科普詞條：阿特金森循環

導言：

在今天的汽車圈里，許多被各大廠商爭相宣傳的技術，其實并不是近幾年才出現的。例如抬頭顯示、電控懸架，甚至電動汽車，都曾在過去某個時代短暫亮相，或者在少量車型上出現，但由于成本高、技術不成熟，最終沒能真正普及，阿特金森循環也是如此。

阿特金森循環是一項應用在發動機上的技術，但與那些專注提升動力的技術不同，它的重點在于讓燃油發揮更大價值，讓發動機在日常行駛中更省油。它最早可以追溯到19世紀80年代，但直到20世紀末，隨著電控技術和混合動力的發展，這項技術才重新受到關注，進入人們的視野。

阿特金森循環的原理

要理解阿特金森循環，先從發動機最常見的奧托循環說起。奧托循環的工作方式很固定，共有四個步驟，吸氣、壓縮、做功和排氣，因此也被稱作四沖程發動機。活塞不斷往復運動，空氣和燃油被吸入氣缸，壓縮后點火燃燒，燃燒產生的膨脹氣體推動活塞做功，最后排出廢氣。

阿特金森循環和普通循環示意圖

阿特金森循環和奧托循環一樣，也是基于四沖程發動機的原理工作起來的。兩者不同的是，奧托循環的工作步驟是實打實的吸進多少空氣就壓縮多少、燃燒多少，每一次做功都按固定步驟完成。而阿特金森循環的關鍵在于改變進氣門關閉的時機，它會在活塞上行壓縮的前半程延遲進氣門關閉，讓部分空氣回流到進氣道，相當于壓縮時輕松了一些。

這樣一來，發動機在壓縮空氣時不必花額外力氣對抗阻力，燃燒產生的能量更多地被用來推動活塞，減少了能量浪費，提升了熱效率，也就讓發動機在日常行駛中更省油了。

阿特金森循環的缺點和發展

那么為什么19世紀80就出現的技術真正進入大規模應用卻等了一個多世紀？阿特金森循環之所以在早期沒有得到廣泛應用，主要是由于雖然它通過延遲關閉進氣門讓膨脹比大于壓縮比，從而提高了熱效率，但也正因為它在壓縮階段主動放掉了一部分空氣，導致在低轉速時扭矩明顯不足。因此，這直接導致了車輛在起步時緩慢無力，在急加速和爬坡時也難以瞬間獲得爆發力。

1997年，豐田通過第一代普銳斯，將阿特金森循環帶入混動領域

不僅如此，早期要實現這種延遲氣門的結構成本也很高。如此一來，又貴又難開，自然得不到大規模量產。到了20世紀末，阿特金森循環終于迎來了自己的光輝時刻。一方面，電子控制技術成熟，發動機不再依賴機械結構就能通過電控系統精準調節氣門，成本直接降低。另一方面，新能源時代的到來，讓混合動力技術和阿特金森循環成為了黃金搭檔。電機可以在起步、超車、爬坡這些最需要瞬時動力的時候直接釋放，而一旦進入市區巡航、高速穩定行駛時，就交給阿特金森循環接手，把油省優勢發揮到極致。

豐田是首個將阿特金森循環發動機與現代混動技術結合的品牌

結語

阿特金森循環就像一匹出生得太早的千里馬，在那個唯扭矩論英雄的年代，空有一身本領卻無用武之地。但當電控技術成熟、混合動力登上時代舞臺，這匹被埋沒了百年的千里馬終于等來了伯樂，兩者分工明確，互相配合，已然成為天作之合。

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