占目前所有发动机的 80%）都遵循这一原理，转子发动机也不例外。但现在，保时捷已申请专利，制造六冲程发动机。

保时捷的 6 冲程发动机设计专利（图片来自保时捷的专利文件）

在保时捷的最新专利申请中，一项革命性的发动机设计被提出，该设计巧妙地通过调整冲程长度，实现了压缩和动力冲程的增加。这一创新是通过一套精密的偏心齿轮系统实现的，该系统赋予了活塞更深的下止点，从而扩展了冲程范围。这种设计不仅增加了进气口的尺寸，使得更多的空气得以吸入，还允许更多的燃料被精确喷射并点燃，从而提升了发动机的性能和效率。

保时捷六冲程发动机的精髓在于其独特的曲轴设计，它能够在发动机内部自由移动。这种设计采用了偏心安装的连杆，类似于旋转活塞发动机或万克尔发动机中的活塞布局。连杆在曲轴内部的行星齿轮系统中运转，形象地说，它们在曲轴内部“摆动”，使得活塞行程随着曲轴的旋转而动态变化。

这种创新的设计理念旨在最大限度地减少曲轴旋转过程中产生的破坏性能量和不良的侧向运动。通过这种方式，保时捷六冲程发动机不仅提升了动力输出的效率，还优化了发动机的整体性能，实现了更加平稳和高效的运行。

保时捷的新型六冲程发动机专利内容解读

根据保时捷公布的专利文件，保时捷打算尝试增加更多的压缩和动力冲程，而不是仅仅依靠进气、压缩、动力和排气的传统组合。

保时捷和大学研究人员实际上正在使用复杂的曲柄机构将三冲程发动机的众所周知但奇特的原理加倍，并构建一种在曲轴旋转 3 圈时点火两次的发动机。

保时捷六冲程发动机背后的系统很复杂，但基本思想是曲轴通过两个循环运转：进气-压缩-做功，然后是压缩-做功-排气

作为比较：传统四冲程发动机需要 4 转才能完成此点火次数，而 2 冲程发动机则需要 2 转才能完成相同的工作。为什么保时捷两次提到三冲程？这是由于条形本身的定义造成的，因为它们会被计数，直到重复输入状态为止。

如下图所示，该发动机成为六冲程发动机，因为保时捷通过一种行星齿轮转动曲轴，以机械方式将 3 个冲程的 2 个完整循环相互耦合。这样看来，它改变了连杆的相对长度并产生了2个上死点和2个下死点(OT',OT",UT',UT")，即活塞的反转点。保时捷将这 6 个循环称为：进气（180 度）、压缩（360 度）、动力（540 度）、压缩（720 度）、动力（900 度）和排气（1,080 度）。从4冲程的角度来看，6冲程补充了720度的“压缩”和900度的“动力”。这就是第二个下止点 (BDC) 发挥作用的地方。

冲洗通道位于底部，阀门位于顶部

存在的问题是：当曲轴处于 540 度时，该发动机如何在第一个工作冲程后立即将新鲜空气吸入气缸，活塞在上升过程中压缩曲轴？这里变成二冲程。在第一个工作循环中，蜗轮使曲轴的行星齿轮旋转，并允许活塞通过第一个下止点并暴露冲洗通道。

继续膨胀的气体在第二下止点逸出，并通过附加通道将新鲜空气吸入气缸。根据发动机的设计，在扫气过程中使用排气门，当排气门在低燃烧压力下短暂打开时，可能会促使额外的废气从气缸中排出。然后活塞可以再次直接压缩新鲜空气。通过进气歧管喷射和打开的进气门或直接喷射添加新鲜燃油，并且可以立即再次点燃。我们简单地数一下：曲轴在 720 到 900 度之间，在没有扫气通道的情况下到达第一个下死点，数曲轴 2 到 2.5 整转和 2 次点火。到目前为止，其原理与二冲程发动机类似。

