浅谈阿特金森循环发动机
丰田阿特金森循环发动机原理
丰田阿特金森循环发动机原理丰田阿特金森循环发动机是一种高效、环保的发动机技术，其原理通过优化燃烧过程和减少能量损失来提升燃油利用率。
本文将详细介绍丰田阿特金森循环发动机的原理，帮助读者更好地理解和应用这一技术。
阿特金森循环发动机的原理基于阿特金森循环，即将汽缸分为压缩冲程和动力冲程两个阶段，以实现更高的热效率。
在压缩冲程中，活塞向上运动，将混合气体压缩至较高压力状态。
与传统发动机不同的是，阿特金森循环发动机采用了较高的压缩比，使燃料在压缩过程中更充分燃烧，提高燃烧效率。
接下来是动力冲程，即点火阶段。
通过电火花塞点火，混合气体在高压下燃烧，产生爆发力推动活塞向下运动。
在此过程中，燃料被完全燃烧，释放出更多的能量，提供给车辆的动力需求。
与传统发动机相比，阿特金森循环发动机采用了可变气门正时系统（VVT），使进气气门的开闭时间可以根据实时的工况进行自动调节。
这样一来，可以在不同负载和转速下实现最佳气缸充气和排气效果，提高燃烧效率。
此外，丰田还引入了直喷技术，即将燃油直接喷射到气缸内部。
与传统的多点喷射系统相比，直喷技术可以更精确地控制燃油的喷射时间和量，进一步提高燃烧效率和动力性能。
值得一提的是，阿特金森循环发动机还配备了启停系统。
当车辆停止行驶时，发动机会自动关闭，并在需要时迅速启动。
这种智能化的节能技术不仅降低了油耗和尾气排放，还提升了驾驶的舒适性。
丰田阿特金森循环发动机的原理不仅在汽车领域得到广泛应用，还可以被应用于其他领域，如发电和航空。
通过减少能量损失和提高燃烧效率，阿特金森循环发动机在环保和经济性方面都具有重要的意义。
总结起来，丰田阿特金森循环发动机通过优化燃烧过程、引入先进技术和智能化系统，提高了燃油利用率和动力性能。
这一技术在汽车工业中具有重要的指导意义，同时也对环保和能源节约产生了积极影响。
通过深入理解和应用阿特金森循环发动机的原理，我们可以为推动车辆技术的发展和减少能源消耗做出贡献。
米勒循环与阿特金森循环的区别
米勒循环与阿特金森循环的区别
米勒循环与阿特金森循环的区别主要体现在以下几个方面：
连杆机构：阿特金森循环发动机具有复杂的连杆机构，而米勒循环发动机则没有。
这是两者在结构上的主要差异。
活塞压缩：阿特金森循环通过连杆机构实现压缩，而米勒循环没有明确的活塞压缩方式，通常是通过晚关进气门来实现的。
实现手段：虽然两者的目的都是为了让膨胀比大于压缩比，但实现目的的手段不一样。
阿特金森是通过复杂的机构使活塞的行程发生变化，而米勒循环是通过晚关进气门来实现。
结构复杂性与效率：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。
发展与应用：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。
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。
从某种程度上说，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。
总的来说，米勒循环与阿特金森循环在结构、实现手段、效率和发展应用等方面都存在显著的差异。
这些差异使得两种循环方式各具特点，适用于不同的发动机需求和应用场景。
丰田阿特金森循环发动机原理
丰田阿特金森循环发动机原理一、丰田阿特金森循环发动机的基本原理1.循环过程：丰田阿特金森循环发动机利用阿特金森循环过程来提高燃油经济性。
