■混動(dòng)汽車發(fā)動(dòng)機(jī)師祖——詹姆斯·阿特金森
阿特金森,又是一個(gè)如雷貫耳的名字。詹姆斯·阿特金森1846年出生在英國漢普斯特德,他在1882年帶來了與奧托循環(huán)發(fā)動(dòng)機(jī)完全不同的阿特金森發(fā)動(dòng)機(jī)。
阿特金森發(fā)動(dòng)機(jī)的出現(xiàn)改進(jìn)了奧托循環(huán)發(fā)動(dòng)機(jī)的燃油效率,雖然每個(gè)氣缸的功率變低,但為未來的汽車工程人員提供了更多的關(guān)于解決動(dòng)力和油耗這一對看起來不可調(diào)和的對手之間方式,為可變壓縮比和后來的米勒循環(huán)都帶來了深遠(yuǎn)影響,而詹姆斯·阿特金森也永遠(yuǎn)不會想到在21世紀(jì)人們會把阿特金森發(fā)動(dòng)機(jī)改進(jìn)的如此成功。
■58年后的進(jìn)化——米勒循環(huán)
阿特金森設(shè)計(jì)的共同點(diǎn)是發(fā)動(dòng)機(jī)的膨脹沖程比壓縮沖程長,并且通過這種方法,發(fā)動(dòng)機(jī)實(shí)現(xiàn)了比傳統(tǒng)活塞發(fā)動(dòng)機(jī)更高的熱效率。到了1940年,美國工程師羅爾夫·米勒(Ralph Miller)重新對不對等的膨脹比/壓縮比進(jìn)行了改進(jìn),通過對進(jìn)氣門進(jìn)行開度時(shí)間的控制來調(diào)整壓縮比。
『奧托循環(huán)』
『米勒循環(huán)』
在設(shè)計(jì)之初,這種發(fā)動(dòng)機(jī)有兩個(gè)技術(shù)點(diǎn)一個(gè)是機(jī)械增壓,一個(gè)是進(jìn)氣門延遲關(guān)閉。米勒循環(huán)在進(jìn)氣后的壓縮階段,進(jìn)氣門會晚一些關(guān)閉,也就是活塞在上升時(shí),進(jìn)氣門還是處于開啟狀態(tài),所以有部分在汽缸的氣體會重新進(jìn)入進(jìn)氣歧管,并在機(jī)械增壓的作用下保持氣壓,故下一次的進(jìn)氣沖程中可提高進(jìn)氣效率且減少泵壓損失。可是這樣也造成實(shí)際上的壓縮空氣沒有比進(jìn)氣時(shí)的多,而降低壓縮比。
雖然米勒循環(huán)發(fā)動(dòng)機(jī)在發(fā)明之初并不受關(guān)注,但對后來的日本汽車產(chǎn)生了深遠(yuǎn)影響,馬自達(dá)、豐田、本田都是米勒循環(huán)發(fā)動(dòng)機(jī)的忠實(shí)“粉絲”,除此之外大眾的EA888 TSI也應(yīng)用了米勒循環(huán)發(fā)動(dòng)機(jī)原理。
從1876到1940這六十多年,汽車技術(shù)發(fā)生了翻天覆地的變化,汽車人才也是群星閃耀,這64年間基本上奠定了發(fā)動(dòng)機(jī)工作的三種主要原理,同時(shí)創(chuàng)立了壓縮比、膨脹比等內(nèi)燃機(jī)概念,這對未來可變壓縮比發(fā)動(dòng)機(jī)的研究打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。
本期的內(nèi)容到這里就告一段落,下一期我將著重給大家介紹增壓技術(shù),可變正時(shí)技術(shù)以及歧管噴射和直噴等近現(xiàn)代發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)的故事和發(fā)展,敬請期待。(圖/文 汽車之家 冷曉陽)
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