有谁了解阿特金森循环的工作原理，优缺点什么的吗？也可以说说奥托循环

wtc_fe

如题~不过我在网上也下载过一些，不过内容还是有些出入的地方。。。

都灵战驴

  这个。。。真巧，我前两天刚总结好和汽柴油发动机还有gas turbine的热力学特性效率什么的。虽然不难，但是要系统的，有逻辑的，清晰地说明这个还是要费些篇幅的。

  说一下重点吧。

  简单来说就是，想提高总效率，那就先从理想热力学cycle的效率出发，想要提高内燃机理想循环效率。拿汽油机为例，当然柴油机也一样，一阶（主要矛盾）手段就是提高压缩比，注意！！这是正确的方法，当且仅当压缩比和膨胀比是一样的情况下！！！（实际上就是一般汽油和柴油发动机的情况，显然理想情况下压缩开始和膨胀结束的体积一样）  而这个对于汽油机不灵了，因为汽油机压缩比已经到头儿了，比如正常民用汽油机非直喷的，假设10或者10.5，差不多这么多，你提高不了了，在提高就爆震了。那还想提高效率怎么办？就改变膨胀和压缩比，这就是阿特金森循环的出发点。

  好，那么在正常发动机的基础上怎么变呢？这就开始的时候有点儿绕了容易。 为了直观，请先想象一台正常的缸外喷射的，压缩比为10的，四缸2.0L自然吸气汽油发动机（bore和stroke就假设都八十多，基本上一比一，比较正常那种）。假设一个动力数据，假设扭矩比如最大值180NM，功率100KW，就先假设这样。对应转速，假设，3000rpm和6000rpm。 有了发动机的这个概念，现在想象这时候发动机循环的实际情况。假设全油门（WOT），比如在3000转儿，你输出180NM，这个是四个汽缸一共在BDC吸了2L的压强为1Bar的常温气体（就先假设理想情况，全油门所以是1Bar）这是一个标准的现代汽油发动机。
   变成阿特金森（或者米勒）发动机，就是让进气门早关或者晚关（理想情况下效果一样，一个不让进气了，一个先进了气又给排出去了，实际有一些区别，但不大，主要是对排放有影响，不过也不是因为他早关或者晚关气体情况变化大而是排放对温度变化太敏感，就是氮氧化物。扯远了。。。），使得进来的气体最终经历的压缩过程不是压缩比10了。比如你想象，进气门在活塞吸气时运动到气缸体积一半的时候关闭，那么最终净结果就是等于是，我有一个1.0L的自然吸气发动机，压缩比是5，膨胀比是10. 而这比压缩和膨胀比都是10的理想效率要高。这就是阿特金森的想法。
  一般趋势是膨胀比比上压缩比越大效率越高，在这个比值一样的情况下，压缩比越大效率越大（理想循环效率）。用具体数据说明就是，我们用CR=压缩比，ER=膨胀比。   CR=5，ER=8，和CR=5，ER=10相比，后者效率高。CR=5，ER=10 和CR=10， ER=20相比，后者效率高。
  
  但是this is not for free，显然你的动力下降了。这会导致机械效率下降，当然了，一般的阿特金森发动机不会搞那么大的膨胀压缩比，所以动力下降也没那么大，机械效率也不会下降那么大，不会有我举得例子达到ER/CR=2那么大，也就差个百分之一二十的。比如普锐斯还有福特的那个混动里面用的发动机什么的。如果动力下降太大的话一般也就用增压器了。
   这里多说一句，涡轮增压是好但是在这里面用不行，因为本来这些节能车的发动机就小，再搞一下阿特金森循环动力更少了，也就是气体也少了，所以低转速的响应实在不行，所以一般都用机械增压器，比如马自达的90年代的一个发动机。


  最后最后再说一句，网上你能找到的稍微具体一点儿的阿特金森发动机的说明就两个，一个是汽车之家的，还一个不知道是什么谁写的，就是写关于马自达的那个阿特金森发动机的。前者就不说了，后者那个绝对是扯淡，简直就是胡说八道，别看看了受误导。他说什么使用机械增压器很费解，说阿特金森发动机是提高效率的怎么用机械增压器，那不降低效率么！？ 我反问一句，他就不想想马自达的工程师都傻啊，不知道机械增压器降低效率？！机械增压在这儿，安在马自达那发动机上他综合效率就是增加了！这么做事有原因的，一点儿也不费解。因为阿特金森循环的效率的增加弥补了机械增压器效率的降低，所以总得效率还是升高的！涡轮增压又没法用，这是唯一的选择。


  最最最后一句。机械上，阿特金森发动机的实现是靠气门正时达到的，没人用那套阿特金森专利的连杆机构的。那东西设计是很聪明，但是根本没法用。真造出来质量太重，体积太大，造价太贵，机械震动太大，没法保养，没一样可行的。
  车用阿特金森发动机目前也就在混动上用，其他的就是大型柴油机发电，或者轮船上的柴油机什么的。和two-stage turbocharging还有重EGR一起用。提高效率，降低排放。
  






  

都灵战驴

比较简单的透彻理解的方法就是，你自己拿matlab画一个三维的理想效率图，就理解了。x y坐标是膨胀比和压缩比，纵坐标是效率

都灵战驴

图片发布上来啊。。。

wtc_fe

都灵战驴 发表于 13-3-2012 02:09
图片发布上来啊。。。

非常感谢哦~不过我在网上了解的       气门正时的运用是米勒循环，而阿特金森是通过增大做功时候的行程来增大膨胀比的~   不过也有的版本说的是阿特金森也有运用了进气门晚关，  所以一直很纠结！！

wtc_fe

都灵战驴 发表于 13-3-2012 02:09
图片发布上来啊。。。

我对这 了解 没这么高深~ 也没matlab~ 呵呵

都灵战驴

都是一回事啊。。。都是增加膨胀压缩比啊

刘汽车

简单说，阿特金森循环就是通过复杂的连杆结构来实现动力从活塞到曲轴的输出。最大特点就一句话膨胀比大于压缩比。
更长的膨胀行程可以更有效的利用燃烧后废气仍存有的高压，热效率高于奥托循环。但复杂的连杆在体积上和故障情况都不如奥托发动机，
所以在汽车上未能普及，不过船用、发电等大型柴油机在很大程度上借鉴了阿特金森发动机这种特性。

虫子吃大米

2楼的兄弟解答的很详尽啊，比谷歌到的解答清晰多了，多谢！

黄华强

wtc_fe 发表于 13-3-2012 09:15
非常感谢哦~不过我在网上了解的       气门正时的运用是米勒循环，而阿特金森是通过增大做功时候的行程来 ...

这两个技术都同时运用了，阿特金森式实质上相当于二冲程的，在活塞上行的过程中，进气门延迟关闭，可以保证更大的压缩比，在膨胀环节，运用的增加活塞行程来增加膨胀比，普通的发动机在膨胀过程完成时，缸内气压实际还是有外界的几个压，利用不完全，阿特式的在膨胀完成的时候缸内气压只比大气压稍高，这种发动机现在主要被厂商用在新能源车上，达到更节油的目的。