什么是阿特金森循环

与传统的发动机循环相比，阿特金森循环的特点是作功冲程比压缩冲程长，也就是我们常说的膨胀比大于压缩比。更长的作功冲程可以更有效地利用燃烧后废气的残余高压，因此燃油效率比传统发动机更高。只要明白这一点，阿特金森循环就明白了70%。

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做功冲程时是不同的。众所周知，发动机的工作过程分为四个阶段：进气、压缩、做功和排气。传统发动机四个阶段的活塞冲程是一样的，但是阿特金森循环是如何在压缩和做功阶段实现不同的冲程的？

阿特金森发动机采用复杂的连杆作为活塞到曲轴的动力输出，实际活塞行程如下图所示(阿特金森发动机活塞行程较长，动画中未显示)。

这个设计很巧妙。不同的连杆机构共同作用，使每个冲程范围不同，不仅有效改善了进排气情况，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。

但是这样复杂的结构不容易实现，后期维护成本也高。但它的节油特性满足了目前人们的需求，所以很多厂家用发动机气门相位调节器来控制进气门的延迟关闭，而不是用复杂的连杆机构，让发动机的进气门在进气冲程结束后保持开启一段时间，从而把一部分吸入的混合气吐出来，更简单的实现膨胀比大于压缩比的效果，模拟阿特金森循环工况，达到节油的效果。下图是模拟阿特金森循环的示意图。

然而，阿特金森发动机也有两个突出的缺点：

一是低速时，进气被向上的活塞推出，进气不足，动力不足；

第二，在高速的情况下，相对较长的膨胀行程会影响速度的增加，加速不给力。

然而，这两个"缺点"只能被混合动力车使用。这是因为混合动力汽车在车辆起步阶段由电动机驱动，电动机低速扭矩大，使车辆加速迅速，以弥补阿特金森循环发动机的动力不足。中高速匀速行驶时，阿特金森循环发动机热效率高，能提高燃油经济性，所以市面上的混合动力汽车都采用阿特金森循环发动机。