「車叔講堂」一文看懂奧託、阿特金森、米勒循環

2021-01-08 車叔說車AR

對汽車感興趣或是打算買車的朋友應該都聽過阿特金森循環或米勒循環這些名詞,雖然聽起來相當高大上,但聽銷售顧問講完,總感覺雲裡霧裡不知所云。最關鍵的是,聽完一番介紹後,自己對這項技術的優勢也並沒有了解的特別充分。通過這篇文章,車叔帶大家一起了解這幾種循環,並說明它們各自的優缺點,方便大家在選購過程中做出理性判斷,而不是被各種包裝的話術迷惑。

奧託循環

奧託循環可以說是四衝程內燃機工作的基本循環,奧託循環的一個工作周期由吸氣、壓縮、膨脹做功和排氣四個衝程組成,並且在奧託循環的每個衝程,活塞行程都保持一致,它也是定容加熱的理想熱力循環。

它同時也是主流內燃機的基本工作原理,雖然不同廠家在發動機的技術上有各自亮點,但它們也都是建立在奧託循環的基礎之上。

奧託循環的優點是運轉平順,發動機結構相對簡單,對配氣機構不用做特殊調教就可以做到很高的升功率,而且在各轉速下發動機都能提供較好的動力輸出。但它同時也存在缺點,就是它的燃油效率比較差,已經不能滿足當代社會的需求。

阿特金森循環

阿特金森循環應該是朋友們聽的比較多的一種內燃機循環,特別是豐田車型上經常會提到這項技術。在搞清楚阿特金森循環之前,我們先了解一下壓縮比和膨脹比,所謂壓縮比即壓縮行程中活塞運行至下止點的汽缸容積與活塞在上止點時汽缸容積的比值;而膨脹比指做功衝程結束時汽缸容積與做功衝程開始時汽缸容積的比值。在奧託循環中壓縮比與膨脹比相同,這對提高燃油效率並不能起到積極作用,而在阿特金森循環中,膨脹比會大於壓縮比,這意味著在壓縮行程較短的情況下,卻能夠有更長的做功行程,做功行程更長相當於在壓縮行程中取得了更多的能量。這就直接提升了燃油效率。

阿特金森循環最初由英國工程師詹姆斯·阿特金森發明,在該循環發明之初,阿特金森本人設計了一套超複雜的連杆機構,使得活塞的做功行程大於活塞的壓縮行程。雖然他的想法以及設計非常天才,但這種複雜的連杆機構並不利於發動機高速運轉,而且後期維護非常麻煩。

不過總有一些喜歡秀技術的品牌熱衷於實現這種複雜機構,畢竟難度更大的轉子發動機都能量產更何況相對簡單地往復式發動機。經過本田的一再努力,最終本田EXLink系列發動機被造了出來,但遺憾的是,這臺發動機的最高轉速只能維持在2000轉附近,該發動機無法通過提高轉速來壓榨更多動力,所以該發動機並不具備實用性,最終本田不得不放棄這種最忠於阿特金森原型的阿特金森發動機。

而此後的發動機都是通過推遲關閉進氣門來實現阿特金森循環,在阿特金森循環裡,當發動機開始壓縮行程後,進氣門並不會立即關閉,而是會在壓縮行程持續一小段時間後再關閉,此時會將部分混合氣從進氣管吐出汽缸。真正的壓縮行程會從進氣門關閉開始算起,所以做功行程自然會比壓縮行程更長一些。這樣一來也大幅提高了阿特金森循環的燃燒效率。

但阿特金森循環也存在一些缺點,就是低扭偏弱。在壓縮行程,將本就稀薄的混合氣還吐出去一部分,這就使得燃燒變得更加困難,所以阿特金森循環更適用於發動機低負載的中高速工況。

米勒循環

米勒循環的原理與阿特金森循環保持一致,都是讓發動機的膨脹比大於壓縮比從而榨取更多動力,但在實現方式上卻略有不同。米勒循環在進氣過程中,通過提前關閉進氣門讓實際進入汽缸的混合氣小於理論值,從而起到降低發動機實際壓縮比的作用,這樣一來得到的膨脹比也會大於壓縮比,所以燃燒效率也會得到相應提升。而且米勒循環因為提前關閉進氣門的緣故,可以適當地對汽缸內的油氣混合物起到降溫作用,所以米勒循環還能有效改善內燃機爆震現象。

