今天的主題呢,就是關(guān)于發(fā)動(dòng)機(jī)的各種工作循環(huán)種類,什么叫奧托循環(huán)發(fā)動(dòng)機(jī)、阿特金森循環(huán)發(fā)動(dòng)機(jī)以及米勒循環(huán)發(fā)動(dòng)機(jī)。 是不是聽(tīng)著挺拗口的,其實(shí)就三個(gè)名字而已,別放在心上。 首先要知道這幾個(gè)小知識(shí) 在區(qū)分它們之前,有3個(gè)小知識(shí)點(diǎn)需要先跟大家分享一下,打好地基才好辦事兒嘛: 發(fā)動(dòng)機(jī)四沖程 我們知道,汽車要在發(fā)動(dòng)機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)下才能行進(jìn),那么現(xiàn)在最常見(jiàn)的往復(fù)式汽油發(fā)動(dòng)機(jī)是怎么工作的呢? 其實(shí)它們主要分為四個(gè)沖程。 1、吸氣沖程:進(jìn)氣門打開(kāi),活塞落下,燃油和空氣的混合物進(jìn)入汽缸,當(dāng)活塞運(yùn)動(dòng)至最低時(shí),進(jìn)氣閥關(guān)閉。 2、壓縮沖程:進(jìn)氣門與排氣門關(guān)閉,活塞向上運(yùn)動(dòng),燃油和空氣的混合氣體被壓縮,當(dāng)活塞運(yùn)動(dòng)至最頂部時(shí),壓縮沖程結(jié)束。 3、做功(膨脹)沖程:火花塞點(diǎn)燃混和氣體,燃燒的氣體急劇膨脹,推動(dòng)活塞下行,產(chǎn)生機(jī)械能。 4、排氣沖程:排氣門打開(kāi),活塞向上運(yùn)動(dòng),將燃燒后的廢氣排出,排出后排氣門關(guān)閉。 發(fā)動(dòng)機(jī)壓縮比 壓縮比是氣缸內(nèi)活塞在下止點(diǎn)時(shí)的最大體積與活塞在上止點(diǎn)時(shí)最小體積的比值。這是發(fā)生在壓縮沖程的事情。 發(fā)動(dòng)機(jī)膨脹比 膨脹比與壓縮比正好相反,氣缸內(nèi)做功沖程結(jié)束時(shí)的最大體積與做功沖程開(kāi)始時(shí)的最小體積的比值。這是發(fā)生在做功(膨脹)沖程的事情。 好啦,在知道這幾個(gè)小知識(shí)點(diǎn)后,下面就要開(kāi)始正戲了哦~ 奧托 VS 阿特金森 VS米勒 奧托循環(huán)發(fā)動(dòng)機(jī) 汽車中的奧托循環(huán)發(fā)動(dòng)機(jī)是一個(gè)四沖程循環(huán)發(fā)動(dòng)機(jī),大概的工作步驟就如同咱們剛剛說(shuō)的四沖程一樣。 這是個(gè)很“單純”的發(fā)動(dòng)機(jī),每一個(gè)沖程,活塞的往復(fù)行程都是一樣長(zhǎng)的,不懂得偷懶。而且單純的發(fā)動(dòng)機(jī),“心事”往往就特別少,“吃”(燃油消耗)的自然就多了。 這樣,我們?nèi)祟惪删涂床幌氯チ?。你作為一個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)不能這么吃,該省省了。我們掙點(diǎn)兒錢也不容易,還得給你們買燃油,嗯,必須要好好改造改造你。 那么怎么改造呢?無(wú)非就是讓發(fā)動(dòng)機(jī)少吃飯,多干活唄! 發(fā)動(dòng)機(jī)心說(shuō):想得美,等著瞧! 阿特金森循環(huán)發(fā)動(dòng)機(jī) 于是乎,一個(gè)特別能“zuo”的人出現(xiàn)了,他叫阿特金森。 他的想法就是增大發(fā)動(dòng)機(jī)的膨脹比,讓做功(膨脹)行程大于壓縮行程。增大了做功行程,“飯量”(燃油)又沒(méi)怎么增加,同時(shí)還提升了燃油效率,簡(jiǎn)直完美。 