文/秦明

明明相同排量的發(fā)動機(jī)，為什么有的更省油，有的動力更充沛？廠家調(diào)校是一方面，發(fā)動機(jī)本身的條件也是一方面，發(fā)動機(jī)有三種循環(huán)比較流行,分別是阿特金森循環(huán)、米勒循環(huán)、奧托循環(huán),這三種循環(huán)有的注重動力,有的注重燃油經(jīng)濟(jì)性,還有的是比較均衡，那就讓我們來了解一些在這三種循環(huán)究竟有何不同之處。

奧托循環(huán)又稱四沖程循環(huán)，四沖程就是由吸氣過程、壓縮過程、膨脹做功過程和排氣過程這四個沖程構(gòu)成，首先活塞向下運(yùn)動，進(jìn)氣門打開，空氣進(jìn)入氣缸與汽油燃料混合，關(guān)閉進(jìn)氣門，活塞向上運(yùn)動壓縮混合氣體，然后在接近壓縮沖程頂點(diǎn)時由火花塞點(diǎn)燃混合氣體，燃燒氣體產(chǎn)生的高能量的推力推動活塞向下運(yùn)動，完成做功沖程，最后將燃燒過的氣體通過排氣門排出氣缸。

在發(fā)動機(jī)的四個沖程當(dāng)中，壓縮沖程是消耗能量的，做功沖程則是釋放能量并轉(zhuǎn)換為動能，于是就有人想著減小壓縮沖程當(dāng)中消耗的能量，同時在做功沖程中釋放更多的能量，在氣缸容積和活塞運(yùn)動半徑不變的情況下，就想到了增大做功行程和減小壓縮行程的方法。米勒循環(huán)和阿特金森循環(huán)就是采用了做功行程>壓縮行程，也就是我們常說的膨脹比大于壓縮比。

米勒循環(huán)采取的是提前關(guān)閉進(jìn)氣門的做法，在活塞還未運(yùn)行到最下面的止點(diǎn)時，就關(guān)閉進(jìn)氣閥門，這樣就會導(dǎo)致吸入的進(jìn)氣量明顯少于正常進(jìn)氣量，那進(jìn)氣行程就是上止點(diǎn)到進(jìn)氣門關(guān)閉時活塞所在的位置，這也就是壓縮的行程，相比從下止點(diǎn)開始壓縮，米勒循環(huán)的壓縮進(jìn)程更短，但做工行程依舊是從上止點(diǎn)到活塞運(yùn)行的下止點(diǎn)，顯然做功行程比壓縮行程要長，這是燃燒做的功轉(zhuǎn)換出來的都是有效做功，能夠更有效的利用氣體燃燒后產(chǎn)生的高壓，提高熱效率，自然燃油效率要比奧托循環(huán)更高一些。

同樣的阿特金森循環(huán)與米勒循環(huán)一樣都是采用相同的原理，不過阿特金森循環(huán)采取的是延遲關(guān)閉進(jìn)氣門的做法，通過發(fā)動機(jī)氣門相位調(diào)節(jié)器來控制進(jìn)氣門晚關(guān)，取代了復(fù)雜的連桿機(jī)構(gòu)，在進(jìn)氣行程結(jié)束后進(jìn)氣門繼續(xù)保持開啟狀態(tài)，當(dāng)活塞運(yùn)動到下止點(diǎn)并向上運(yùn)動，就會將部分混合后的氣體從進(jìn)氣門排出去，那進(jìn)氣行程就變成了上止點(diǎn)到進(jìn)氣門關(guān)閉時活塞所在的位置，同樣壓縮行程縮段，做工行程保持不變。

米勒循環(huán)和阿特金森循環(huán)兩種不同的方式都實(shí)現(xiàn)了膨脹比大于壓縮比的效果。雖然最終的目的都達(dá)到了，但帶來的結(jié)果卻不完全相同，阿特金森循環(huán)將氣體吸入又排出的方式，導(dǎo)致無法使用渦輪增壓器對發(fā)動機(jī)功率進(jìn)行提升，渦輪增壓將壓縮后的氣體推入發(fā)動機(jī)內(nèi)，但氣缸又在不斷吐出混合氣體，這種你推我吐的方式，會給雙方都帶來損耗，所以渦輪增壓往往都是配合米勒循環(huán)發(fā)動機(jī)使用，大眾發(fā)動機(jī)就尤為喜歡這樣的組合。

這種吸了又吐的方式，導(dǎo)致阿特金森循環(huán)燃燒時產(chǎn)生的能量也減少，動力性能也會打折扣。隨著技術(shù)發(fā)展，混動系統(tǒng)的到來，讓阿特金森循環(huán)重見天日，因?yàn)榛靹酉到y(tǒng)搭載了額外的一臺驅(qū)動電動，能夠彌補(bǔ)阿特金森循環(huán)帶來的動力損失，同時還能具備阿特金森循環(huán)省油的優(yōu)點(diǎn)。

并且混動車型在車輛起步階段，由電動機(jī)代替發(fā)動機(jī)驅(qū)動，再一次彌補(bǔ)了阿特金森循環(huán)發(fā)動機(jī)低轉(zhuǎn)下的動力性不足，而到了中高速勻速行駛時，又輔助阿特金森循環(huán)發(fā)動機(jī)，提高熱效率，就比如比亞迪DM-i混動系統(tǒng)的曉云發(fā)動機(jī)采用阿特金森循環(huán)能讓發(fā)動機(jī)熱效率達(dá)到43%左右，所以市面上混動車都采用了阿特金森循環(huán)發(fā)動機(jī)。

米勒循環(huán)和阿特金森循環(huán)發(fā)動機(jī)目前應(yīng)用非常廣泛，無論是哪種循環(huán)也都是為了能夠讓發(fā)動機(jī)更好地燃燒，米勒循環(huán)更能配合增壓器使用，而阿特金森循環(huán)也在混動系統(tǒng)找到了驅(qū)動電機(jī)搭檔，奧托循環(huán)相對于另外兩種循環(huán)，雖然具有更好的動力動力，但熱效率也是最低，用武之地則就在入門車型和高性能發(fā)動機(jī)上。