绿色梦想-漫谈摩托车环保技术
近年来，由于环保形势日益严峻，全球各国都出台了越来越严格的排放法规，这对摩托车环保技术提出越来越高的要求。搭载了二冲程发动机的摩托车，因扫气、排气口重叠以及汽油机油混合燃烧等原因，导致尾气排放污染较大。搭载了四冲程发动机的摩托车，尽管排放比二冲程发动机相对干净，但是尾气成分复杂，包括了二氧化碳、一氧化碳、碳氢化合物、氮氧化合物、二氧化硫、水、碳烟尘等，其中一氧化碳、碳氢化合物等均为有害物质，会污染大气并给自然界环境、动植物和人类带来危害。为此，全球各大摩托车厂家积极运用新理念、新技术、新工艺、新材料，进一步降低尾气排放污染，让骑手在享受摩托车带来的自由飞扬同时，保护人类共同的碧海蓝天。
二冲程的退隐
与四冲程发动机相比，二冲程发动机拥有明显优势：不需要复杂气门机构，因此发动机体积小、结构简单、重量轻，制造维修方便；曲柄旋转360°即完成一个工作循环，而四冲程发动机曲柄旋转720°才完成一个工作循环，因此理论上在相同的曲轴转速和相同排量的情况下，二冲程发动机功率比四冲程发动机高一倍，即使扣除扫气等因素造成的功率损失后，实际输出功率仍比四冲程发动机高50%～70%！
二冲程摩托车的实力，我们来看看上个世纪90年代面市的轻型跑车吉雷拉CX125就知道了。1991年CX125上市，搭载了排量125mL的液冷、二冲程单缸发动机。可别小看这颗小小的动力心脏，这可是移置自当年Crono 125的动力装置，只是修改了排气系统，峰值功率略微下降；此外，发动机新配了电控排气动力阀，取代之前的机械结构。在32mm口径的Dell'Orto VHSA32AS化油器伺服下，这颗125mL二冲程单缸发动机爆发出强劲的动力，最大功率达到21kW（10500r/min），最大扭矩则为18.6N·m（10250r/min）。
凭借强劲的动力、高刚性车架、轻盈的重量，CX125具备了很强的奔跑能力，一旦在最高挡时的速度超过100km/h，马上画风突变，单缸发动机变得很兴奋，声浪从之前的嗡嗡声变成刺耳的尖叫，动力倾泻而出。据测试，CX125起步加速跑完400米用时不到15s，终点速度142km/h；如果你敢狠心继续拧油门，CX125能够跑到170km/h的极速！
通过CX125，我们可以清晰感知二冲程发动机的威力。但是，随着环保要求的日益迫切、排放法规日趋严格，二冲程发动机摩托车的生存环境越来越严峻，最主要的原因是低转速时排气不充分、扫气不完全，以及参与燃烧的润滑油很难充分燃烧，导致废刑记饣衔锖烤缭觯对陡哂谒某宄棠ν谐怠Ｕ庠诨繁：羯辽系幕肪诚率侵旅娜毕荨�
正因为如此，新千年以来，国际摩联修改了GP大奖赛的比赛规则，让二冲程赛车逐步退出了赛场；到2012年，所有组别中再也看不到二冲赛车金戈铁马、纵横捭阖的飒爽英姿，清一色的四冲赛车赛道称霸、一统江湖。市场与赛场相对应，为了适应环保排放法规，二冲程摩托车日趋势微，所占的市场份额几乎可以忽略不计。
新技术的曙光
有没有鱼和熊掌兼得的办法，既降低尾气排放，又保留动力输出优势，让二冲程发动机再获新生？实际上，不少厂家一直没有忘记二冲程，而是在“苦练内功”，希望通过技术的革新，让优势明显的二冲程再次大放异彩。
近年来KTM推出的EXC 250 TPI尝试给出答案。
这是世界首台配置了TPI的二冲程耐力车。如图所示，这款轻量级耐力车最大的与众不同，就在于TPI，即进气口喷油技术。这台液冷二冲程单缸发动机，采用了66.4mm×72mm的缸径和冲程，排量为249mL。与常规二冲程发动机不一样的是，汽缸设计了两个孔，分别安装了两个喷嘴。这套专利的电子次序喷射系统，在维持二冲程发动机高输出的同时，获得了更平顺更均衡的动力输出特性，显著降低油耗和排放污染，且无须机油、汽油预混合，也无须根据海拔高度来调整电喷系统。
车架方面，KTM工程师殚精竭智来偷轻减重，让EXC 250 TPI跻身同级别中最苗条、最轻盈、转向响应最灵敏的阵列。车架采用轻巧的铬钼合金钢管车架，虽然转向几何设置与上一代相同，但是现在横向刚性、纵向刚性以及抗扭刚性进一步增强，为骑手创造更准确、更稳定的操控体验。副车架则采用铝合金方管，虽然比上一代延长40mm，但是重量反而降了900g。悬挂系统同样是顶级配置，前端安装的是粗壮的48mm直径WP XPLOR倒叉，尽管每根前叉都内置弹簧，但是阻尼功能是不一样的，压缩阻尼在左侧，而回弹阻尼则在右侧，两者都可以通过顶部的刻度盘来便捷调节。后部的单筒减震器，无须连杆机构，直接安装在后摇臂上。单筒减震器的高速和低速压缩完全可调，因此无论哪种路况，都能压住后轮紧紧咬住路面！