課外小知識(shí) 其實(shí)增大發(fā)動(dòng)機(jī)壓縮比也同樣可以達(dá)到提高燃油經(jīng)濟(jì)性的目的,加大空氣攝入量,使燃油充分混合、燃燒。 不過(guò),給它加大了工作量,就有罷工的可能。也就是咱們說(shuō)的爆震:受限于汽油特性,一味單純地增加壓縮比就會(huì)容易引起爆震。 爆震可以看做是燃燒室內(nèi)不正常燃燒,從而引發(fā)壓力失常,并產(chǎn)生不同燃燒程度的火焰間相互碰撞出現(xiàn)異響的現(xiàn)象。 不過(guò),這位阿特金森先生發(fā)明的發(fā)動(dòng)機(jī)比較復(fù)雜,使用了復(fù)雜的連桿機(jī)構(gòu),讓活塞在往復(fù)運(yùn)動(dòng)時(shí),壓縮行程短于膨脹行程,從而實(shí)現(xiàn)了膨脹比大于壓縮比的目的。 這樣發(fā)動(dòng)機(jī)燃效是解決了,但復(fù)雜的結(jié)構(gòu)就注定擁有一個(gè)大的體積,而且相比奧托發(fā)動(dòng)機(jī),也更容易出現(xiàn)故障。 就像為了讓一個(gè)人多干活,給他強(qiáng)加三頭六臂,使勁壓迫他一樣,早晚會(huì)生病的。 因此,出于“人道”主義,現(xiàn)階段已經(jīng)很少有主機(jī)廠會(huì)采用這種方式了。當(dāng)然,本田EXlink系列發(fā)動(dòng)機(jī)除外,它還是比較純粹的阿特金森啦。 那么,這下該怎么辦呢?總不能為了“人道”,放棄自己壓迫發(fā)動(dòng)機(jī)的夢(mèng)想呢。 米勒循環(huán)發(fā)動(dòng)機(jī) 沒(méi)關(guān)系,人類在遇到困境時(shí),往往有救世主出現(xiàn) 1940年,一個(gè)叫米勒的人成為了英雄。他和阿特金森的想法相同,就是膨脹比要大于壓縮比。 不過(guò),米勒是個(gè)“微創(chuàng)手術(shù)專家”,他懂得四兩撥千斤的道理。 米勒通過(guò)改變氣門開(kāi)閉時(shí)間,就實(shí)現(xiàn)了膨脹比大于壓縮比的目的。不像阿特金森那樣,對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)身體造成極大的摧殘。 簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō),米勒循環(huán)發(fā)動(dòng)機(jī)在活塞做完吸氣沖程時(shí),并不會(huì)立即關(guān)閉進(jìn)氣門,而是選擇延遲關(guān)閉,當(dāng)活塞開(kāi)始向上移動(dòng)一段位置后,才會(huì)關(guān)閉。 而此時(shí)才是發(fā)動(dòng)機(jī)真正壓縮行程的起點(diǎn)。因此壓縮行程變短,自然而然,膨脹比就大于壓縮比了。 不過(guò),隨著現(xiàn)在技術(shù)的發(fā)展和融合,阿特金森循環(huán)發(fā)動(dòng)機(jī)現(xiàn)在已經(jīng)基本把米勒循環(huán)發(fā)動(dòng)機(jī)上的那套東西給“偷師”過(guò)來(lái)了,它倆親的和一家人一樣。 而且還有一種說(shuō)法是,阿特金森循環(huán)發(fā)動(dòng)機(jī)的進(jìn)氣門關(guān)閉延遲時(shí)間更晚,當(dāng)然,這些都是無(wú)從考證的,當(dāng)個(gè)熱鬧看就好了。 對(duì)了,這里分享個(gè)關(guān)于米勒發(fā)動(dòng)機(jī)的小故事,主角是豐田和馬自達(dá)。 