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市面上的“阿特金森”发动机是真的吗?

来源:汽车之家2016-03-07

  近些年随着气门正时可变技术的普及与进步,世面上涌现出很多具有“阿特金森循环”技术的发动机,而且这些发动机从结构上讲真的是阿特金森循环吗?

  市面上的“阿特金森循环”发动机是真的吗?

  近些年随着气门正时可变技术的普及与进步,世面上涌现出很多具有“阿特金森循环”技术的发动机,而且这些发动机从结构上讲真的是阿特金森循环吗?

  在聊循环方式前我们先要了解两个词,分别是压缩比和膨胀比。压缩比是指活塞在下止点时气缸的容积与活塞在上止点时气缸的容积之间的比值。形象的比喻就是好比一块海绵的体积是10立方厘米,然后你把它放手里一捏他变成了1立方厘米,10除以1就是这块海绵这次的的压缩比。

  理解了压缩比后其实就很容易理解膨胀比,形象的比喻就是一枚干海参很小,但是经过泡制后变得以前体积数倍,这就是膨胀比。市面上卖的汽油车所配发动机一般都采用奥托循环,奥托循环又称四冲程循环。四冲程分别为进气行程,压缩行程,做功行程,排气行程四个部分。

  奥托循环的原理决定了采用奥托循环的发动机压缩比等于膨胀比。为了提高发动机性能,工程师们想尽一切办法努力通过增加压缩比来实现更大的功率,但是汽油混合气有着他的无理极限,压缩比一味的高下去发动机会产生爆震,不但会伤害发动机,而且反而会导致发动机的功率下降。

  1882年英国工程师James Atkinson(詹姆斯·阿特金森)另辟蹊径,通过复杂的连杆巧妙的实现了活塞压缩行程小于活塞膨胀行程。这种巧妙的设计不仅提高了发动机的的进气效率,同时也使得发动机的燃烧效率有了有效的提升。

  更长的膨胀行程有效提高了爆燃后气体膨胀所带来的能量,所以,一般同等条件下燃油效率也比奥托循环更高一些。

  但是带来复杂的连杆结构同时也造成了发动机体积过大,同时高故障率的负面影响。因为体积与制造成本问题真正阿特金森循环发动机其实并没有在量产汽车上得以使用,而这种结构因为省油多用在大型船舶发动机或是汽油发电机上面。

  1940年美国人Miller(米勒)在对阿特金森发动机充分研究后,提出了另外一种压缩比小于膨胀比的概念,但是请注意,这次所用的方法并不是通过单纯的压缩行程与膨胀行程不对等而实现的压缩比小于膨胀比。虽然他们达到的效果是相同的,但是从结构上来说他们有着本质的区别。

  下面是阿特金森与米勒结构对比图

  阿特金森循环:

米勒循环:

  米勒循环舍弃了阿特金森循环所增加的复杂的连杆结构,从结构上大体恢复成了奥托循环的结构,而改进之处在于配气时机的不同。米勒循环通过延迟进气门关闭时间从而达到与阿特金森循环一样的效果。简单的讲就是当活塞到达下止点时候进气门延迟关闭,通过活塞向上运行排出一部分混合气(如果是直喷发动机就是空气),再关闭气门进行压缩。

  而目前中国市面销售的搭载“阿特金森循环”发动机的汽车品牌共有四家,分别是丰田、马自达、本田和大众。而从结构上讲这四家的“阿特金森”发动机都是通过改变气门关闭时间而实现的压缩比小于膨胀比。也就是说他们采用的其实都是米勒循环结构而非复杂连杆的阿特金森循环。

  既然他们都是米勒循环结构,又为什么都在产品传播层面统一采用“阿特金森循环”的字眼呢?

  根据可查的资料显示,马自达公司在1993年,将“米勒循环”注册专利,其他厂商如果在说是米勒循环就会产生侵权的后果,并因实际效果与阿特金森循环接近所以从丰田带头开始就叫阿特金森循环了。

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市面上的“阿特金森”发动机是真的吗?

