【阿特金森循環(huán)發(fā)動(dòng)機(jī)工作原理是什么】阿特金森循環(huán)發(fā)動(dòng)機(jī)是一種通過(guò)優(yōu)化進(jìn)氣與壓縮行程的比值，提高熱效率的內(nèi)燃機(jī)。相比傳統(tǒng)的奧托循環(huán)發(fā)動(dòng)機(jī)，阿特金森循環(huán)在膨脹行程上更長(zhǎng)，從而提高了燃料利用率和燃油經(jīng)濟(jì)性。以下是對(duì)其工作原理的總結(jié)。
一、阿特金森循環(huán)發(fā)動(dòng)機(jī)概述
阿特金森循環(huán)發(fā)動(dòng)機(jī)由美國(guó)工程師詹姆斯·阿特金森（James Atkinson）于1882年提出。其核心特點(diǎn)是壓縮行程短于膨脹行程，即進(jìn)氣閥關(guān)閉后，活塞在壓縮過(guò)程中移動(dòng)的距離小于在膨脹過(guò)程中移動(dòng)的距離。這種設(shè)計(jì)使得燃燒氣體有更多時(shí)間膨脹做功，從而提升熱效率。
由于傳統(tǒng)四沖程發(fā)動(dòng)機(jī)難以實(shí)現(xiàn)這一結(jié)構(gòu)，現(xiàn)代阿特金森循環(huán)發(fā)動(dòng)機(jī)通常通過(guò)偏心曲軸或雙連桿機(jī)構(gòu)來(lái)實(shí)現(xiàn)，以達(dá)到壓縮與膨脹行程不等的效果。
二、阿特金森循環(huán)發(fā)動(dòng)機(jī)的工作原理
1. 進(jìn)氣階段：進(jìn)氣門開(kāi)啟，活塞從上止點(diǎn)向下止點(diǎn)移動(dòng)，吸入空氣或混合氣。
2. 壓縮階段：進(jìn)氣門關(guān)閉，活塞向上移動(dòng)，對(duì)混合氣進(jìn)行壓縮。但此階段的壓縮行程較短。
3. 做功階段：火花塞點(diǎn)火，混合氣燃燒，推動(dòng)活塞向下移動(dòng)，完成膨脹過(guò)程。此階段的行程較長(zhǎng)，釋放出更多能量。
4. 排氣階段：排氣門開(kāi)啟，活塞再次向上移動(dòng)，將廢氣排出。
由于壓縮行程短而膨脹行程長(zhǎng)，阿特金森循環(huán)發(fā)動(dòng)機(jī)的熱效率高于傳統(tǒng)奧托循環(huán)發(fā)動(dòng)機(jī)。
三、阿特金森循環(huán)與奧托循環(huán)對(duì)比
| 特性 | 阿特金森循環(huán) | 奧托循環(huán) |
| 壓縮行程 | 短 | 相等 |
| 膨脹行程 | 長(zhǎng) | 相等 |
| 熱效率 | 更高 | 較低 |
| 結(jié)構(gòu)復(fù)雜度 | 較高（需特殊機(jī)構(gòu)） | 較低 |
| 應(yīng)用場(chǎng)景 | 混合動(dòng)力汽車、高效節(jié)能發(fā)動(dòng)機(jī) | 普通汽油車 |
四、優(yōu)點(diǎn)與缺點(diǎn)
優(yōu)點(diǎn)：
- 燃油經(jīng)濟(jì)性好，熱效率高
- 排放較低，環(huán)保性能佳
- 適合混合動(dòng)力系統(tǒng)搭配使用
缺點(diǎn)：
- 結(jié)構(gòu)復(fù)雜，制造成本高
- 動(dòng)力輸出相對(duì)較低
- 對(duì)控制系統(tǒng)要求較高
五、總結(jié)
阿特金森循環(huán)發(fā)動(dòng)機(jī)通過(guò)延長(zhǎng)膨脹行程、縮短壓縮行程的方式，顯著提升了熱效率和燃油經(jīng)濟(jì)性。盡管其結(jié)構(gòu)復(fù)雜且動(dòng)力輸出略遜于傳統(tǒng)發(fā)動(dòng)機(jī)，但在混合動(dòng)力系統(tǒng)中表現(xiàn)出色，是未來(lái)節(jié)能減排技術(shù)的重要發(fā)展方向之一。