阿特金森循环是一种将压缩比控制在较低水平，以减少热损失和为增加爆发效率而设计的循环过程。
2.点火方式：丰田阿特金森循环发动机采用了燃油直喷技术，即燃油通过喷油嘴直接喷入气缸内的燃烧室。
这种直喷方式可以提高燃料的混合效率，减少燃料消耗和排放物的产生。
此外，燃油直喷技术还可以控制燃烧过程，提高燃油的燃烧效率。
3.混合介质：丰田阿特金森循环发动机在汽缸内部采用了电动机和燃油发动机的结合，即同时使用汽油和电力作为驱动力。
这种混合介质的使用可以提高燃油经济性，减少污染物排放。
二、丰田阿特金森循环发动机的优势1.高效率：丰田阿特金森循环发动机的使用可以提高燃料经济性，减少燃料消耗。
通过控制混合介质的使用，可以根据驾驶条件选择电动机或燃油发动机的使用比例，进一步提高燃料经济性。
2.低排放：丰田阿特金森循环发动机的使用可以减少污染物排放。
燃油直喷技术可以控制燃烧过程，减少燃料消耗过程中产生的污染物。
此外，燃油直喷技术还可以降低温室气体排放，减少对环境的影响。
3.动力输出平稳：丰田阿特金森循环发动机的使用可以提供更加平稳的动力输出。
混合介质的应用可以平衡电动机和燃油发动机之间的运作，实现无缝切换，并减少噪音和震动。
4.轻量化设计：丰田阿特金森循环发动机采用轻量化设计，减少了整体重量，提高了车辆的操控性和稳定性。
此外，轻量化设计还可以减少能量损失，进一步提高燃料经济性。
总结：丰田阿特金森循环发动机通过独特的气缸内直喷燃油直喷技术，以及电动机和燃油发动机的结合，实现了更高的燃料经济性和低排放。
它的优势包括高效率、低排放、动力输出平稳和轻量化设计。
丰田阿特金森循环发动机在减少对环境的影响和提高驾驶性能方面具有重要意义，值得进一步研究和应用。
阿特金森循环和奥托循环的区别
阿特金森循环和奥托循环的区别1. 引言你有没有想过，为什么我们汽车的发动机有不同的类型？就像每个人都有自己独特的个性，发动机也是如此。
今天，我们就来聊聊阿特金森循环和奥托循环这两种发动机循环的区别。
准备好了吗？让我们一起深入探讨！2. 阿特金森循环2.1 基本概念首先，阿特金森循环，这可不是某个神秘的法术，而是一种非常聪明的发动机工作方式。
它的设计初衷是为了提高燃油效率，减少油耗。
你知道吗？阿特金森循环的一个特点就是它的压缩比高，排气时间长。
这就像是一个小孩在玩耍时，拉长了最后一秒钟的乐趣，尽可能地利用每一分每一秒。
2.2 工作原理简单来说，阿特金森循环通过调整进气和排气的时间，让发动机在低负荷下工作得更好。
这样一来，发动机在节能方面就表现得特别出色。
想象一下，阿特金森就像是一个“省钱小能手”，在每一滴油上都精打细算，最终能把油耗降到最低。
你开车的时候，是不是也希望能多跑几公里呢？3. 奥托循环3.1 基本概念接下来，我们得聊聊奥托循环。
这种循环是汽车发动机中的“老牌劲旅”，很多经典的汽油发动机都是基于这种原理。
奥托循环的工作原理就像是一个精确的钟表，压缩比虽然没有阿特金森那么高，但却能在高负荷下提供强劲的动力。
就像是一个全力以赴的运动员，随时准备为你提供加速的“助推器”。
3.2 工作原理奥托循环的特点在于它的工作节奏比较均匀，能快速点燃混合气，推动活塞向下移动。
这种设计让发动机在启动和加速时显得十分强劲，想象一下，在你急着赶去约会的时候，奥托循环能让你一踩油门就飞出去，真是太给力了！不过，正因为它的动力强劲，油耗也会相对较高，这就像是有时候为了赶时间而不惜花费更多的燃料。
4. 比较与对比4.1 燃油效率说到燃油效率，阿特金森循环可是占据了上风。
它的设计理念就是追求高效，尤其是在城市驾驶时，能够减少频繁启停带来的油耗。
