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?

2021-01-09 選車偵探

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。

1.什麼是阿特金森循環?

普通車輛上的汽油發動機大多數都使用了奧託循環,這個命名來自德國工程師尼古拉斯·奧託的名字,他在1876年將奧拓循環理論最先實現了實物工程化,發明了四衝程奧拓循環內燃機,並很快申請了專利。由於早期的汽油發動機做工粗糙,零部件可以承受的力量小,發動機的壓縮比非常小,也就是活塞從上止點到下止點的距離非常短,這種老式發動機雖然排量大,但動力並不強。

為了提高發動機的動力輸出,工程師開始慢慢提升發動機的壓縮比,由於工業水平有限,加上汽油的抗爆性,早期的發動機壓縮比也不能過大,因此一部分工程師另闢蹊徑,開始研究放大膨脹比,1882年,英國工程師詹姆斯·阿特金森研發了一種全新曲柄連杆結構,隨後也申請了專利,並命名為Atkinson阿特金森循環發動機,早期的阿特金森循環純粹依靠複雜的機械結構來增大膨脹比,活塞在壓縮行程和做功行程的位移並不相同。由不同的連杆協同工作來產生更長的膨脹行程,有效利用燃燒後的廢氣高壓,由於連杆結構非常複雜,早期的阿特金森並沒有普及,而如今的阿特金森循環更加先進。

新式阿特金森循環發動機使用電控制裝置來改變發動機正時,通過推遲進氣門關閉的辦法,在壓縮衝程中,從進氣門排出部分燃氣,這就相當於減少了進氣量,壓縮比自然也會變小,從而實現了膨脹比大於壓縮比的效果,引擎的膨脹比越大,代表膨脹行程中活塞運動的距離更遠、氣體膨脹的倍數更多、做的功也就越多,引擎的動力輸出就越大,熱效率就越高。而奧託循環的活塞行程是等長的,壓縮比和膨脹比相同。雖然從機械結構上和早期的阿特金森循環發動機完全不同,但在設計目的上一致。

2.阿特金森循環相比普通奧拓循環有何優缺點?

由於膨脹比增加,阿特金森循環發動機的做功行程就越長,通過提高做功行程的做功量,阿特金森擁有更加高效的燃油經濟性。但是同時,通過將部分混合氣推出氣缸的工作方式也會損失大量動力,阿特金森循環發動機將部分混合氣推出到氣缸外時,在低轉速時,本來就稀薄的混合氣在反流之後變得更少,這讓阿特金森循環發動機的低速扭矩變差,在車輛起步時動力不足。此外,較長的活塞行程也限制了發動機轉速的升高,要知道高轉速發動機都是短行程多缸體,阿特金森循環發動機只在中間轉速時才能發揮其動力。

3..阿特金森循環發動機的適用場合

由於低速扭矩小,阿特金森循環發動機配合電機就是一個很好的解決方案,在低速下,車輛甚至完全可以用電機作為動力,而到了中高速勻速行駛時,在合適的發動機轉速內,阿特金森循環發動機熱效率更高,提高燃油經濟性,當然這類車最大的特點就是動力不足,市場定位也非常明確,就是一個特點--省油。

但隨著消費者對車輛動力的需求越來越高,加上越來越多的年輕人成為購車群體,在高價位的市場,動力顯然比油耗更加重要,阿特金森循環發動機目前僅在少數日系品牌上使用,你覺得這種發動機和普通發動機哪個更先進呢,歡迎評論區留言討論。

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  • 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?
    早期的奧託循環發動機在說阿特金森循環之前,我們首先要清楚奧託循環。1862年法國一位工程師首先提出四衝程循環原理,1876年德國工程師尼古拉斯·奧託利用這個原理髮明了發動機,因這種發動機具有轉動平穩、噪聲小等優良性能,對工業影響很大,這種循環命名為奧託循環。