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阿特金森循环发动机对比普通发动机,到底哪种发动机更好?

终落空 2020-09-16 14:50:31

说起阿特金森循环,往往厂家会宣传其省油的特性,同时我们在混合动力车上更容易看到这类发动机,那么什么叫阿特金森循环?这类发动机的技术先进吗?为什么没有在汽车市场上大面积普及呢?到底哪种发动机更好?


阿特金森循环发动机对比普通发动机,到底哪种发动机更好?

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1.什么是阿特金森循环?


普通车辆上的汽油发动机大多数都使用了奥托循环,这个命名来自德国工程师尼古拉斯·奥托的名字,他在1876年将奥拓循环理论最先实现了实物工程化,发明了四冲程奥拓循环内燃机,并很快申请了专利。由于早期的汽油发动机做工粗糙,零部件可以承受的力量小,发动机的压缩比非常小,也就是活塞从上止点到下止点的距离非常短,这种老式发动机虽然排量大,但动力并不强。



为了提高发动机的动力输出,工程师开始慢慢提升发动机的压缩比,由于工业水平有限,加上汽油的抗爆性,早期的发动机压缩比也不能过大,因此一部分工程师另辟蹊径,开始研究放大膨胀比,1882年,英国工程师詹姆斯·阿特金森研发了一种全新曲柄连杆结构,随后也申请了专利,并命名为Atkinson阿特金森循环发动机,早期的阿特金森循环纯粹依靠复杂的机械结构来增大膨胀比,活塞在压缩行程和做功行程的位移并不相同。由不同的连杆协同工作来产生更长的膨胀行程,有效利用燃烧后的废气高压,由于连杆结构非常复杂,早期的阿特金森并没有普及,而如今的阿特金森循环更加先进。



新式阿特金森循环发动机使用电控制装置来改变发动机正时,通过推迟进气门关闭的办法,在压缩冲程中,从进气门排出部分燃气,这就相当于减少了进气量,压缩比自然也会变小,从而实现了膨胀比大于压缩比的效果,引擎的膨胀比越大,代表膨胀行程中活塞运动的距离更远、气体膨胀的倍数更多、做的功也就越多,引擎的动力输出就越大,热效率就越高。而奥托循环的活塞行程是等长的,压缩比和膨胀比相同。虽然从机械结构上和早期的阿特金森循环发动机完全不同,但在设计目的上一致。




2.阿特金森循环相比普通奥拓循环有何优缺点?


由于膨胀比增加,阿特金森循环发动机的做功行程就越长,通过提高做功行程的做功量,阿特金森拥有更加高效的燃油经济性。但是同时,通过将部分混合气推出气缸的工作方式也会损失大量动力,阿特金森循环发动机将部分混合气推出到气缸外时,在低转速时,本来就稀薄的混合气在反流之后变得更少,这让阿特金森循环发动机的低速扭矩变差,在车辆起步时动力不足。此外,较长的活塞行程也限制了发动机转速的升高,要知道高转速发动机都是短行程多缸体,阿特金森循环发动机只在中间转速时才能发挥其动力。



3..阿特金森循环发动机的适用场合


由于低速扭矩小,阿特金森循环发动机配合电机就是一个很好的解决方案,在低速下,车辆甚至完全可以用电机作为动力,而到了中高速匀速行驶时,在合适的发动机转速内,阿特金森循环发动机热效率更高,提高燃油经济性,当然这类车最大的特点就是动力不足,市场定位也非常明确,就是一个特点--省油。



但随着消费者对车辆动力的需求越来越高,加上越来越多的年轻人成为购车群体,在高价位的市场,动力显然比油耗更加重要,阿特金森循环发动机目前仅在少数日系品牌上使用。

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