相对而言，奥托循环虽然动力强劲，但在油耗方面就没那么省心了。
你开车的时候，是不是常常觉得油表“咻咻”往下掉？4.2 动力表现然而，如果谈到动力，奥托循环无疑是“绝对王者”。
阿特金森循环(Atkinson cycle)
Atkinson循环在混合动力汽车中应用的优势姓名：邓忠伟学号：01402091081. Otto 循环发动机不利于节能的因素1.1 部分负荷燃油消耗率高车辆在正常运行时所需要的功率是很小的, 但实际使用中为了保证加速与爬坡能力, 需要选配较大功率的发动机, 这就使得发动机在经常运转部分负荷工况下的燃油消耗率远高于最佳燃油消耗率,造成整车能量利用率低、燃油经济性差。
1.2 泵气损失泵气损失是造成Otto 循环发动机低负荷工况运转时燃油消耗率高的主要原因。
节气门在部分开度时造成节流, 以及曲轴箱和进气管的压差对活塞下行造成阻力, 都造成了能量损失。
采用节气门控制负荷的发动机即使在高速路行驶时也存在泵气损失, 只有在全力加速或爬坡时节气门全开, 不存在额外的进气管节流损失。
Otto循环在部分负荷时的能量损失是和发动机参数联系在一起的: 泵气损失与进气节流相联系、热效率的降低与不合适的压缩比和膨胀比相联系。
1.3 小膨胀比发动机将燃油化学能以热能形式释放出, 并转化为机械功。
热能转化为机械功的比率由膨胀比决定。
膨胀比为排气门打开时气缸容积与混合气被点燃时气缸容积比值。
膨胀比越高, 转化为机械功的热能越多。
在Otto循环发动机中膨胀比和压缩比基本相当。
而压缩比有一上限, 超过此上限便会产生爆震, 给汽油机造成很大危害。
因而对于给定燃油辛烷值的汽油机来说要避免爆震就不能有大的膨胀比。
1.4 过浓的混合气传统Otto 循环发动机通过加浓混合气满足输出功率增加的需要。
浓混合气在发动机内并不能完全被利用, 作为HC排放物被排到大气中或者在催化转化器中被氧化掉, 降低了燃油利用率。
2. Atkinson循环的原理及优势2.1 Atkinson循环发动机的工作原理1884年James Atkinson发明了Atkinson 循环发动机。
Atkinson循环发动机是在Otto循环发动机的基础上多了一个回流过程, 包括进气、回流、压缩、膨胀和排气五个过程。
阿特金森循环工作原理
阿特金森循环工作原理
阿特金森循环是一种热力学循环，常用于内燃机和制冷机的工作原理中。
它由
四个基本过程组成：压缩、加热、膨胀和冷却。
首先，循环开始时，气体经过压缩过程，压力和温度升高。
这一过程通常通过
活塞在气缸内对气体进行压缩来实现，从而将气体推向高压侧。
接下来，经过加热过程，压缩的气体在高温下与燃料进行反应，从而获得高温
高压的气体。
这种加热通常是通过点火器点燃混合气体来实现的，使气体发生燃烧，释放出大量热能。
然后，气体经过膨胀过程，高温高压的气体通过活塞在气缸内膨胀，将储存的
热能转化为机械能。
这个过程中，气体的压力和温度逐渐下降，而活塞的运动将机械能输出。
最后，通过冷却过程，膨胀后的气体被排放到冷却器中，使其温度降低。
这一
过程通常是通过散热器或其他冷却设备来实现的，从而准备循环的下一个循环。
总体而言，阿特金森循环的工作原理是通过压缩、加热、膨胀和冷却这四个过程，将热能转化为机械能。
这种循环不仅可以被应用于内燃机，还可以被应用于制冷机，实现热能转化和能量利用的高效率。
阿特金森循环发动机名词解释
阿特金森循环发动机名词解释阿特金森循环是一种内燃机的循环过程，通常用于发动机的燃烧过程中，其名称来自于19世纪末发明家尼古拉斯·奥古斯特·奥托·阿特金森。
