阿特金森循环发动机为什么效率高(阿特金森循环发动机好处)

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每天坚持更新一点汽车知识和汽车保养知识。为了避免错过每日推送，建议将此号设为明星或者添加桌面！感谢关注本号，了解更多汽车知识！如何有效利用燃料产生的能量是提高发动机效率的关键。这个话题从发动机诞生开始就一直在进行。从19世纪后期的阿特金森循环到20世纪40年代的米勒循环，压缩比原有的恒定值被一种“另类”的运行机制打破。，题目是关于“压缩比”的。要提高动力，提高压缩比是一种手段。提高燃油经济性，提高压缩比也是一种手段。但压缩比不可能无限提高，而在发动机历史的“古代”，这个问题就更难解决了。，人类的智慧往往会另辟蹊径。既然不可能提高压缩比，那就要提高“膨胀比”。

阿特金森循环发动机

1882年，詹姆斯阿特金森发明了一种发动机。与当时的奥托循环发动机不同，这种发动机的活塞排量在压缩冲程和做功冲程时是不同的。阿特金森发动机采用复杂的连杆作为活塞到曲轴的动力输出，活塞的实际行程如下图所示(阿特金森发动机活塞行程较长，动画中未显示)。

活塞的冲程用蓝、黄、红、绿四个色块表示，分别是吸气、压缩、做功和排气四个冲程

这种设计别出心裁，不同的连杆机构协同工作，使每个冲程范围不同，不仅有效改善了进排气条件，还使膨胀比大于压缩比成为阿特金森发动机的最大特点。更长的膨胀冲程可以更有效地利用燃烧后废气中仍然存在的高压，燃油效率高于奥托循环。

“连杆的引入不仅影响活塞冲程，而且改变作用在曲轴上的扭矩”

但复杂的连杆在体积和故障情况上都不如奥托发动机，所以在汽车上没有普及。而船用发动机、发电发动机等大型柴油机都在很大程度上借鉴了阿特金森发动机的这一特性，可谓一败涂地。至于阿特金森发动机中是否存在延迟关闭进气门使压缩比小于膨胀比的形式，目前没有研究(很多文献认为阿特金森循环采用延迟关闭进气门的方式，但没有依据。连杆机构对压缩比的调节和活塞行程长是阿特金森发动机的特点)，但真正使用这项技术的是后面的发动机。米勒循环发动机

1940年，米勒重新获得了这种不相等膨胀/压缩比的发动机，但放弃了复杂的连杆结构，使用气门正时来制造这种效果。解决方法是在吸气冲程结束时，延迟关闭阀门，这样会“吐出”一部分吸入的混合气，然后关闭阀门，开始压缩冲程。

上图为常规奥拓循环发动机的气门正时，下图为米勒循环的气门正时。

与常规发动机相比，米勒循环的进气门关闭较晚，部分进气逆向排出，排气门开启较晚，工作时间较长。

简单地控制阀门的开启和关闭时间会产生膨胀比大于压缩比的效果。与传统的奥托循环发动机相比，废气中包含的能量可以得到利用。(ps:阿特金森当时没想到用这种方式实现吗？我觉得应该是因为奥托循环发动机的专利，所以阿特金森不得不做。到米勒的时候，奥托循环发动机的专利已经到期。)

“1-2-3-4是传统发动机的PV图，6-2-3-5是阿特金森/米勒循环的PV图。阴影部分可以理解为阿特金森/米勒的额外活塞冲程及其使用的能量”

这种发动机的缺陷

很多读者都会意识到，有了可变进气正时技术，这种技术是非常容易实现的，为什么这种技术还没有在大范围的发动机上普及呢？原因如下1。独特的进气方式使得低速扭矩非常差。低速时，原本稀薄的混合气经过“逆流”后变少，使得这种发动机的低速扭矩性能非常差。显然，车辆没有足够的动力启动。没有人希望自己的车输在起跑线上，也没有厂家希望自己的产品落后于别人。2.活塞行程长不利于高速运转。长活塞行程确实可以充分利用燃油的能量，提高经济性，但也限制了转速的提升，加速性能变差，“动力起来”的性能指标会很低。对于追求性能尤其是高速性能的赛车发动机来说，冲程与活塞直径的比值会很低。在民用车辆中，为了平衡，冲程和缸径这两个数据通常是接近的。这使得阿特金森/米勒循环发动机处于一个非常尴尬的位置，它只能在转速的中间阶段有效发挥动力，这对于每天在路况复杂的城市交通中行驶的汽车来说是非常不利的，所以普通汽车不会使用这项技术。有许多非凡的汽车。现代阿特金森/米勒循环发动机

从现实情况来看，目前市面上的阿特金森循环发动机很少。丰田普锐斯虽然宣称使用阿特金森发动机，但从实际结构来看本质上是米勒循环。这是因为在1993年，马自达重新获得了米勒循环发动机，并装备了量产车。为了避免更多的麻烦，丰田只能说是阿特金森循环。

，两家公司采取两种不同的思路。马自达使用米勒循环发动机，以便通过这种方式减少爆震和提高功率，所以它配备了增压器来进一步提高功率(非常令人费解)。另一方面，丰田普锐斯为了节省燃料，利用了阿特金森/米勒循环发动机。

使用增压米勒循环马自达2.3S发动机。"

“这台发动机装备在马自达Millenia上”

由于阿特金森/米勒循环发动机充分利用了能量，受到各种节油混合动力汽车的青睐。他们不在乎低速“出状况”，高速“不用”。因为这两个时期都有电机给车轮供电，发动机大部分时间都在发电，所以发动机可以以最佳油耗的转速运行。利用电机的大扭矩弥补动力不足，动力总成互补，使得混合动力汽车在动力性和经济性方面都有突出表现。，通过阿特金森/米勒循环制造大功率发动机可能并不合适。即使马自达的发动机已经量产，但并没有开发出来，动力的提升基本上是增压的效果而不是循环的初衷。所以阿特金森/米勒循环更多的是用在混动车上，节油是它的职责。方便的点击【喜欢】和【观看】，让更多的人从你身上受益。

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