但米勒循環同樣存在缺點,因為進入汽缸的混合氣並沒有形成非常強烈的湍流,所以它會出現與阿特金森循環相同的問題,就是高負載情況下功率不足。

不過現階段日系品牌對米勒循環和阿特金森循環實現的方式基本一致,都是通過推遲關閉進氣門實現降低壓縮比,只是馬自達對米勒循環進行了註冊,所以為了規避專利,其他品牌都會將自己的循環稱為阿特金森循環。而最忠於米勒循環原型的則是大眾品牌的發動機,它們往往通過提前關閉進氣門以降低發動機實際壓縮比從而提高發動機燃燒效率。

不過在買車過程中,各位朋友大可不必擔心各種循環的缺點,因為各大品牌都會通過複雜的配氣機構讓發動機在阿特金森/米勒循環和奧託循環之間切換,從而彌補各循環的弱項讓車輛始終處於動力充沛且高效的狀態。

相關焦點

  • 怎麼區分發動機的奧託循環與米勒循環、阿特金森循環?
    ,至於膨脹比是指發動機做功衝程結束時的發動機氣缸容積與開始做功時的氣缸容積的比,在奧託發明的發動機裡面這兩個數據是一樣的,奧託循環裡面發動機的壓縮衝程是從活塞下止點就開始的,一直壓縮到上止點才結束,這一點與阿特金森、米勒循環存在很大的不一樣,也可以說這是他們真正的區別。
  • 奧託、阿特金森、米勒?從頭認識汽車發動機的三種循環
    為了規避專利,同時也為了提高發動機的熱效率,詹姆斯·阿特金森研製了一款發動機,其通過複雜的連杆巧妙的實現了活塞壓縮行程小於活塞膨脹行程,即壓縮比<膨脹比。效果如何呢?舉個例子:子彈分別從手槍和步槍中發射,後者射程遠更一樣,是因為步槍槍管更長,火藥氣體做功的距離也就更長。自然,使用阿特金森循環的內燃機熱效率比奧託循環的更好。
  • 奧託循環發動機、阿特金森循環發動機以及米勒循環發動機的區別
    今天來了解一下奧託循環發動機、阿特金森循環發動機以及米勒循環發動機之間有什麼區別。在區分之前,我認為首先要把發動機的四衝程以及壓縮比和膨脹比都得搞明白了,這樣這些發動機的區別也就自然理解了。先來看看什麼是四衝程凡發動機曲軸每旋轉兩轉,即活塞上下往復動動四個行程而完成一個工作循環的發動機。工作循環是指發動機由進氣、壓縮、燃燒膨脹(做功)、排氣行程所組成的工作進程。發動機完成一次進氣,壓縮、做功、排氣的進程稱為一個工作循環,也稱一個周期。多數情況下,SKYACTIV以米勒循環模式運轉。
  • 012 阿特金森和米勒循環
    仔細查閱才知道,其實這兩種循環很類似,只是其實現方式略有差別。其實質利用原理均是做功膨脹比>壓縮比!奧託循環vs米勒&阿特金森循環。(© Animated Engines)如圖陰影處所帶來的收益,就是其中一個大家所說的增加做功方面的收益!
  • 【科普文章】奧託循環、米勒循環、阿特金森循環發動機你還傻傻分不清嗎?
    一、奧託循環發動機( Otto cycle)我們現在汽車用的發動機普遍都是奧託循環,也就是四衝程循環發動機。所謂的四衝程發動機就是進氣衝程、壓縮衝程、做功衝程和排氣衝程。這個就是奧託循環發動機的工作過程,只有知道了普通發動機是如何工作的,那對於米勒循環和阿特金森循環才能知道有何不同。
  • 深度解讀發動機阿特金森和米勒循環
    想要提高燃油經濟型,提高壓縮比也是一個手段。但壓縮比不能無限提升,而且在發動機歷史中的「遠古時代」,這個問題就更難解決了。不過人類的智慧經常另闢蹊徑,既然無法提高壓縮比,那就把「膨脹比」搞大。● 阿特金森循環發動機1882年,JamesAtkinson發明了一款發動機,與當時的奧託循環發動機不同的是,這款發動機壓縮行程和做功行程時,活塞的位移是不一樣的。
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    #老司機聊汽車知識#問題:豐田阿特金森循環發動機技術水平怎樣,雙擎動力有哪些技術亮點?近期有些網友諮詢豐田混動汽車的技術與品質問題,在此統一做個總結。首先豐田使用的內燃機並非標準阿特金森結構,結構特點是功能相當的「米勒循環」;至於錯誤的命名當然有原因,是規避些什麼就不討論了,不夠需要說明兩點。