豐田和馬自達(dá)的小故事 我們知道,在汽車領(lǐng)域中,米勒循環(huán)發(fā)動(dòng)機(jī)的實(shí)用性要遠(yuǎn)高于復(fù)雜且維護(hù)成本高的阿特金森,而且豐田自家的發(fā)動(dòng)機(jī)也是利用了延遲關(guān)閉氣門的方式來(lái)提升膨脹比,但豐田為什么聲稱自己是阿特金森循環(huán)發(fā)動(dòng)機(jī)呢? 其實(shí)原因就是因?yàn)椤皩@倍郑S田可不敢多說(shuō)話~ 1993年,馬自達(dá)把米勒循環(huán)技術(shù)運(yùn)用到了自家的2.3L KJ-ZEM六缸發(fā)動(dòng)機(jī)上,并申請(qǐng)了專利,雖然這項(xiàng)專利在2008年已經(jīng)失效。但當(dāng)時(shí),豐田為了免去一大筆專利費(fèi),這才改叫阿特金森發(fā)動(dòng)機(jī)。 不久前,豐田收購(gòu)了馬自達(dá)5%的股份,雖然沒(méi)有具體到發(fā)動(dòng)機(jī)細(xì)節(jié)方面的事宜,但兩者的相互融合肯定會(huì)更加“肆無(wú)忌憚”。 好啦,故事講完了,我們的發(fā)動(dòng)機(jī)知識(shí)也講完了,小伙伴們,還記得今天的內(nèi)容么? 三大循環(huán)發(fā)動(dòng)機(jī)總結(jié) 最原始的奧托發(fā)動(dòng)機(jī),膨脹比和壓縮比相同。 阿特金森循環(huán)發(fā)動(dòng)機(jī)和米勒循環(huán)發(fā)動(dòng)機(jī),膨脹比都大于壓縮比,只是實(shí)現(xiàn)方式不同。 前者需要連桿機(jī)構(gòu)來(lái)改變活塞行程,后者則是改變配氣機(jī)構(gòu)。 如果完全相同的發(fā)動(dòng)機(jī)(排量、進(jìn)排氣方式等等完全一致),奧托循環(huán)發(fā)動(dòng)機(jī)的燃油經(jīng)濟(jì)性顯然沒(méi)有阿特金森和米勒循環(huán)發(fā)動(dòng)機(jī)好。 不過(guò),在低速扭力和高轉(zhuǎn)速動(dòng)力上,奧托循環(huán)發(fā)動(dòng)機(jī)則更有優(yōu)勢(shì)。畢竟吃得飽才有力,像“壓迫”干活這種方式,總還是有弱點(diǎn)的。 現(xiàn)代文明社會(huì),可不會(huì)放任這種壓迫繼續(xù)下去,因此,這類發(fā)動(dòng)機(jī)終于得救了,它們就是電動(dòng)機(jī)和雙循環(huán)。 混動(dòng)車型通過(guò)自己的電動(dòng)機(jī)來(lái)解決阿特金森/米勒循環(huán)發(fā)動(dòng)機(jī)在低速扭力和高轉(zhuǎn)速動(dòng)力不足的問(wèn)題。 對(duì)于非混動(dòng)車型而言,善良的主機(jī)廠想到了由“壯漢”奧托循環(huán)進(jìn)行輔助的雙循環(huán)技術(shù)。 我們可以拿馬自達(dá)的創(chuàng)馳藍(lán)天發(fā)動(dòng)機(jī)和英菲尼迪的VC-Turbo發(fā)動(dòng)機(jī)來(lái)舉例說(shuō)明。 創(chuàng)馳藍(lán)天采用的是奧托循環(huán)與米勒循環(huán)技術(shù)。 VC-Turbo采用的是奧托循環(huán)與阿特金森(其實(shí)也是米勒)循環(huán)技術(shù)。 兩款發(fā)動(dòng)機(jī)都會(huì)在發(fā)動(dòng)機(jī)需要迸發(fā)動(dòng)力時(shí)轉(zhuǎn)換到奧托循環(huán),其中VC-Turbo還有可變壓縮比,可以切換到8:1的壓縮比來(lái)獲得極致的動(dòng)力輸出。 好啦,今天的內(nèi)容就到這里啦,各位小伙伴都看明白了么。 |
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