360 度暂停并打开阀门

从这里开始变成三冲程过程。这是因为在曲轴转动 360 度的过程中没有点火，但燃烧室中的废气和新鲜气体被完全排空。这是通过活塞从 BDC 到 TDC 的喷射冲程来实现的，活塞通过再次转动曲轴来达到这一冲程--类似于四冲程发动机的第四冲程。根据图纸，“TDC ”比第一个顶死中心（TDC）低 2 厘米，从而产生压缩，理论上允许排气门以高加速度进行大冲程，从而加速气体交换。而就在此时，即第一次进气后 1,080 度，6 个冲程完成，曲轴回到起始位置，快速大开的进气阀使新鲜气体高度充盈。

这台发动机到底能不能运转？

问题仍然是：它能运转吗？理论上可以。但如果它能很好地运转，大家早就制造出来了。问题在于，气体交换的不同 “控制时间 ”是否意味着第一个动力冲程比第二个动力冲程产生更大的扭矩，因为通过进气阀充气比通过UT上的清扫管道充气更 “安全”。这是因为清扫损失不可避免地发生在这里，而清扫损失一直是二冲程发动机废气质量的问题所在。

另外，“UT ”上的进气阀也有可能注入空气或来自涡轮或压缩机的超压混合物。此外，该发动机还有一个前所未有的特殊设计：每个气缸需要两个进气系统和两个排气系统。这意味着新鲜空气的输送方式非常复杂，在气缸盖和气缸底座上有进气歧管，在上下排气管上也有歧管。

废气质量可能会波动

这种废气路径和可能的新鲜空气清除损失，以及 “UT ”和 “OT ”处可能截然不同的废气温度，都可能给废气净化带来挑战。这是因为在 “UT ”处仍在膨胀的气体可能比在 “OT ”处的气体温度高得多，后者已经通过排气循环膨胀，从而冷却下来。换句话说，排气系统可能会持续暴露在波动的废气温度中，这基本上就是当今废气净化的关键所在。

这台发动机有多少个气缸？

基本上，这台发动机有多少个气缸并不重要，但就质量平衡而言，多缸发动机是最合理的。特别是，曲轴调节机构耗费空间，可能会占用平衡轴的空间。然而，一个想法再次出现：如果不同的点火方式相互协调以产生质量平衡会怎么样？

这有什么意义呢？

在专利说明书中，保时捷和克卢日-纳波卡大学提到了在提高燃烧效率的背景下优化往复式活塞发动机的功能。目前还不清楚这是否是通过 6 冲程实现的。但有一点是明确的：两个上死点使增加扭矩的气门加速成为可能。然而，用于调节曲轴的行星齿轮会产生新的摩擦源，从而再次降低效率。此外，目前还不清楚该发动机能否在承受高转速的情况下，不因极高频率的振动而引起负面关注。

结论

在保时捷和罗马尼亚克卢日-纳波卡技术大学的一项专利中，发明者描述了一种有 6 个冲程的往复式活塞发动机。更具体地说，就是连续 2 x 3 个冲程。三冲程发动机的原理基本上与二冲程和四冲程发动机一样古老，但还不够完善，因为它基本上将二冲程发动机的清扫损耗与四冲程发动机完成一个完整循环所需的长时间结合在一起。虽然这项专利并没有完全解决这个问题，但它在一定程度上改变了这个问题。从这个角度来看，该发动机首先作为二冲程发动机工作，每个点火点的点火角度为 360 度，然后将四冲程发动机的优点与气缸的最佳清扫效果结合起来。可调曲轴改变了活塞在气缸中的相对位置，从而实现了这一目的。这种机制与行星齿轮变速箱并无二致，但最终通过摩擦产生的效率是否会超过六冲程发动机产生的有效充气效率，这一点值得怀疑。不过，在汽车电动化的冲击下，保时捷依旧致力于推动内燃机的发展。根据专利申请，保时捷正在不断努力提高内燃机的性能，重点关注能源效率并满足日益苛刻的运行要求。

虽然六冲程发动机往往更为复杂，但它们具有潜在的优势，例如热效率提高（45-50％，而典型的四冲程发动机为30％）和排放减少，就像四冲程在全球范围内取代二冲程发动机一样。也正是由于世界各国的优秀企业和科研人员的共同努力，推动了世界范围的技术的发展

注：文章中引用数据和图片来源网络