阿特金森循环发动机 (Atkinson cycle Engine) 是一种基于容积内燃机的内燃机,采用膨胀比大于压缩比的特殊循环方式,旨在提升热效率(简单来说就是更省油)。
注:在奥托循环(四冲程循环)中,吸入空气时使用的压缩比和膨胀比相同,因此更高的压缩比通常意味着更高的热效率。对于普通的汽油发动机,过高的压缩比会导致混合气体在压缩冲程结束时过热并发生自燃现象,因此压缩比通常限制在 9 到 11 之间。
阿特金森循环通过增加膨胀比来提升热效率,从而达到省油的效果。尽管如此,它在低速行驶时的效率较低、扭矩不足,因此主要应用于混合动力汽车上。
阿特金森循环发动机的运行原理与四冲程发动机是一致的,同样包含四段循环:进气、压缩、燃烧和排气。下面我们通过四张分解示意图来展示这四个工作过程。
进气(Intake):
当活塞在曲轴的作用下从上止点移动到下止点时,气缸内压力下降。凸轮推动进气阀门打开,混合气体从进气口进入气缸内。
压缩(Compression):
凸轮关闭进气阀后,活塞在曲轴的带动下从下止点移动到上止点,混合气体被压缩。
燃烧(Combustion):
压缩后的混合气体由火花塞点燃,开始燃烧,活塞被推离上止点向下移动到下止点。
排气(Exhaust):
凸轮打开排气阀后,活塞在曲轴的带动下从下止点移动到上止点,燃烧后的气体被排出,凸轮关闭排气阀,再次进入进气行程。
如上所述,我们展示了阿特金森循环发动机的基本工作原理。尽管你可能不熟悉这种发动机,因为它并不常见,但自 1882 年诞生以来,它已经有着 138 年的历史。一直以来,它以牺牲性能来换取燃油效率(即较高的热效率)而为人所知,其复杂的机械结构阻碍了它进入主流市场。不可否认的是,阿特金森等一群工程师的智慧和努力,为这个行业做出了默默的贡献。