【阿特金森循环发动机是什么发动机】阿特金森循环发动机是一种以提高热效率为目标的内燃机技术,与传统的奥托循环发动机相比,它在设计上有所不同,能够实现更高的燃油经济性。这种发动机最早由美国工程师詹姆斯·阿特金森(James Atkinson)在19世纪末提出,但直到现代才被广泛应用于混合动力汽车中。
一、阿特金森循环发动机的基本原理
阿特金森循环发动机的核心在于其“膨胀比大于压缩比”的设计。也就是说,在进气阶段,活塞向下移动,吸入空气和燃料混合物;而在压缩阶段,活塞向上移动,压缩混合物,但由于特殊的配气机构或机械结构,膨胀阶段(燃烧后推动活塞下行)的行程更长,从而使得更多的热量转化为机械能,提高了热效率。
这种设计虽然提升了效率,但也带来了扭矩输出较低的问题,因此通常需要配合电动机使用,尤其是在混合动力系统中。
二、阿特金森循环发动机与奥托循环的区别
特性 | 阿特金森循环发动机 | 奥托循环发动机 |
压缩比 | 较低 | 较高 |
膨胀比 | 较高 | 与压缩比相同 |
热效率 | 更高 | 较低 |
扭矩输出 | 较低 | 较高 |
应用场景 | 混合动力汽车 | 传统燃油车 |
发动机结构 | 多采用双凸轮轴或特殊配气机构 | 常规四冲程结构 |
三、阿特金森循环发动机的优势与劣势
优势:
- 燃油经济性好:由于更高的热效率,油耗更低。
- 排放更低:燃烧更充分,减少有害气体排放。
- 适合混动系统:与电动机结合,弥补低扭矩的不足。
劣势:
- 动力输出较弱:在纯燃油状态下,动力表现不如奥托循环发动机。
- 结构复杂:需要额外的机械结构来实现膨胀比大于压缩比。
- 成本较高:制造工艺要求更高,维护成本也相对增加。
四、实际应用案例
目前,阿特金森循环发动机主要应用于混合动力车型中,如:
- 丰田普锐斯(Prius)
- 本田思域混动版
- 福特福克斯混动版
这些车型通过阿特金森循环发动机与电动机的协同工作,实现了更高的燃油效率和更低的排放水平。
五、总结
阿特金森循环发动机是一种通过优化燃烧过程来提升热效率的内燃机技术。虽然在动力输出上有所牺牲,但它在燃油经济性和环保方面具有显著优势,尤其适合与电动机结合使用的混合动力系统。随着新能源汽车的发展,阿特金森循环发动机将在未来继续发挥重要作用。