什么是阿特金森循环?

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现在混动车比较火,大家看混动车的时候,经常提到这么一个概念叫阿特金森循环,阿特金森循环是什么意思呢,老胡今天简单给大家讲一讲。

大家都知道 传统的纯油动力的汽车,它发动机都是四行程的,无论是柴油机还是汽油机。基本的工作原理都分四个 四行程嘛,先是吸气 压缩 做功 排气,这就叫四个行程,发动机转两圈就完成这四个行程。这个是标准的工作行程 也叫奥拓循环。

阿特金森循环是什么情况呢,就是混动车用,因为阿特金森循环有一个什么特点呢,大家发现从汽车发动机问世以后,提高发动机的热效率,这是一个经久不衰的话题。

这么多年以来内燃机、汽车领域的专家们,为提升咱们这个车型的热效率,说白了就是省点油,进行了各种各样的研究,其中 阿特金森循环就是一种,它的原理说白了就是少吃饭多干活,这样的话油耗表现不就更高了嘛。

那它是怎么实现的呢,严格意义上讲 阿特金森循环的发动机,最早的工作原理就是延长做功行程,缩短圧缩行程,它是通过一套特别复杂的活塞连杆,还有曲轴 这套机械做到这一点。

但是过于复杂 制造成本过高,现在的厂家一般不用。现在用的所谓的阿特金森循环呢,只是在圧缩行程中,它的排气门推迟关闭,实际它有一部分行程没有在压缩,因为它排气门开着,正常讲它的行程开始是排气门关闭以后,才算是正常的圧缩行程,所以这个结构实现起来比较容易。

因为现在的发动机电控系统非常发达,比如说VVT-i技术 可变升程和气门正时,咱们的电控系统能做到,严格意义上讲 ,这是属于另外一种原理叫米勒循环。但是因为涉及到知识产权了,还有方方面面的原因吧,大家都愿意管它叫阿特金森循环。

这种循环有什么好处呢,第一就是油耗低,第二就是匹配混合动力,因为混合动力车大家要求的就是要省油么,所以阿特金森循环的发动机现在大行其道,但是它有它固有的弱点,就是低速起步状态动力不足。

为什么普通车型上用阿特金森循环的特别少呢,就是因为这个弱点 起步无力,那么混合动力车为什么用呢,就是因为混合动力车还有一套电动系统,在起步的时候 电动机介入工作,它的弱点就忽略不计了。

混合动力大热 ,而且各种各样的方式 ,什么双模的 三擎的,让人看的不是很懂,但是这些东西说到根,就是通过咱们现在的科技进步,整合咱们的发动机 发电机,还有电动机以及电控单元 传动系统,把它整合成一个有机体,通过各种各样方式的搭配,实现发动机的高效工作 节能减排。


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从内燃机广泛应用至今,动力的输出不断增涨,但是对于公路上占绝大多数的代步用车而言,一到两吨左右的车重有100到300马力已经足够,那么这个时候过大的动力就是浪费,而且到了80年代爆发的石油危机也造成燃油价格暴涨,车辆的使用成本大大增加。

对于发动机动力性能的研究从来都是首要需求,那么在增大排量增加转速等等以多燃烧燃油为条件的技术发展出来以后,能不能少烧油就能发挥出更多的能量呢?其实早在1880年詹姆斯·阿特金森博士就在研究如何提高内燃机的热效率。

现代我们常见的发动机采用的都是奥托循环,即每一个冲程的行程都是一样的,于是现在我们的突破点都在于热量管理和喷油控制。在1880年的时候没有电算化技术,阿特金森博士就复杂粗暴的设计了一套连杆结构,使得四冲程发动机的进气和压缩冲程小于做功和排气冲程,这样就可以喷更少的油但是做更多的功,又避免了过高的压缩比带来的爆震和金属强度极限。

但是阿特金森循环结构不仅写起来麻烦,机械结构更是复杂,又重又不能保证可靠性。于是研发出了米勒循环,米勒循环其实就是利用简单成熟的奥托循环改进而来的,基本机械结构相同,但是利用延迟关闭进气门的原理,将一部分吸进的混合气又吐了出去,这样就可以模拟出较短的进气压缩冲程,达到和阿特金森循环一样的节油目的,而且通过对气门机构的改动,米勒循环依然可以以奥拓循环做功提供更大的动力。

(文|文凤汽车/小拉车 大黑熊)


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