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阿特金森-米勒循環

科目:

  • 阿特金森-米勒循環
  • 阿特金森-米勒循環的起源

阿特金森-米勒循環:
具有高壓縮比的引擎可以提供大量動力。 然而,在低引擎負載(部分負載)下,引擎效率低下:即使在低負載下,活塞上方也會積聚高壓,這會導致效率低下,因此在這種情況下是不希望的。 為了在部分負載下實現高效率和更高的壓縮比,一些製造商應用了阿特金森-米勒原理。 阿特金森和米勒這兩個名字有時會被混淆和放錯地方。 下一章將解釋這些發明的異同。

根據阿特金森-米勒原理,進氣門在部分負載(大約 20 至 30 曲軸度)的壓縮衝程期間保持打開時間更長:進氣部分流回進氣歧管。 關閉進氣門後活塞上方的空氣量遠低於進氣門在進氣行程結束時關閉的引擎。 由於活塞上方的空氣體積較小,因此需要壓縮的空氣較少(壓縮衝程期間的反作用力較小)。 現在噴射的燃油量也更少:更少的空氣也意味著更少的燃油。

稍後關閉入口閥的結果是填充液位較低。 這是以犧牲引擎功率為代價的,但有利於整體燃燒。 阿特金森-米勒循環非常適合混合動力汽車,因為內燃機不再是唯一的動力來源,而是由電動馬達支持,或僅用於為電池組充電(串聯混合動力)。 此外,在部分負荷以外的工況下改變氣門正時可以提前進氣門正時。

正常壓縮衝程(左)和阿特金森壓縮衝程(右)

許多製造商將阿特金森-米勒原理應用於混合動力汽車的內燃機。 這些主要是韓國和日本製造商:現代、本田和起亞。

下圖顯示了普通汽油引擎與阿特金森原理引擎的指示器圖和 PV 圖。 因為根據阿特金森原理,空氣的壓縮僅在壓縮衝程後期才開始,這反映在這些圖表中。 壓縮損失的減少提高了熱效率。

阿特金森(左)和普通汽油引擎(右)指示燈圖
PV 圖 Atkinson 和 Ottomotor

阿特金森-米勒循環的起源:
在上一節我們討論了阿特金森-米勒循環的應用。 在文獻中,阿特金森和米勒技術的名稱經常組合在一起,即使它們是兩個具有相同目的的獨立發明。 阿特金森和米勒原理的歷史如下所述。

阿特金森: 詹姆斯·阿特金森(英國,1882 年)致力於他的發明,他可以透過增加動力衝程來提高活塞發動機的效率。 透過具有桿和搖擺機構的複雜系統,做功衝程的活塞衝程可以高於進氣行程的活塞衝程。

動畫展示了眾所周知的四衝程過程中的四個衝程:

  • 進氣行程(進氣,ansaugen)
  • 壓縮衝程
  • 做功衝程(擴張、勞動)
  • 排氣行程(排氣,奧斯托森)

阿特金森引擎當時沒有進一步發展,因為當時的設計過於複雜,動力損失太大。

磨坊主: Ralph Miller(美國,1947)開發了進氣門稍後關閉以降低最終壓縮壓力的技術(見上一章)。 透過改變氣門正時,可以實現與阿特金森原理相同的目標:用更少的空氣限制壓縮衝程中的機械能損失。 阿特金森原理和米勒原理之間的區別在於,阿特金森原理產生物理上不同的壓縮和做功衝程,而米勒原理透過進氣門正時的退出實現相同的熱力學結果。

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