阿特金森循环和米勒循环（发动机的循环方式）

本文目录

• 发动机的循环方式
• 阿特金森循环等于米勒循环为啥大众和丰田进气门策略完全相反
• 什么是米勒循环
• 阿特金森循环、米勒循环和奥托循环都有什么区别
• 解读发动机（五）阿特金森和米勒循环
• 米勒循环和阿特金森循环区别
• 米勒循环为什么在低负荷区使用

发动机的循环方式

您好，现在的发动机循环方式有三种，分别是奥托循环，米勒循环和阿特金森循环。谢谢，望采纳~

阿特金森循环等于米勒循环为啥大众和丰田进气门策略完全相反

最近有小伙伴在购买丰田车的时候，听到销售员介绍发动机采用了“阿特金森循环”，感觉是个很高大上又很有技术含量的字眼，由于不了解当场不敢回应，回来赶紧咨询我们是什么意思？有什么神奇之处。今天，我们就来跟大家稍微分析下这个问题。

在说阿特金森循环之前，我们首先要清楚奥托循环。1862年法国一位工程师首先提出四冲程循环原理，1876年德国工程师尼古拉斯·奥托利用这个原理发明了发动机，因这种发动机具有转动平稳、噪声小等优良性能，对工业影响很大，这种循环命名为奥托循环。奥托循环的一个周期是由吸气、压缩、膨胀做功和排气这四个冲程构成，首先活塞向下运动使燃料与空气的混合体通过一个或者多个气门进入气缸，关闭进气门，活塞向上运动压缩混合气体，然后在接近压缩冲程顶点时由火花塞点燃混合气体，燃烧空气**所产生的推力迫使活塞向下运动，完成做功冲程，最后将燃烧过的气体通过排气门排出气缸。因此奥托又称四冲程循环，是内燃机热力循环的一种，是定容加热的理想热力循环。

奥托虽然改进并制造成功了四冲程发动机，但并没有将这种机器运用到车辆上，而1886年卡尔本茨将奥托发动机运用到改进的马车上，就发明出了汽车。目前燃油发动机的基本工作原理还遵循着最初的设计理念，并没有本质的改变。注意上面的描述中，定容加热理想热力循环，其中的定容就是指发动机活塞的上下止点的位置是始终不会改变的，这样就发动机的排气量也就是活塞运动轨迹内的容积是不变的。 

在那个内燃机刚刚发明的时代，工程们对于这种新生的机器还充满好奇，试图改进它的人不在少数。仅仅6年之后，英国工程师詹姆士·阿特金森（James Atkinson）于1882年提出了一种构想，就是希望在上述四个冲程中，能够让活塞在膨胀做功的时候让它的行程增加一些，这样就可以获得更多的动能，从而提升转速。说到这里，我们必须要理解，当时的发动机基本都是单缸卧式结构，还没有采用后来的曲轴连杆结构，连杆后方推动的是较大的飞轮，通过位于连杆与飞轮的连接部分的活动卡销，确实可以实现做功行程大于压缩行程。但是由于当时发动机的输出功率很小，这种循环降低了功率密度，因此不可能成为的主流方案，阿特金森循环走进人们的视野但也很快进入历史。

说到当时发动机的功率，看看奔驰第一辆汽车发动机只有可怜的0.9马力，仅仅够推动车辆缓慢行走，因此当时工程师们的主要工作是提高发动机的输出功率和转化功率。后年出现了曲轴与连杆的组合结构，使得活塞的移动行程成为固定值，利用机械机构实现阿特金森循环事实上已经不可能实现。

经过几十年的发展，到20世纪二三十年代，奥托循环发动机已经取得长足的进步，除了气缸越来越多排量不断增大，还拥有了复杂的凸轮轴控制的进排气结构，同时化油器的供油结构和水冷的热管理系统也越来越成熟，现在的发动机功率方面不再是问题，但是在提升发动机功率的过程人们发现，提升压缩比容易出现爆震、在低负荷时发动机易出现泵气损失，这些问题成为工程师必须解决的棘手问题。

当时的汽车前沿技术中心已经从欧洲转移到美国，抛开臭名昭著的使用“含铅汽油”解决爆震问题的通用汽车的米基利不说，美国工程师R.H.米勒在1947?年第一次提出通过进气早关（EIVC）的策略，在压缩行程开始之前就关闭进气门，相当于减少了气缸内应有的混合气容量，同时也减少了泵气损失的功率，这就是所谓的米勒循环。米勒循环的特点是发动机的有效压缩比小于膨胀比，提高了热效率，并有效抑制发动机爆震，还能降低NOx排放。从这里开始，工程师终于找到新的思路解决了压缩比和膨胀比如何实现不同的方案，那就是利用进气的气门正时，提前气门关闭时间，从而达到降低压缩比的效果。

