阿特金森循環(huán)的工作原理如何
阿特金森循環(huán)是在奧托循環(huán)基礎上創(chuàng)新設計的高效內(nèi)燃機工作原理,通過獨特連桿機構使壓縮行程小于膨脹行程,實現(xiàn)膨脹比高于壓縮比,從而提高熱效率、降低燃油消耗。在壓縮沖程,活塞下行,進氣門開、排氣門關,氣體進入氣缸;做功沖程則相反,活塞上行,進氣門閉、排氣門開,氣體推動活塞做功。這種獨特設計有效利用廢氣高壓,讓燃燒更充分,展現(xiàn)出良好的節(jié)能與環(huán)保特性 。
具體來說,阿特金森循環(huán)在壓縮行程時,活塞從下止點向上止點運動的距離相對較短,進氣門在活塞上行一段距離后才關閉。這使得進入氣缸內(nèi)的空氣量較為充足,而且在進氣門關閉后,氣缸內(nèi)的混合氣實際上才開始真正的壓縮過程,這也就意味著壓縮行程相對被縮短了。
而在膨脹行程(做功行程)階段,活塞從下止點向上止點運動的距離較長,整個膨脹過程更為充分。燃燒后的高溫高壓氣體在氣缸內(nèi)有更多的時間和空間來推動活塞做功,將內(nèi)能更有效地轉化為機械能。由于膨脹比大于壓縮比,氣缸內(nèi)的廢氣殘存壓力得到了更有效的利用,使得燃料燃燒產(chǎn)生的能量能夠被充分挖掘,從而極大地提高了發(fā)動機的熱效率。
為了實現(xiàn)這樣獨特的工作循環(huán),阿特金森循環(huán)發(fā)動機還具備一些核心技術特點。一方面,它提高了壓縮比,能夠達到12左右,同時減小燃燒室容積,這一舉措進一步提高了熱效率。另一方面,重新設計了配氣相位,精準地控制進氣門和排氣門的開啟與關閉時間,這樣既能避免發(fā)動機出現(xiàn)爆燃現(xiàn)象,保證發(fā)動機穩(wěn)定運行,又能在合適的時機讓新鮮混合氣進入氣缸、排出廢氣。此外,對電噴系統(tǒng)進行優(yōu)化匹配,能夠根據(jù)發(fā)動機的不同工況,精確地調(diào)整噴油量和點火提前角,讓發(fā)動機在動力輸出和燃油經(jīng)濟性之間達到更佳的平衡。
總之,阿特金森循環(huán)通過獨特的壓縮與膨脹行程設計,以及一系列與之匹配的技術優(yōu)化,有效提升了發(fā)動機的熱效率,降低了燃油消耗和尾氣排放,在追求節(jié)能減排的汽車領域,展現(xiàn)出了巨大的優(yōu)勢與價值,成為眾多汽車廠商競相應用和發(fā)展的技術之一。
(圖/文/攝:太平洋汽車 整理于互聯(lián)網(wǎng))
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