内燃机

同为更高效的热力学循环,阿特金森循环与米

发布时间:2025/3/18 13:42:58   

马自达的创驰蓝天发动机开创了内燃机领域的双循环风潮。这种双循环内燃机基于奥托循环,增加了阿特金森循环或米勒循环。虽然两者在实现方式上有所差异,但它们的目的完全一致:都是要使膨胀行程大于压缩行程,以提高内燃机的热效率。

这种新循环的好处在于每个循环能产生更多的功,从而提高内燃机的热效率。阿特金森循环与米勒循环的效率计算公式表明,在所有参数一致时,阿特金森循环的效率显然要比奥托循环的效率更高。

因此,如今内燃机引入阿特金森循环的目的,就是为了提高热效率,并且有足够严谨、成熟的理论作为依据。然而,现如今并不存在真正的阿特金森循环发动机,因为其结构过于复杂。

在19世纪末,詹姆斯·阿特金森研发的三款阿特金森发动机利用了复杂的机械结构来改变压缩和膨胀行程的长度。而如今,通过控制进气门的早关或晚关来缩短等效压缩行程,但不改变机械行程。因此,如今阿特金森循环的实现方式与过去有所不同。

总的来说,马自达的创驰蓝天发动机开创了内燃机领域的双循环风潮,而阿特金森循环和米勒循环所追求的目的是一样的,即提高内燃机的热效率。虽然现今并不存在真正的阿特金森循环发动机,但这种双循环的引入为内燃机的发展带来了新的可能性。

阿特金森和米勒循环发动机是汽车发动机领域的两大创新。阿特金森循环发动机的结构复杂,虽然可以提高燃油热效率,但附件增多导致机器更重、摩擦损耗更多,综合效率反而更低。

而米勒循环发动机通过进气门的提前关闭,实现了与阿特金森发动机相同的效果,但结构更加简单。詹姆士·阿特金森打造了三代阿特金森发动机,但由于不太贴合实际需求,未能大规模量产。

而罗尔夫·米勒则通过另一种方式实现了与阿特金森发动机相同的结果:压缩行程小于膨胀行程。米勒循环发动机通过进气门的提前关闭,缩短了等效压缩行程,而膨胀行程保持不变。

相比真·阿特金森发动机的复杂机械结构,米勒循环只是通过进气门提前关闭的方式来实现。这使得米勒循环发动机具备了实际的意义,其衍生技术还包括进气门晚关。

严谨而言,所有通过气门技术实现的发动机都可以视作米勒循环,而通过机械结构实现的则是阿特金森发动机。进气门早关和晚关,本质上是一样的:早关是少进气。不同品牌的发动机之所以在命名上有差异,更多是由于注册专利的原因。

比如,马自达注册了米勒,那么其他品牌只能称为阿特金森发动机,实际上它们是同一种技术。米勒循环发动机是如何缩短压缩行程的呢?其实,阿特金森/米勒循环的原理很简单。

当活塞从下止点上行至上止点时,燃烧室容积由ml缩减至50ml,压缩比为10:1。这种简单而高效的设计使得米勒循环发动机备受

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