此前，EXC 250就凭借强大的综合实力，被不少业界专业人士认为是完美平衡的耐力车。现在，搭载了TPI液冷单缸二冲程发动机的EXC250 TPI进化得更加悍勇强大。而且，得益于进气口喷油技术，EXC 250 TPI还变得既环保又省油，满足欧4排放标准，二氧化碳排放量只有59g/kg，比搭载了四冲程发动机的同门兄弟还少；油耗降到每百千米2.55L，比四冲程兄弟省油27%！
电子燃油喷射系统
在电喷之前，摩托车发动机的供油由化油器负责，工作原理是通过进气过程中的负压，将汽油吸出，并与高速流动的气流形成油气混合物进入发动机燃烧室。化油器优点是结构比较简单，易于维修。缺点就是供油不能保证绝对稳定，所以油耗相对较高；受气压等外界环境影响较大，工作不够稳定。简而言之，由于化油器自身存在的不足，导致无法根据发动机实际情况提供准确的汽油量，因此常常造成燃烧不完全、排放污染较多。针对这种不足，电子燃油喷射系统应运而生，优点是能够能够根据发动机实际工作情况来提供精准的汽油量，而且工作很稳定，受外界影响非常小；结合氧传感器反馈的信息，自动优化汽油供应，有效减少排放和降低油耗。
早在1980年，川崎KZ1000就引领风气之先，率先安装了电子燃油喷射系统，遗憾的是，由于电喷系统并没有让发动机爆发出更强的动力，因此这一技术没有得到足够重视。1983年，宝马推出了K100，这是他们第一台搭载四缸发动机的摩托车，排量为987mL。虽然同属并列四缸发动机，但是日耳曼人没有对日本亦步亦趋，他们不是采用流行的并列四缸发动机型式，而是借鉴“拳击手”采用了水平安装方式，且汽缸采取纵列而不是横列布置。这种水平纵列的发动机，可以让动力从齿轮箱传递给后轮时保持在同一直线上，这样宝马工程师就能够方便地装配上他们成熟的驱动轴了。与水平横列四缸发动机一样抢眼的是，K100装备了博世电子燃油喷射系统，从而跻身世界上最早采用电喷的量产型摩托车之列。这台电喷四缸发动机可在8000r/min时输出最大功率65.7 kW，驱动重量243kg的K100突破200km/h的极速。
随着环保呼声越来越大、尾气排放标准越来越严，电子燃油喷射系统在摩托车上得到迅速推广使用。如今，电喷发动机已经成为摩托车的必备，甚至连50mL的代步小踏板，都使用了电子燃油。
双点火装置
虽然四冲程发动机排放比二冲程干净，但随着排放要求越来越严，同样需要不断提升环保技术来适应，如果达不到要求就得退市。近年来，我们已经看到不少达不到更严排放标准的经典名车，面临着退市停产的危险，如铃木“隼”GSX-R1300、川崎“六眼神魔”ZX-14R等。
让油气混合物充分燃烧，是降低排放污染的源头措施，很多厂家在方面动了不少脑筋，研发出有效技术，比如双点火装置。这一技术主要有两个优点：一是点火瞬间爆发出更强烈的火花，在短短的时间内有助于实现更快速、更充分的燃烧；二是由于备了双份，在其中一个点火失效的情况下，另一个仍能点火，减少了油气混合物不燃烧的可能性。这些优点，有助于让发动机燃烧得更充分、排放更干净，不足之处是增加了机械复杂性，提高了成本。
2014年杜卡迪MTS1200就搭载了双点火动力心脏。这台L型双缸发动机昵称Testastretta 11° DS，主要由两部分构成：第一部分是Testastretta 11°。鉴于超级跑车的Testastretta过于偏激，为了提高动力的友善性，杜卡迪工程师减少了气门重叠，从之前的41°降低到11°。这一变化，虽然略微减少了峰值动力，但是让全转速范围内运转更流畅、中段转速动力更丰沛，因而更加适合旅行摩托车之需。第二部分是DS，其实就是双点火的首写字母缩写。相较于上一代，杜卡迪工程师重新调整燃油喷嘴的位置，从之前的喷向相对较冷的进气道壁，改为直接喷向相对较热的进气门，此举增强了燃油的雾化效果。与此同时，杜卡迪重新引进了双火花塞点火，在更短的时间内实现了充分燃烧。