理论虽然成熟了，但实际营运依然困难很多，因为气门控制技术还不成熟，达不到精确的控制效果。直到后来利用电磁阀和可变凸轮相位调节器组成的可变气门正时系统出现，才把米勒循环实际有效的应用到发动机上来，让发动机在不同的工况下实现米勒循环和奥托循环的自然切换。

在这里我们必须要说的是，米勒循环与阿特金森循环的核心含义并不相同，前者的出发点是减少可压缩气体（降低爆震和泵气损失），而后者真实的用意是提升膨胀比（多做功），但因为两者都有一个目标，那就让做功行程大于压缩行程因而有相似之处。由于米勒循环的专利技术被***收购，其他品牌如丰田、本田、大众等只能将自己的米勒循环称之为阿特金森循环规避专利垄断。

那么，真正能够实现了阿特金森循环的发动机有没有呢？在很长一段时间内确实没有，或者说没有实现量产。直到最近日产的VC-Turbo技术成熟，才算是真正把阿特金森循环带回到现实中。这个技术我们有机会再细聊。

回到现在的米勒循环技术上，我们会发现丰田与大众采用的策略并不相同。大众EA888等发动机采用的是提前关闭进气门的策略实现米勒循环，而丰田的混动系统大都采用的是进气门推迟关闭策略。前者是直接缩短了进气时间从而减少进气量，而后者是将一部分进入气缸内的混合气再推回到进气歧管。前者与当年米勒提出的技术路线技术完全一致，而也同样需要增压、中冷等技术的协助，而后者由于有电机的协助在高负荷时分担了发动机的负担，可以让发动机在低负荷时将米勒循环的优势更充分的发挥出来，相当于用电机弥补了米勒循环在起步、加速等高负荷时动力不足的问题。

说到这里，如果小伙们下次再遇到对你说阿特金森循环的销售员，就可以自信的回复：你说错了，其实是米勒循环。

什么是米勒循环

米勒循环的原理跟阿特金森循环的原理一样只是因为专利原因被称为米勒循环。以下是相关内容的介绍：1、四个冲程：普通的汽油发动机是奥托循环这种发动机工作时有四个冲程分别是吸气冲程、压缩冲程、做功冲程、排气冲程。2、阿特金森循环：阿特金森循环就是让做功行程比压缩行程长让发动机的膨胀比大于发动机的压缩比这样可以提高发动机的效率降低发动机的燃油消耗。3、发动机：阿特金森循环发动机一般只在一些混合动力汽车上才可以见到纯汽油汽车很少有使用阿特金森循环发动机因为阿特金森循环发动机在低转速时动力不足所以很适合放在混合动力汽车上使用。

阿特金森循环、米勒循环和奥托循环都有什么区别

      这三种循环的最大区别在奥托循环压缩比等于膨胀比；米勒循环和阿特金森循环压缩比要小于膨胀比，但米勒循环没有复杂的连杆机构，而阿特金森循环有。      奥拓循环是由德国人尼古拉斯-奥拓根据前人的理论发明并应用。奥拓循环具有四个冲程，分别是吸气、压缩、做功、排气。其最大的特点是：压缩比等于膨胀比，在理论上，发动机在各个阶段都不会出现乏力，扭矩缺失的情况。它还具有运转平顺，升功率高的优点。            阿特金森循环由英国工程师詹姆士·阿特金森于1882年发明。阿特金森循环发动机，在运作方面和传统的内燃机没有太大的差别，一样要经历进气、压缩、做功、排气四个行程。但阿特金森循环发动机不同于普通内然机的是，它压缩行程和做功行程是不一样的。压缩行程要短于做功行程。所以它的压缩比要小于膨胀比。            米勒循环是米勒在1940年对阿特金森循环的改进。米勒循环和阿特金森循环一样，压缩比都是小于膨胀比。但米勒循环没有复杂的连杆机构。米勒循环通过改变进气门关闭的时间，改变压缩比。米勒循环在活塞压缩时，推迟进气门关闭的时间，使在进气过程进入气缸内的混合汽流出一部分到进气歧管内，从而改变压缩比。      

