我們都聽說過馬自達宣傳的創馳藍天發動機有米勒+奧拓雙迴圈同時達到省油和動力的平衡, 豐田混動系統搭載阿特金森迴圈的發動機, 油耗水準優秀, 那麼不同迴圈的發動機到底有什麼差別, 以及不同發動機的特性有什麼區別?
首先要理清楚一個概念, 目前市面上每一台發動機做工都需要經過4個步驟:吸氣, 壓縮, 做功, 排氣;嚴謹一點稱之為衝程, 4個衝程為一個迴圈。 還有一個概念就是熱效率, 我們可以理解為發動機的效率, 效率越高, 同樣的油耗, 效率高比效率低做功要多, 這並不難理解。
奧拓迴圈簡單來說就是最簡單的汽油發動機做功迴圈, 通過吸入氣體, 壓縮氣體, 點燃混合氣再排氣的一個過程。 是其他迴圈的基礎, 奧托迴圈發動機以尼古拉斯·奧托的名字命名, 他于1867年發明了這種發動機。
與奧拓迴圈類似, 米勒迴圈由R.H.米勒在1947年提出, 目前市面上只有馬自達是使用汽油單動力米勒迴圈發動機, 為了減少奧拓迴圈的泵氣損失的問題, 達到改善發動機熱效率, 降低燃油消耗的目的。 自然吸氣降低油耗的其中一個方式就是提高壓縮比, 而壓縮比太大, 發動機會產生爆震等問題, 既然無法將壓縮比調得很大, 那麼將膨脹比增大, 也是一種辦法。
馬自達的米勒迴圈發動機通過可變氣門技術使得進氣門晚關,
阿特金森迴圈和米勒迴圈的最終目的都是為了降低油耗, 但是不同于米勒迴圈的是阿特金森迴圈使用複雜連杆的結構作為從活塞到曲軸的動力傳遞, 來達到高壓縮比的目的。 結構上阿特金森迴圈的發動機用不同的連杆機制協同工作, 使得各個行程幅度不同, 不僅有效地改良了進排氣情況, 更長的膨脹行程可以更有效地利用燃燒後廢氣的高壓, 所以燃油效率也比奧托迴圈更高一些。
至於用晚閉進氣門的方式, 讓壓縮比小於膨脹比的形式是否存在于阿特金森發動機,
需要表達的一點是, 市面上並沒有真正的阿特金森迴圈發動機, 豐田混動系統宣稱的阿特金森迴圈發動機其實是模擬阿特金森的工況的發動機, 發動機沒有阿特金森迴圈發動機的連杆結構, 在根本結構上是一台奧拓迴圈的發動機, 使用類似于米勒迴圈的方式, 來達到阿特金森迴圈的工況以達到省油的目的。
與米勒迴圈類似, 阿特金森迴圈發動機也存在低扭弱的問題, 但是它又在效率上要比普通的發動機高不少, 所以豐田使用了電機, 在起步等需要大扭矩的工況下, 使用電動機來輔助起步, 在起步及低速行駛狀態時, 車輛為純電動模式, 僅由電動機驅動, 可以降低車輛油耗及排放, 並解決了阿特金森迴圈低速扭矩不足的缺陷。 在正常行駛時, 車輛由發動機及電機驅動共同作用, 使車輛經濟性達到最佳。 在全力加速時, 發動機及電動機為車輛提供最大動力輸出。 在減速及制動時, 動力回收系統會將減速及制動時產生的能量回收、再生, 並通過電動機為電池充電, 對於阿特金森迴圈發動機來說, 省油才是它的最終使命。
如果你有仔細看前文的話,你會發現:米勒迴圈和阿特金森迴圈都是利用膨脹比大於壓縮比來達到節省燃油的目的,米勒迴圈使用進氣門遲關,使氣缸內的氣體排出一部分,而大眾則是規避專利限制,通過凸輪軸相位機構使進氣門早關,同樣是讓氣缸內的氣體體積變少,以達到節油的目的。目前這項技術在海外的EA888上面搭載,如此一來規避掉豐田和馬自達的專利限制同時還實現了更高的效率。
其實,不論是阿特金森迴圈還是米勒迴圈,B迴圈,都是以省油,高效為最終目的,這也符合當前發展的趨勢。真正意義上的阿特金森迴圈發動機,由於體積大,結構複雜,離我們消費者還有一段距離,米勒和B迴圈則是在成熟的奧拓迴圈的基礎上,通過氣門的早關或遲關來達到同樣的工況以及目的,在技術上製造成本上可靠性上都優於真正意義上的阿特金森迴圈發動機。未來排放的限制肯定越來越嚴,各個廠家應對方法層出不窮,到底怎樣的方式才是最好的?需要消費者自己懂得分辨。
省油才是它的最終使命。如果你有仔細看前文的話,你會發現:米勒迴圈和阿特金森迴圈都是利用膨脹比大於壓縮比來達到節省燃油的目的,米勒迴圈使用進氣門遲關,使氣缸內的氣體排出一部分,而大眾則是規避專利限制,通過凸輪軸相位機構使進氣門早關,同樣是讓氣缸內的氣體體積變少,以達到節油的目的。目前這項技術在海外的EA888上面搭載,如此一來規避掉豐田和馬自達的專利限制同時還實現了更高的效率。
其實,不論是阿特金森迴圈還是米勒迴圈,B迴圈,都是以省油,高效為最終目的,這也符合當前發展的趨勢。真正意義上的阿特金森迴圈發動機,由於體積大,結構複雜,離我們消費者還有一段距離,米勒和B迴圈則是在成熟的奧拓迴圈的基礎上,通過氣門的早關或遲關來達到同樣的工況以及目的,在技術上製造成本上可靠性上都優於真正意義上的阿特金森迴圈發動機。未來排放的限制肯定越來越嚴,各個廠家應對方法層出不窮,到底怎樣的方式才是最好的?需要消費者自己懂得分辨。