阿特金森循环是一种四冲程发动机的循环过程，包括吸气、压缩、爆发和排气四个阶段。
首先，在阿特金森循环的第一阶段，即吸气阶段中，汽缸活塞向下移动，将进气门打开，使燃油和空气混合物进入汽缸内。
这个步骤的目的是将外部空气引入汽缸，以备后续的燃烧过程使用。
接下来，在第二阶段压缩阶段中，活塞向上移动，关闭进气门，将混合物压缩在汽缸内。
这个步骤的目的是增加混合物的密度和温度，以便于后续的燃烧过程。
第三阶段是爆发阶段，也被称为燃烧过程阶段。
在这个阶段，混合物被点燃，产生高温和高压的气体。
由于高压气体的作用力，活塞被迫向下移动，产生曲柄轴的旋转运动。
最后，在第四阶段排气阶段中，排气门被打开，活塞向上移动，将燃烧产生的废气排出汽缸外。
这个步骤的目的是清除燃烧产生的废气，并为下一次循环的开始做准备。
阿特金森循环在内燃机中的应用主要有两种形式：汽油机和柴油机。
在汽油机中，阿特金森循环使用的是一个称为正时法的点火方式。
正时法是通过点火蜡烛在燃烧室中点燃混合物，产生燃烧所需的能量。
汽油机通常具有较高的燃烧效率和较低的排放，适用于小型车辆和家用设备等应用。
而在柴油机中，阿特金森循环使用的是一种称为压燃法的点火方式。
压燃法是通过高温和高压的气体自燃来点燃柴油，不需要使用点火蜡烛。
柴油机通常具有较高的功率和燃油效率，适用于大型车辆和工业设备等应用。
总的来说，阿特金森循环是一个优化的发动机循环过程，通过合理的吸气、压缩、爆发和排气四个阶段，实现了内燃机燃烧的高效率和低排放。
这种循环方式在汽油机和柴油机中被广泛使用，为各种交通和工业应用提供了可靠的动力来源。
阿特金森循环(图文)
阿特金森循环
阿特金森循环与传统发动机的工作循环相比，其最大特点就是做功行程比压缩行程长，也就是我们常说的膨胀比大于压缩比。
更长的做功行程可以更有效地利用燃烧后废气残存的高压，所以燃油效率比传统发动机更高一些。
只要明白了这一点，阿特金森循环就懂了七成。
『阿特金森循环发动机』
众所周知发动机的工作过程分为进气、压缩、做功、排气四个阶段，传统发动机四个阶段活塞行程是相同的，而阿特金森循环是如何做到压缩和做功阶段行程不同的呢？在1882年，阿特金森循环发动机刚刚问世之时，其是通过复杂的连杆协同工作来实现这一功能的。
『传统发动机工作循环』
『模拟阿特金森工况发动机的工作循环』
而时过境迁，再用如此复杂的结构显然是不现实的，但其节油特性又符合目前人们的需要，所以雷克萨斯搭载的发动机用气门相位调节器控制进气门晚关取代了复杂的连杆机构，使发动机在进气行程结束后进气门仍在一段时间内保持开启，这样就将吸入的混合气又吐出去一部分，更简单的实现了膨胀比大于压缩比的效果，模拟出了阿特金森循环工况。
可能有些人并不理解这样做为何会省油，我们可以简单说明下。
对同一台发动机来说，膨胀比越大，说明做功的行程就越长，同样燃油发出的能量被利
用的就越充分，但膨胀比越大，意味着压缩比也会增大，压缩比过高有可能导致发动机爆震，所以偷偷吐出一点气就可以在压缩比不增加的情况下增加膨胀比，延长做功行程，使燃烧发出的能量得到更加充分的利用。
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浅谈阿特金森循环发动机
图：阿特金森循环发动机
自四冲程内燃机诞生至今，如何提高发动机的效率是发动机工程师们一直努力研究的课题。
提到发动机效率，“压缩比”就自然而然地成为了讨论的主角了。
一直以来，“高压缩比=高效率、高功率”已经成为了内燃机学当中不变的信条。
