阿特金森循環(huán)

簡介

自四沖程內(nèi)燃機誕生至今，如何提高發(fā)動機的效率是發(fā)動機工程師們一直努力研究的課題。提到發(fā)動機效率，“壓縮比”就自然而然地成為了討論的主角了。一直以來，“高壓縮比=高效率、高功率”已經(jīng)成為了內(nèi)燃機學當中不變的信條。由進氣、壓縮、膨脹、排氣四個沖程循環(huán)構(gòu)成的四沖程內(nèi)燃機，是奧托歷時14年于1876年研發(fā)成功的，該發(fā)動機原理，被稱為奧托循環(huán)。而其中能提高內(nèi)燃機效率最具關(guān)鍵性的一環(huán)——壓縮沖程，由原理變?yōu)闄C械的過程，曾困擾了奧托十數(shù)年之久。

因為當時的技術(shù)限制，壓縮比不能作出更大的提升，因此發(fā)動機的效率也不能進一步地提升。1882年，英國工程師JamesAtkinson（詹姆斯·阿特金森）在使用奧托循環(huán)內(nèi)燃機的基礎(chǔ)上，通過一套復雜的連桿機構(gòu)，使得發(fā)動機的壓縮行程大于膨脹行程，這種巧妙的設計，不僅改善了發(fā)動機的進氣效率，也使得發(fā)動機的膨脹比高于壓縮比，有效地提高了發(fā)動機效率，這種發(fā)動機的工作原理被稱為阿特金森循環(huán)。

國內(nèi)應用情況

2009 年 7 月，長安自主研發(fā)的阿特金森循環(huán)發(fā)動機在長安汽車研究院通過項目驗收，各項指標均達到國際先進水平。長安阿特金森循環(huán)發(fā)動機主要擁有以下三大技術(shù)特點和優(yōu)勢：通過將壓縮比提高到 12，并相對減小燃燒室的容積，發(fā)動機熱效率更高；通過對原有的配氣相位進行全新設計，使發(fā)動機膨脹比增加的同時，壓縮比并沒有顯著增加，避免了爆燃的發(fā)生；通過對電噴系統(tǒng)優(yōu)化匹配、調(diào)整噴油量和點火提前角，進一步提高了發(fā)動機熱效率，改善了發(fā)動機燃油消耗率。更值得一提的是，長安阿特金森循環(huán)發(fā)動機是在原有動力平臺上開發(fā)的，不僅開發(fā)周期短，更具有成本低的優(yōu)勢。經(jīng)過多次試驗測試，長安阿特金森循環(huán)發(fā)動機單點油耗降低最高可達 19%，全工況平均降低 8～10%。通過優(yōu)化混合動力的控制策略，混合動力汽車還可在不提升任何制造成本的基礎(chǔ)上進一步降低 8%左右的油耗。

阿特金森循環(huán)技術(shù)的應用，打破了多年來國外汽車制造商對該技術(shù)的壟斷，而且也填補了國內(nèi)混合新動力領(lǐng)域的空白，為國內(nèi)混合動力汽車的發(fā)展奠定了堅實的基礎(chǔ)。這一具備全球領(lǐng)先技術(shù)優(yōu)勢的阿特金森循環(huán)發(fā)動機的成熟以及推廣應用，將對新能源汽車產(chǎn)業(yè)化以及消費者體驗產(chǎn)生重大影響。