  • 阿特金森循環(米勒循環)奧拓循環
    雷克薩斯ES 300阿特金森循環力求發動機做功行程大於壓縮行程,傳統阿特金森循環曲軸、連杆結構複雜,不利於實際量產。所以出現了等效的米勒循環,是一個取巧的套路,現如今的過發動機度膨脹技術其實就是米勒循環。
  • 阿特金森循環等於米勒循環?為啥大眾和豐田的米勒循環進氣門策略完全相反?
    最近有小夥伴在購買豐田車的時候,聽到銷售員介紹發動機採用了「阿特金森循環」,感覺是個很高大上又很有技術含量的字眼,由於不了解當場不敢回應
  • 阿特金森循環等於米勒循環?為啥大眾和豐田進氣門策略完全相反?
    最近有小夥伴在購買豐田車的時候,聽到銷售員介紹發動機採用了「阿特金森循環」,感覺是個很高大上又很有技術含量的字眼,由於不了解當場不敢回應,回來趕緊諮詢我們是什麼意思?有什麼神奇之處。今天,我們就來跟大家稍微分析下這個問題。
  • 阿特金森循環發動機這麼好,豐田為什麼不用在燃油車上?
    假如阿特金森是奧託循環的升級版,那麼米勒循環則是阿特金森循環的進一步簡化,兩者都是基於奧託循環,通過壓縮比做功行程小的行程來降低油耗,只不過結構和工作原理不同。米勒循環過程中,活塞由下而上的行程與做功行程相同,對於活塞來說,還是一個完整的奧託循環,但是使用延遲關閉進氣門的方法可以達到減小壓縮行程的目的,因為進氣門關閉時間較晚,吸入的空氣會有部分排出,所以實際壓縮的空氣量仍然較少,因此與阿特金森循環相比,其本質上並無太大差別,但其結構簡單,也不存在因複雜而帶來的缺陷,這正是目前所謂的「阿特金森循環發動機」真正採用的循環方式,因為馬自達以前掌握了專利
  • 什麼是米勒循環?大眾主力車型居然都在用
    這種循環目前也擁有三大優化技術,它們分別是阿特金森循環、米勒循環、奧託循環,那今天我們要來說的就是這個米勒循環,它也是目前在四衝程技術上做得最好、燃油經濟性與動力性兼顧得最到位的循環模式,下面我們具體來了解一下它。米勒循環是什麼?
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    內燃機與電驅系統傳祺GS4PHEV的內燃機為「3B15J1型1.5T」,這是臺直列三缸且採用缸內直噴技術的小排量增壓機。知識點:3B15J1型1.5T採用了「米勒循環」技術,這種技術是與「阿特金森循環」相同的概念,特點為低轉速扭矩很差、高轉速功率很低,且額定功率是很難出現的。以此類發動機為基礎打造的插電式混動汽車大多性能都很弱,因其主要運行模式為增程式駕駛。
  • 阿特金森循環發動機對比普通發動機,到底哪種發動機更好?
    說起阿特金森循環,往往廠家會宣傳其省油的特性,同時我們在混合動力車上更容易看到這類發動機,那麼什麼叫阿特金森循環?這類發動機的技術先進嗎?為什麼沒有在汽車市場上大面積普及呢,下面我們選車偵探就帶著這些疑問,詳細分析阿特金森循環發動機和普通發動機的不同之處,看看到底哪種發動機更好。
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  • 提升燃燒率並減少汙染的米勒循環,馬自達、大眾汽車都在用
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    值得關注的是,第三代哈弗H6 2.0T智能四驅版搭載的是第一款中國量產米勒循環發動機-GW4N20 2.0TGDI,以它為代表,中國SUV 2.0T發動機技術的突飛猛進為汽車產業加速復甦再添信心,也給消費者帶來更多期待。
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    阿特金森循環結合高壓縮比阿特金森是汽油內燃機的一種熱循環名稱,在奧拓循環、米勒循環以及阿特金森這三種循環形式中,後者在理論上可以說是內燃機熱循環銷量最高的,而奧拓循環則是動力最強的。我們將四衝程發動機的工作過程拆解,得出進氣、壓縮、做功和排氣這四個單獨的步驟。