阿特金森循环的工作原理

2013-04-26 12:48:11   来源:   评论:0   点击:   [收藏]

  1882年James Atkinson发明的阿特金森循环,是一种高压缩比、长膨胀行程的内燃机工作循环。当时因为这种循环结构比较复杂,所以大家都选用了奥托循环式的发动机。如图7-27所示,阿特金森发动机的特点是可以通...

  1882年James Atkinson发明的阿特金森循环,是一种高压缩比、长膨胀行程的内燃机工作循环。当时因为这种循环结构比较复杂,所以大家都选用了奥托循环式的发动机。如图7-27所示,阿特金森发动机的特点是可以通过推迟进气门关闭,在压缩冲程从进气门排出部分燃气,减少进气量。现代阿特金森循环发动机使用电子控制装置和进气阀定时装置,使气缸中燃烧的油气混合物的体积膨胀得更大,借此让动力装置能更高效地利用燃油。

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  汽油机中,用于驱动力的燃料能量一般只占其总能量的30%左右,其余的变成了排气损失、冷却损失、摩擦损失等。气缸内膨胀行程的距离越大,温度越低,冷却损失减少,输出功率就越大。普通工况的发动机膨胀比和压缩比相同(图7-28),膨胀比增加会导致压缩比增加,受爆燃影响膨胀比不宜增大。当活塞从下止点开始向上运动时,让进气门关闭时间更晚,这样就得到低压缩比和高膨胀比的阿特金森循环(图7-29)。这样可以使汽油机得到更好的燃油经济性,但同时排气损失增加。为提高混合动力发动机的燃油经济性,采用非普通工况的发动机,和电机配合使用,就可以解决输出功率增加排气损失也同时增加这个矛盾,而且其运动机构比一般发动机的运动机构质量小,摩擦损失减少。

  阿特金森循环在部分负荷时具有较高的热效率,燃油经济性高,正被越来越多地应用到混合动力电动汽车上。目前使用阿特金森循环发动机的车型主要有丰田普瑞斯、福特翼虎、雷克萨斯RX450h、丰田Steam、长安志翔等。

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