阿特金森循环是什么原理

阿特金森循环是一种发动机技术其原理主要在于实现膨胀比大于压缩比。

先来说说压缩比和膨胀比。压缩比是活塞在下止点时气缸容积与在上止点时气缸容积的比值反映混合燃料气被压缩的程度。膨胀比是内燃机做功冲程结束时气缸容积与开始时的比值体现燃烧后气体膨胀的程度。高压缩比让燃料分子和氧气分子距离更近燃烧更充分能提高发动机效率高膨胀比能加长做功行程有效利用燃烧后的高压也能提升效率。

阿特金森循环的发展有段历史。1876 年奥托制作出四冲程发动机其压缩比和膨胀比一致这就是奥托循环。后来为提升发动机动力工程师们想办法比如提高压缩比但会有爆震问题提高膨胀比是另一条路。1882 年阿特金森发明了通过复杂连杆机构实现膨胀比大于压缩比的发动机这种循环方式就叫阿特金森循环。原始的阿特金森发动机因复杂的曲柄连杆机构可靠性差尺寸重量大没量产。

现代阿特金森循环发动机采用可变气门正时技术推迟进气门关闭排出部分燃气减少进气量实现膨胀比大于压缩比。它和米勒循环技术原理相似只是丰田为避马自达专利而称其为阿特金森循环。

阿特金森循环的优势在于燃油经济性好能更充分利用燃烧能量降低油耗。但也有缺陷比如机械构造复杂体积不好控制不易维护进气行程小起步扭矩不足做功行程长不适合高速发动机。所以在大型船舶发动机或汽油发电机上应用较多。

后来有了更好办法让发动机在米勒循环和阿特金森循环间切换。可变正时气门技术能改变气门开闭时间低转速用奥托循环转速高后切换平衡动力和油耗。