2016-03-07 06:45:08 来源: 0 条评论
【摘要】 近些年随着气门正时可变技术的普及与进步,世面上涌现出很多具有“阿特金森循环”技术的发动机,而且这些发动机从结构上讲真的是阿特金森循环吗?

  近些年随着气门正时可变技术的普及与进步,世面上涌现出很多具有“阿特金森循环”技术的发动机,而且这些发动机从结构上讲真的是阿特金森循环吗?

  市面上的“阿特金森循环”发动机是真的吗?

  近些年随着气门正时可变技术的普及与进步,世面上涌现出很多具有“阿特金森循环”技术的发动机,而且这些发动机从结构上讲真的是阿特金森循环吗?

  在聊循环方式前我们先要了解两个词,分别是压缩比和膨胀比。压缩比是指活塞在下止点时气缸的容积与活塞在上止点时气缸的容积之间的比值。形象的比喻就是好比一块海绵的体积是10立方厘米,然后你把它放手里一捏他变成了1立方厘米,10除以1就是这块海绵这次的的压缩比。

  理解了压缩比后其实就很容易理解膨胀比,形象的比喻就是一枚干海参很小,但是经过泡制后变得以前体积数倍,这就是膨胀比。市面上卖的汽油车所配发动机一般都采用奥托循环,奥托循环又称四冲程循环。四冲程分别为进气行程,压缩行程,做功行程,排气行程四个部分。

  奥托循环的原理决定了采用奥托循环的发动机压缩比等于膨胀比。为了提高发动机性能,工程师们想尽一切办法努力通过增加压缩比来实现更大的功率,但是汽油混合气有着他的无理极限,压缩比一味的高下去发动机会产生爆震,不但会伤害发动机,而且反而会导致发动机的功率下降。

  1882年英国工程师James Atkinson(詹姆斯·阿特金森)另辟蹊径,通过复杂的连杆巧妙的实现了活塞压缩行程小于活塞膨胀行程。这种巧妙的设计不仅提高了发动机的的进气效率,同时也使得发动机的燃烧效率有了有效的提升。

  更长的膨胀行程有效提高了爆燃后气体膨胀所带来的能量,所以,一般同等条件下燃油效率也比奥托循环更高一些。

  但是带来复杂的连杆结构同时也造成了发动机体积过大,同时高故障率的负面影响。因为体积与制造成本问题真正阿特金森循环发动机其实并没有在量产汽车上得以使用,而这种结构因为省油多用在大型船舶发动机或是汽油发电机上面。

  1940年美国人Miller(米勒)在对阿特金森发动机充分研究后,提出了另外一种压缩比小于膨胀比的概念,但是请注意,这次所用的方法并不是通过单纯的压缩行程与膨胀行程不对等而实现的压缩比小于膨胀比。虽然他们达到的效果是相同的,但是从结构上来说他们有着本质的区别。

  下面是阿特金森与米勒结构对比图

  阿特金森循环:

米勒循环:

  米勒循环舍弃了阿特金森循环所增加的复杂的连杆结构,从结构上大体恢复成了奥托循环的结构,而改进之处在于配气时机的不同。米勒循环通过延迟进气门关闭时间从而达到与阿特金森循环一样的效果。简单的讲就是当活塞到达下止点时候进气门延迟关闭,通过活塞向上运行排出一部分混合气(如果是直喷发动机就是空气),再关闭气门进行压缩。

  而目前中国市面销售的搭载“阿特金森循环”发动机的汽车品牌共有四家,分别是丰田、马自达、本田和大众。而从结构上讲这四家的“阿特金森”发动机都是通过改变气门关闭时间而实现的压缩比小于膨胀比。也就是说他们采用的其实都是米勒循环结构而非复杂连杆的阿特金森循环。

  既然他们都是米勒循环结构,又为什么都在产品传播层面统一采用“阿特金森循环”的字眼呢?

  根据可查的资料显示,马自达公司在1993年,将“米勒循环”注册专利,其他厂商如果在说是米勒循环就会产生侵权的后果,并因实际效果与阿特金森循环接近所以从丰田带头开始就叫阿特金森循环了。

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