解读发动机（五）阿特金森和米勒循环

该类发动机运转形式 如何有效利用燃油产生的能量是提高发动机效率的关键。自从发动机诞生以来，这个话题就一直在进行。从19世纪末的阿特金森循环到20世纪40年代的米勒循环，一种“替代”的运行机制打破了原来的压缩比恒定值。 话题又一次谈到了“压缩比”的问题。如果想提升动力，提高压缩比是一种手段。为了提高燃油经济性，提高压缩比也是一种手段。但压缩比不可能无限提高，而在发动机史上的“古代”，这个问题就更难解决了。然而，人类的智慧往往会找到另一种方式。由于压缩比不能提高，所以应该增加“膨胀率”。 ●阿特金森循环发动机 1882年，詹姆斯·阿特金森发明了一种发动机。与当时的奥托循环发动机不同，这种发动机的活塞排量在压缩冲程和动力冲程之间是不同的。阿特金森发动机使用复杂的连杆作为活塞到曲轴的动力输出，活塞的实际行程如下图所示。 活塞冲程由蓝、黄、红、绿四个色块表示，分别是吸气、压缩、做功和排气四个冲程 这个设计很巧妙。不同的连杆机构共同作用，使每个行程范围不同，不仅有效改善了进排气条件，而且阿特金森发动机最大的特点就是膨胀比大于压缩比。更长的膨胀冲程可以更有效地利用燃烧后废气中仍然存在的高压，因此燃油效率高于奥托循环。 连杆的引入不仅影响活塞行程，还会改变作用在曲轴上的扭矩。 但是复杂的连杆在体积和故障情况上都不如奥托发动机，所以还没有在汽车上普及。但船用、发电等大型柴油机很大程度上借鉴了阿特金森发动机的这一特点，可以说是忍无可忍。至于阿特金森发动机存在进气门晚关是否意味着压缩比小于膨胀比的问题，目前尚无考证，但真正采用这一技术的却是后面的发动机。 ●米勒循环发动机 1940年，米勒重新获得了这种不等膨胀/压缩比的发动机，但放弃了复杂的连杆结构，使用气门正时来创造这种效果。解决方法是:在吸气冲程结束时，延迟关闭阀门，这将“吐出”一部分吸入的混合物，然后关闭阀门，开始压缩冲程。 上图为常规Alto循环发动机的气门正时，下图为Miller循环的气门正时” “与常规发动机相比，米勒循环的进气门关闭较晚，部分吸入气体反向排出，排气门开启较晚，使工作时间更长。” 简单地控制阀门的开启和关闭时间会产生膨胀比大于压缩比的效果。与传统的奥托循环发动机相比，可以利用废气中包含的能量。 1-2-3-4是传统发动机的PV图，6-2-3-5是阿特金森/米勒循环的PV图。阴影部分可以理解为阿特金森/米勒额外活塞行程及其能量利用。 该类发动机实际应用 ●这种发动机的** 很多读者会意识到，有了可变进气正时技术，这项技术非常容易实现，但为什么这项技术没有在发动机中广泛应用呢？原因如下: ◆ 1.独特的进气模式使低速扭矩非常差。低速时，本已稀薄的空燃混合气“逆流”后变少，使得这类发动机的低速扭矩性能非常差。显然，没有足够的动力让车辆启动。没有人希望自己的车输在起跑线上，厂家也不想让自己的产品落后于人。 ◆ 2.长活塞行程不利于高速运转。长活塞行程确实能充分利用燃油能量，提高经济性，但也限制了速度的提升，加速性能变差，“功率提升”的性能指标会很低。然而，对于追求性能，尤其是高速性能的赛车发动机来说，冲程与活塞直径的比率通常非常低。在民用车辆上，为了平衡，行程和缸径这两个数据通常比较接近。 这使得阿特金森/米勒循环发动机处于非常尴尬的境地，只能在速度中间阶段有效发挥动力，对于每天路况复杂的城市交通形式的汽车非常不利，所以普通汽车不会使用这项技术。但是有很多特别的车。 ●现代阿特金森/米勒循环发动机 现实中，目前市场上的阿特金森循环发动机很少。丰田 普锐斯 （ 查成交价 | 车型详解 ）虽然号称使用阿特金森发动机，但从实际结构来看，本质上还是米勒循环的方式。这是因为在1993年， *** 重新获得了米勒循环发动机并装备了量产车。为了避免更多的麻烦，丰田只能说是阿特金森循环。 然而，这两家公司采取了两种不同的想法。***用米勒循环发动机通过这种方式来降低爆震和提升动力，所以配备了增压器来进一步提升动力。丰田普锐斯以节油为目的，充分发挥阿特金森/米勒循环发动机的实质性优势。 使用了机械增压米勒循环 ***2 .3S发动机” “这台发动机搭载在***Millenia上” 阿特金森/米勒循环发动机因其充分利用能源而受到各种节油混合动力汽车的青睐。他们不在乎低速“停运”和高速“停运”，因为这两个时期都有电机为车轮提供动力，而且大部分时间发动机都在发电，所以发动机可以以油耗最好的速度运行。电机的大扭矩弥补了动力上的**，互补的动力总成使混合动力汽车在动力性和经济性上有着突出的表现。 然而，通过阿特金森/米勒循环制造大功率发动机可能并不合适。***的发动机即使量产了也没有开发出来，动力的提升基本上是增压的效果，而不是循环的初衷。因此，阿特金森/米勒循环更多地用于混合动力汽车，节约燃料是它的职责。 & gt& gt想多了解汽车，成为人才？我们去技术与设计频道吧！& lt& lt @2019

