发布于 09-13 17:44:05
阿特金森循环是一种内燃机燃烧循环模式，而可变气门正时系统是丰田在其发动机上实现阿特金森循环的一种相对简单的方式。
阿特金森循环想要说明白那可不容易。好在我们不是工程师，不需要了解那么透彻，只需要知道这种循环模式能提升热效率就行了。
普通汽油机工作时活塞上下运动的距离是一样的，进、压、做、排四个冲程依次进行着，这称为奥托循环。
而阿特金森循环是上图这样的，吸气、压缩时活塞移动距离短，做功、排气时活塞移动距离长。发动机工作时活塞一浅一深进行着活塞运动。这种模式被称为“膨胀比大于压缩比”。
至于为什么阿特金森循环能省油，我认为主要是因为做功行程活塞移动距离更长，可以充分释放混合气燃烧产生的能量。
可变气门正时是改变进排气门开闭时刻的系统，可以提升动力，还可以降低油耗，对发动机来说简直就是万金油一般的存在。
上图就是可变气门正时系统的示意图，它可以控制发动机每个气缸进排气门的开闭时刻。在一定范围内ECU可以控制发动机气门可以提前打开或者推迟打开。
丰田的阿特金森循环发动机就是靠可变气门正时系统实现的。实现原理说起来很简单：通过可变气门正时系统让进气门推迟关闭，这样在压缩冲程可以把气缸里吸入的空气从进气门再推出去一些。
丰田虽然称其为阿特金森循环，但实质上和阿特金森循环是有区别的。丰田进气门晚关省油的本质在于降低了吸气的损耗。
我们都知道发动机进气道有个东西叫节气门，它的开度决定了发动机的进气量。平时我们轻踩油门行驶时节气门开度很小，只有很窄的一条缝。这样发动机吸气会很困难。就像让你用注射器的针头去吸奶茶一样。节气门开度大的时候吸气损失小了，但进气量大，动力输出太多，但此时我们并不需要这么多动力。
而丰田很聪明，它的策略是进气时先把节气门开大一点，让发动机愉快滴吸气，降低吸气损失。等吸完气压缩时进气门晚点关，把之前吸的气排出去一部分。这样既在吸气时省劲儿，又避免进气太多，效率就提升了。
比如普通发动机节气门开20％，转速2000转，气缸一次可以吸入2克空气。
而阿特金森发动机节气门开40％，转速也是2000，气缸一次吸入4克空气，但是人家进气门晚点关，又排出去了2克，结果气缸里还是2克空气。
最终两个发动机气缸里空气量一样，但阿特金森发动机吸气时节气门开度更大，吸气损失更少，因此效率更高。
