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阿特金森循环和奥托循环对比各有什么优缺点?

 张一博tknuaodt 2018-02-24

奥托循环和阿特金森循环是现在内燃机采用的两种主要形式,奥托循环也就是我们现在最常见的发动机形式,他是德国人尼古拉斯奥托利在1876年发明成功的,也是第一种以吸气,压缩,做功,排气四个行程为一个循环的发动机,



阿特金森循环是由英国人


詹姆斯阿特金森在1882年在奥托循环的基础上利用一套复杂的连杆机构发明出来的,他的主要原理是在改变了奥托循环压缩比和膨胀比相等的设计,利用复杂的连杆结构让发动机的压缩比低于膨胀比,也就是发动机的压缩行程短,做功行程长的结构,这样可以增加发动机的压缩比,由于压缩行程并不是实际那么长也就解决了发动机爆震的问题,而长的做工行程可以增加热效率,但由于连杆结构体积比较大所以并不适合汽车使用,所以阿特金森循环大多用于大型船舶发动机上,

那么我们今天汽车用的阿特金森循环是


什么结构呢?我们今天所用的阿特金森循环发动机并没有用复杂的连杆,而是靠改变进气门关闭时间来达到缩短压缩行程的目的,这个方法是米勒在1940年对阿特金森循环进行了改进,放弃原来的连杆结构,改用进气气门关闭时间来代替连杆,这样就可以像奥托循环那样用于汽车上了,


以上奥托循环的发动机


的运行,压缩行程和膨胀行程是一样的。


以上的米勒循环,利用延迟进气门关闭时间


来达到和阿特金森循环连杆结构一样的效果。 那么阿特金森循环有什么优点呢?它的优势就是充分利用膨胀行程长的特点使发动机的热效率更好,油耗更低,但是缺点是也是有的,由于这种循环的特点发动机只能在一个相对合适的转速才能达到最佳热效率,在低速运转时这样延迟关闭进气门的方式会造成发动机低速动力比较差,而高速运转时又因为发动机膨胀行程长影响了发动机的功率,使发动机转速升高也收到限制了升功率也不高,所以阿特金森循环大多都是和混动车一起使用,因为混动车低速和高速都有电机驱动汽车,发动机只在相对合适的转速区间运转和发电,因为电机弥补了发动机的不足所以发动机可以充分利用自身优势达到节油的目的。


奥托循环优点是


运转平稳,可以在各个转速下都提供较好的动力输出,可以做到很高的升功率,但热效率不高,油耗没有阿特金森循环低,



但现在已经有汽车厂家把两个循环结合起来充分利用两个循环的优势来节油增加热效率,比如马自达的创驰蓝天发动机能用那么高的压缩比还可以用92号汽油其中有一部分原因就是利用了阿特金森循环的特点,还有丰田的2.0T发动机也是把涡轮增压和双循环结合起来使用来进一步降低油耗,以后可能会有更多这样采用双循环的发动机被应用到汽车上。

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