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团长说事:到底什么是阿特金森循环式发动机?

2016-05-20 17:18:40   点击次数:1384   来源:团车网   编辑:团车网

在阿特金森循环式发动机越来越多被日系车型所采用的今天,当销售向你说他们的车型采用的是最为先进的阿特金森式发动机时,你要是不明白阿特金森是什么,不就被销售给忽悠了吗!今天我们就跟您说说什么是阿特金森循环式发动机?新闻摘要

  本期团长说事想用简单易懂的文字,给大家介绍一下阿特金森循环式发动机的工作原理以及为什么省油。为什么要说这样一期话题呢?原因有二:在阿特金森循环式发动机越来越多被日系车型所采用的今天,当销售向你说他们的车型采用的是最为先进的阿特金森式发动机时,你要是不明白阿特金森是什么,不就被销售给忽悠了吗!其次,作为《团长说事》这样一个有深度栏目,不能总给大家传输一些关于汽车负面的东西(比如上上期的车展话题),这样显得我们也太没有登次了。所以,本期我们就给大家说点有技术含量的话题。

  说道阿特金森循环式发动机的工作原理,就要先给大家解释一下发动机的工作原理。我们知道普通的发动机是通过吸气、压缩、做工、排气四步的循环,让汽车动起来的(具体细节就不给大家说了,有兴趣可以自行脑补),这种循环也就是我们所谓的奥托式循环。其特性就是:气缸内吸入多少空气,活塞就压缩多少汽油与空气的混合气,混合气是空气与雾化后汽油的产物,空气与汽油的比例则是设定好的,有多少空气就要喷多少汽油。而阿特金森循环的特性是:以气缸吸入足量的空气为100%的话,而压缩过程只压缩70%(只是举例啊)的空气,而70%的空气所用的汽油,一定比100%空气用的少,这样一台2.0升阿特金森发动机的车型,实际消耗的燃油就相当于普通2.0升车型的70%,这也就是阿特金森循环发动机省油的根本原因。

  看完以上关于阿特金森的介绍,有团友估计又要问了,既然普通的奥托循环式发动机在1876年就由德国工程师尼古拉·奥托实现量了,最早的阿特金森循环式发动机,也在1882年由英国工程师詹姆斯·阿特金森研发出来了(结构与今天的完全不同),为什么当下才又被广大日系车型所再次广泛应用呢?这就要从阿特金森循环式发动机的工作原理来解释了。

  前面我们说过阿特金森循环式发动机,相比奥托循环式发动机最本质的区别,是最终压缩的混合气体的量要比实际吸入量要少。而能够实现这种“偷懒”的方式,还要归功于可变气门这项技术的诞生。在这项技术诞生以前的阿特金森发动机,完全是用另外一套繁琐的曲轴运动来实现进气与压缩不等量这一结果的。而有了可变气门技术之后,实现起来就要简单多了。先说普通的奥托发动机,在活塞运行到下止点时,吸入最多的空气,与此同时,气缸顶部的进气门与排气门同时关闭,就形成一个完全密闭的空间。接下来活塞开始向上运动,密闭气缸中的混合气体开始被压缩,当活塞运行到上止点的同时,火花塞放电点燃气缸内的混合气体,混合气爆炸后的热能转化成推动活塞下行的动能,这样四个活塞(四缸车)以不同的顺序做着上下往复运动,曲轴就这样源源不断的把动力,通过变速箱传送到驱动轮上。

  阿特金森循环式发动机利用可变气门技术“偷懒”的方法,当活塞吸入足量的空气后,开始向上运动时,气缸顶部的进气门与排气门本应该同时关闭,但阿特金森利用了气门延时关闭的特性,让此时的进气门没有关闭,指关闭了排气门,随着开始上行活塞的运动,气缸内的空气又被挤压出去,当被挤压出的空气达到厂家的设定值后,此时的进气门才被电脑关闭,这时气缸内的混合气也才开始被压缩,喷油嘴也才开始喷油。换句话解释,就是2.0升排量车型在相当于1.5排量车时,发动机才开始出力干活。基本等同于一辆2.0排量车型,只用了1.5排量发动机的汽油,你说能不省吗!

  那有些团友又会问了,这样不就等于是2.0排量的车,实际只输出了1.5排量汽车的动力吗?不就会出现动力不足的现象了吗?别急,阿特金森发动机在省油的同时,动力没有缺失(相对而言)的玄机,就在活塞上行没有开始压缩空气那段看似被“浪费”的行程上。打个比方大家就明白了:步枪之所以比手枪的射程远(排除技术上的因素),就因为子弹在步枪枪樘里运行的轨迹要比手枪长,所以步枪的射程一定要比手枪远。而阿特金森循环式发动机,正是利用了这个原理。气缸就好比抢膛,活塞就好比是子弹,气缸在活塞里运行的距离,实际上与2.0升发动机是一样的,理论上活塞传递给曲轴的动力由于有着足够的活塞行程支持,传递给曲轴的动力不会有太大的减弱。这就是阿特金森循环式发动机,在少用油的情况下,动力依然可以保持不变(多少还是会有所降低)的原因所在了。

  上面给大家介绍了阿特金森循环式发动机的工作原理及优点,下面再来说说它的不足。

  就像上面所说的,步枪相比手枪在射程上有着明显增加。但由于其体积大,不好携带就是它自身的问题了。虽然阿特金森循环式发动机有着以上优点,但是它在动力上严格说还是要比相同排量车型略小一些,尤其是在低速时(起步)会更加明显。但是当车辆开始匀速巡航时(也就是我们俗称的悠起来之后),车辆对动力输出没有了过高需求,这时阿特金森的优势就可以显现出来了。所以,结合阿特金森发动机的优势,以经济性闻名的日系车很愿意采用,而那些追求动力的车型(尤其是需要起步爆发力的)就不太适合装配阿特金森循环式发动机了。又因为阿特金森初段动力不足的特性,现在主流的日系车,大都把阿特金森与混合动力车型相结合使用。我们知道电动机有低扭强劲的特性,正好弥补了阿特金森发动机初段动力上的不足,一旦到了高速巡航状态,发动机进入相对稳定的巡航阶段,电动机停止工作后,就又是阿特金森发动机施展拳脚的时候了。在我们熟悉的雷克萨斯NX200上,厂家把阿特金森发动机用到了极致,在低速需要强动力输出时,阿特金森循环被停用,发动机恢复到原始的奥托式循环状态,也就是气门依旧正常关闭,该是多大排量该喷多少油还喷多少油,主要为了确保动力。一旦车辆进入高速巡航状态,发动机的阿特金森模式就会开启,这样车辆就会进入到省油阶段了。

  以上就是本期《团长说事》的内容,如果看完了以上的文字你还是没有弄明白阿特金森循环到底是怎么一回事,那也不要紧。在买车时只要记住:如果你的初衷就是省油是第一位的,不会过分在意动力输出,就可以考虑装配有阿特金森循环系统发动机的车型。相反那些要求起步加速性的人,就要想清楚阿特金森发动机适不适合自己了。

  好了,咱们下期团长说事再见吧。奥!如果大家有什么想要我在《团长说事》中说的话题,欢迎踊跃提问啊!

好了,本期团长说事就到这里!欢迎关注团长说事板块!

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