由进气、压缩、膨胀、排气四个冲程循环构成的四冲程内燃机，是奥托历时14年于1876年研发成功的，该发动机原理，被称为奥托循环。
而其中能提高内燃机效率最具关键性的一环——压缩冲程，由原理变为机械的过程，曾困扰了奥托十数年之久。
图：阿特金森循环发动机活塞行程示意图，黄红绿四个色块依次表示：吸气、压缩、
膨胀、排气四个活塞冲程。
因为当时的技术限制，压缩比不能作出更大的提升，因此发动机的效率也不能进一步地提升。
1882年，英国工程师James At kinson（詹姆斯•阿特金森）在使用奥托循环内燃机的基础上，通过一套复杂的连杆机构，使得发动机的压缩行程大于膨胀行程，这种巧妙的设计，不仅改善了发动机的进气效率，也使得发动机的膨胀比高于压缩比，有效地提高了发动机效率，这种发动机的工作原理被称为阿特金森循环。
图：复杂的连杆机构不仅影响了活塞行程，也使得作用在曲轴上的力矩发生了改变。
然而，采用了阿特金森循环的发动机虽然在热效率方面得到了提高，但是，过于复杂的连杆机构使其工作的稳定性和可靠性相对较低，所以并不能得到广泛应用。
到了1940年，美国工程师Ralph Miller（拉夫•米勒）研发出一款膨胀比高于压缩比的发动机。
但是，这款发动机摒弃此前由阿特金森研采用复杂的连杆机构来实现的形式，而是采用了在吸气冲程结束，进入压缩冲程时，令进气门延迟关闭，迫使原本已经吸入气缸内的可燃混合气有一部分通过进气门“吐”出气缸，再关闭气门。
令引擎的实际压缩行程不是从活塞下止点就开始，而是在下止点在往上某个点（或许是只有0.7倍的活塞行程）才开始，降低了活塞的实际压缩行程，也就达到了压缩行程小于膨胀行程的目的了。
而由于有部分油气混合物返回进气道，使得压缩过程的实际油气混合物的量较少，因此阿特金森/米勒发动机的理论压缩比设计都比较高，令较稀疏的油气混合物有充分的压缩量。
以丰田的2ZR-FXE引擎为例，理论压缩比高达13.0:1，但实际压缩比相当于10：1左右（因实际压缩行程被缩短所致）。
图：奥拓循环发动机配气相位
这种基于阿特金森循环理论改良而来的发动机，称为米勒循环发动机，也是目前近现代阿特金森循环发动机的基本工作原理。
采用米勒循环的发动机，因摒弃了复杂的连杆机构，在工作的稳定性和可靠性方面得到了很好的保证，但是，为什么米勒循环发动机不能够得到广泛的应用呢？这就由其自身的特性确定的。
图：米勒循环配气相位，从动态图可以看出，进气门的开启时间比一般引擎要长，为的就是让新鲜混合气逃逸掉一点，以缩减压缩行程。
阿特金森/米勒循环发动机的特性主要有两点：独特的进气方式让低速扭矩很差；长活塞行程不利于高转速运转。
在低速时，本来就稀薄的混合气在“反流”之后变得更少，这让该类发动机低速扭矩表现很差，用于车辆起步显然动力不够。
而较长的活塞行程确实可以充分的利用燃油的能量，提升经济性，但也因此限制了转速的升高，加速性能也变差，在民用车上，为了平衡，通常行程与缸径两个数据是接近的。
这导致阿特金森/米勒循环发动机“升功率”这个性能指标会很低，以丰田2ZR-FXE为例，1.8L引擎的输出仅有98匹/14.5Kgm，与奥托循环1.8L发动机相比，性能参数差距太大，作为汽车动力系统没有竞争力。
图：阿特金森循环发动机的扭矩不足的问题由电动机弥补，充分发挥其经济性。
话虽如此，到了提倡环保节能的今天，汽车厂商为顺应这一主题，开
发出不少油电混合动力汽车。
而电动机低扭大的特性恰好能弥补阿特金森/米勒循环发动机低扭差的特性，而且阿特金森/米勒循环发动机的热效率高，燃油经济性好的特性也能更好地满足此类环保车型自身的特点，所以，油
电混合动力汽车的发动机大多采用阿特金森/米勒循环发动机。