米勒循环和阿特金森循环区别

密勒循环和阿特金森循环的区别在于，阿特金森使用各种机构时活塞的流动发生变化，而密勒循环是通过缓慢关闭进气门来执行的。镜像循环没有复杂的连杆机构，但阿特金森循环有。阿特金森循环是英国工程师詹姆斯阿特金森于1882年发明的。阿特金森循环发动机与传统内燃机在运行方面没有很大差别，需要经过进气、压缩、做功、排气四个过程。但是，阿特金森循环发动机与大多数内燃机的不同之处在于压缩过程和工作过程不同。压缩过程必须比工作过程短，压缩比将低于膨胀比。米勒循环是米勒在1940年改善阿特金森循环的产物。镜像循环与阿特金森循环相似，压缩比均低于膨胀比。但是镜像循环没有复杂的连杆机构。密勒循环通过变更进气门关闭的时间来变更压缩比。密勒循环在活塞压缩时延迟进气门关闭的时间，使进气流动中进入气缸内的混合气少量流出进气歧管内，变更压缩比。

米勒循环为什么在低负荷区使用

为什么密勒循环要用在低负荷区间？这应该是汽车循环中原理不同导致的工作模式不同，或者准确的说，米勒循环只能用在发动机的低负荷阶段。这样循环模式的组合就可以实现发动机油耗和动力的完美结合，提高发动机的工作效率，降低排放！发动机的主要循环方式——内燃机汽车发展到今天，就发动机的循环方式而言，已经从最初的单一方式逐渐演变为组合方式。发动机的单循环模式有三种不同的形式：奥托循环。是我们平时看到的结构最简单最常见的发动机循环形式。大部分汽车发动机都是按照这个循环生产的。奥托循环体现了自然规律的思维，核心内容是发动机的压缩冲程和膨胀冲程是一样的。但是发动机的压缩冲程需要消耗功率，所以奥托循环的发动机热效率会被限制在一定的范围内。阿特金森循环。这种循环模式现在普遍应用于日本***和丰田，最近日产的可变压缩技术发动机也采用了阿特金森循环。但需要注意的是，阿特金森循环只能作为辅助循环，不能作为主循环。因为阿特金森循环，从原理上来说，通过一系列复杂的联动机构或者通过较晚关闭进气门，使发动机的膨胀冲程大于压缩冲程，从而提高发动机的热效率(降低油耗)。目前阿特金森循环的具体用法是：丰田主要用于混动车型，***和日产用于涡轮增压发动机车型。米勒循环。所谓米勒循环，其实是阿特金森循环的另一种方式。只是受专利限制，所以叫米勒循环。米勒使用的最成熟稳定的发动机是大众第三代EA888低功率2.0T发动机。现在流行的米勒循环技术，主要是利用专门设计的配气机构，使发动机的进气门提前关闭，减少进气量，从而在压缩阶段造成一次无用压缩，实现发动机的膨胀冲程大于压缩冲程，达到提高发动机热效率的目的。通过对比可以看出，阿特金森循环在压缩阶段后期通过关闭进气门将部分混合气推出到进气歧管；米勒循环则是通过提前关闭进气门(大众采用混合喷射)来减少进气量，相当于同时减少喷油量，从而实现低速低负荷的燃油经济性。这就像“小步走”，只要保持一定的精力就可以实现。所以在高速高负荷阶段，“小步快跑”是达不到“快跑”的。米勒循环的意义在于省油。因为发动机在低转速低负荷时需要的功率较小，所以此时需要减少燃油的使用量。而发动机的运行规律在于，发动机在高速高负荷阶段需要持续输出动力。所以任何发动机的动力输出都需要燃油的巨大消耗，这也是对能量守恒定律的最好诠释。如今，面对2.0T发动机“一台发动机可以征服世界”的现实，大众三代EA888发动机为了满足消费者对燃油经济性和动力的不同需求，推出了2.0T低功率版发动机和2.0T高功率发动机，低功率发动机采用了米勒循环技术。实际上，米勒循环和阿特金森循环都可以在发动机的联合循环模式中发挥重要作用。总之，发动机由目前广泛使用的奥托循环逐渐转换为多种循环模式的组合是一种发展趋势。但是由于专利技术的限制，国产发动机在这方面还处于起步阶段，所以还有很大的差距。目前，米勒循环是阿特金森循环和米勒循环之间最有可能的选择。毕竟米勒循环的实现更简单！