「车叔讲堂」一文看懂奥托、阿特金森、米勒循环

对汽车感兴趣或是打算买车的朋友应该都听过阿特金森循环或米勒循环这些名词，虽然听起来相当高大上，但听销售顾问讲完，总感觉云里雾里不知所云。最关键的是，听完一番介绍后，自己对这项技术的优势也并没有了解的特别充分。通过这篇文章，车叔带大家一起了解这几种循环，并说明它们各自的优缺点，方便大家在选购过程中做出理性判断，而不是被各种包装的话术迷惑。

奥托循环

奥托循环可以说是四冲程内燃机工作的基本循环，奥托循环的一个工作周期由吸气、压缩、膨胀做功和排气四个冲程组成，并且在奥托循环的每个冲程，活塞行程都保持一致，它也是定容加热的理想热力循环。

它同时也是主流内燃机的基本工作原理，虽然不同厂家在发动机的技术上有各自亮点，但它们也都是建立在奥托循环的基础之上。

奥托循环的优点是运转平顺，发动机结构相对简单，对配气机构不用做特殊调教就可以做到很高的升功率，而且在各转速下发动机都能提供较好的动力输出。但它同时也存在缺点，就是它的燃油效率比较差，已经不能满足当代社会的需求。

阿特金森循环

阿特金森循环应该是朋友们听的比较多的一种内燃机循环，特别是丰田车型上经常会提到这项技术。在搞清楚阿特金森循环之前，我们先了解一下压缩比和膨胀比，所谓压缩比即压缩行程中活塞运行至下止点的汽缸容积与活塞在上止点时汽缸容积的比值；而膨胀比指做功冲程结束时汽缸容积与做功冲程开始时汽缸容积的比值。在奥托循环中压缩比与膨胀比相同，这对提高燃油效率并不能起到积极作用，而在阿特金森循环中，膨胀比会大于压缩比，这意味着在压缩行程较短的情况下，却能够有更长的做功行程，做功行程更长相当于在压缩行程中取得了更多的能量。这就直接提升了燃油效率。

阿特金森循环最初由英国工程师詹姆斯·阿特金森发明，在该循环发明之初，阿特金森本人设计了一套超复杂的连杆机构，使得活塞的做功行程大于活塞的压缩行程。虽然他的想法以及设计非常天才，但这种复杂的连杆机构并不利于发动机高速运转，而且后期维护非常麻烦。

不过总有一些喜欢秀技术的品牌热衷于实现这种复杂机构，毕竟难度更大的转子发动机都能量产更何况相对简单地往复式发动机。经过本田的一再努力，最终本田EXLink系列发动机被造了出来，但遗憾的是，这台发动机的最高转速只能维持在2000转附近，该发动机无法通过提高转速来压榨更多动力，所以该发动机并不具备实用性，最终本田不得不放弃这种最忠于阿特金森原型的阿特金森发动机。

而此后的发动机都是通过推迟关闭进气门来实现阿特金森循环，在阿特金森循环里，当发动机开始压缩行程后，进气门并不会立即关闭，而是会在压缩行程持续一小段时间后再关闭，此时会将部分混合气从进气管吐出汽缸。真正的压缩行程会从进气门关闭开始算起，所以做功行程自然会比压缩行程更长一些。这样一来也大幅提高了阿特金森循环的燃烧效率。

但阿特金森循环也存在一些缺点，就是低扭偏弱。在压缩行程，将本就稀薄的混合气还吐出去一部分，这就使得燃烧变得更加困难，所以阿特金森循环更适用于发动机低负载的中高速工况。

米勒循环

米勒循环的原理与阿特金森循环保持一致，都是让发动机的膨胀比大于压缩比从而榨取更多动力，但在实现方式上却略有不同。米勒循环在进气过程中，通过提前关闭进气门让实际进入汽缸的混合气小于理论值，从而起到降低发动机实际压缩比的作用，这样一来得到的膨胀比也会大于压缩比，所以燃烧效率也会得到相应提升。而且米勒循环因为提前关闭进气门的缘故，可以适当地对汽缸内的油气混合物起到降温作用，所以米勒循环还能有效改善内燃机爆震现象。

但米勒循环同样存在缺点，因为进入汽缸的混合气并没有形成非常强烈的湍流，所以它会出现与阿特金森循环相同的问题，就是高负载情况下功率不足。

不过现阶段日系品牌对米勒循环和阿特金森循环实现的方式基本一致，都是通过推迟关闭进气门实现降低压缩比，只是马自达对米勒循环进行了注册，所以为了规避专利，其他品牌都会将自己的循环称为阿特金森循环。而最忠于米勒循环原型的则是大众品牌的发动机，它们往往通过提前关闭进气门以降低发动机实际压缩比从而提高发动机燃烧效率。

不过在买车过程中，各位朋友大可不必担心各种循环的缺点，因为各大品牌都会通过复杂的配气机构让发动机在阿特金森/米勒循环和奥托循环之间切换，从而弥补各循环的弱项让车辆始终处于动力充沛且高效的状态。