最终，这颗Testastretta 11° DS动力心脏表现更突出，在维持110.3kW（9250r/min）的强大功率同时，还增强了扭矩输出，最大扭矩提高至124.5N·m（7500r/min），而且中段转速表现更出色，同时进一步降低了排放污染。
三元催化转化器
在降低摩托车尾气排放污染方面，如果说双火花塞是管“前院”的话，那么三元催化转化器是负责“后院”，这是降低摩托车尾气污染很关键的一项技术。
催化转化器概念早在19世纪末就已经在法国出现了，当时只是简单地把铂、铱、钯这些金属镀在惰性材料的表面，然后把这些材料封进金属缸体中。第一位意识到汽车可能需要加装催化器的是法国化学家米歇尔·佛伦克尔，1909年他在第七届国际应用化学大会上提出了这一观点。另一位法国人机械工程师尤金·霍德利很关注烟气和发动机尾气带来的污染，1952年他研制出了催化转化器并注册了专利。不过，由于汽油中的抗爆震添加剂四乙基铅会污染催化剂，使催化转化器失效。上个70年代初迎来了转机，美国展开了一项“净化空气”行动，要求到1975年机动车的污染物排放必须减少75%。同时，1973年开始的含铅汽油淘汰计划也从侧面推动了催化转化器的发展。1975年，美国规定所有汽油车都必须加装催化转化器。
三元催化转化器在摩托车上的运用比汽车迟一些。1988年，宝马K家族迎来了新的里程碑，这就是全新亮相的K1。这款跑车不仅设计先锋前卫，而且技术站在了时代的前沿，搭载了环保理念先进的动力装置——配备了新的博世电子燃油喷射系统，最大功率是74 kW（8000r/min），最大扭矩则为100N·m（6750r/min），成为当时宝马动力最强的发动机；装配了全控制三元催化转化器，对于减少排放、保护环境具有重要意义。
由于各国环保法规日益严格，三元催化转化器在摩托车上得到了广泛使用。通过这一环保装置，发动机尾气先通过还原催化剂层以去除氮氧化物，接着通过氧化催化剂，把一氧化碳和未燃烧的碳氢化合物氧化成二氧化碳和水，从而有效降低了污染排放物。
新能源动力
尽管我们在摩托车动力装置上采取了种种措施，有效降低了排放污染，但是只要燃烧的是汽油，总有排放产生。因此，要做到绝对干净，那只有一个办法，就是替换发动机，改用电动机。目前，蓄电池技术已经相当成熟，效率高、零排放、长寿命。电动摩托车效能很高，可以达到90%，而汽油发动机的机械效率不到40%。环保主义者对电动摩托车特别欢迎，因为真正零排放的蓄电池，比氧传感器、三元催化转化器、电子燃油喷射系统等装置都管用得多。
用电动机来取代发动机，不是什么前沿预测，而是摆上日程计划的事情。甚至，连向来以保守著称的哈雷，都推出了电动摩托车LiveWire！
哈雷推出电动摩托车，不是脑瓜子突然发热，而是蓄谋已久的计划。早在2014年，他们就展出了颠覆哈雷传统的概念车Project LiveWire——没有V型双缸的震动，没有咆哮的雷声，没有汽油，没有离合器，没有换挡……这是与印象中的哈雷八杆子打不着关系的电动摩托车！2016年6月，哈雷负责全球需求的高级副总裁肖恩•卡明斯，在接受《密尔沃基商业杂志》采访时，透露5年之内，哈雷电动摩托车即将上市。
LiveWire搭载的再不是哈雷经典的V2发动机，动力装置改为锂离子电池驱动的永磁电机。最大的特点是，电动机的动力输出特性完全不同于汽油发动：发动机的扭矩输出随着转速变化而变化，需要将转速拉到一定数值时才能输出最大扭矩；电动机则没有“最大扭矩”的概念，换句话说，就是当你拧开“油门”的瞬间就已经获得强劲的力量，因此电动摩托车在起步加速方面具有先天优势。
正是得益于此，LiveWire不再需要档位，当然也就不再需要离合器，拧动油门把手，就直接出发啦！而且，由于不需要繁琐的操作离合器握杆、不再需要频频挂挡，且强劲的扭矩唾手可得、无需等待，LiveWire起步加速的劲头十足，特别是在走走停停、红绿灯遍布的城市街道优势尤其明显。当绿灯亮起，别的骑手还在忙着拉高转速并换挡时，你只需一拧油门，就已经“领先一步”！
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