近年來，“阿特金森”在各種汽車報(bào)道中出現(xiàn)得越來越多，但很多人看到這四個(gè)字估計(jì)都不知其然。

小編第一次對阿特金森感興趣是在兩年前馬自達(dá)阿特茲上市時(shí)，看到廣告中各種宣傳阿特茲的創(chuàng)馳藍(lán)天技術(shù)可實(shí)現(xiàn)發(fā)動(dòng)機(jī)壓縮比達(dá)到13:1，這個(gè)數(shù)值遠(yuǎn)高于當(dāng)時(shí)市面上售賣的傳統(tǒng)能源車型。于是小編進(jìn)一步查閱資料，終于明白了——哦，這一切原來都源自于這四個(gè)字，阿特金森。

一、阿特金森發(fā)動(dòng)機(jī)的淵源

所謂的阿特金森實(shí)際上是一種以人命名的發(fā)動(dòng)機(jī)循環(huán)形式。

1875年，一位來自德國的技術(shù)大牛發(fā)明了四沖程內(nèi)燃機(jī)，也就是我們目前絕大多數(shù)汽油發(fā)動(dòng)機(jī)使用的進(jìn)氣、壓縮、作功、排氣四種行程循環(huán)的發(fā)動(dòng)機(jī)，秉持歐洲人“誰發(fā)明，誰命名”的一貫作風(fēng)，這種四沖程的循環(huán)原理被命名為奧拓循環(huán)。

到了1880年，一位來自英國的技術(shù)大牛，我們的男豬腳——阿特金森，在原來的奧拓循環(huán)上進(jìn)行了改良，通過改變軸桿行程讓發(fā)動(dòng)機(jī)的壓縮行程小于膨脹行程，形成發(fā)動(dòng)機(jī)的膨脹比高于壓縮比，提高了熱效率，降低了燃油的消耗。

阿特金森先后提出過三種結(jié)構(gòu)，下圖是他在1887年所提交第二種專利的方案，也是目前眾所周知的方案。而另外兩種，由于與目前的四沖程內(nèi)燃機(jī)相去甚遠(yuǎn)，已經(jīng)漸漸淹沒在了茫茫“機(jī)”海之中。

然而，由于其改變軸桿行程的機(jī)械方法過于復(fù)雜，因此，這種阿特金森發(fā)動(dòng)機(jī)一直都沒有得到廣泛的商業(yè)利用。

時(shí)間轉(zhuǎn)眼到了1957年，又一位來自美國的技術(shù)大牛米勒，他覺得阿特金森循環(huán)使用的那些機(jī)械連桿太麻煩了，于是想出了一種方法——當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)的進(jìn)氣行程結(jié)束時(shí)，讓發(fā)動(dòng)機(jī)的進(jìn)氣門早一點(diǎn)關(guān)閉，這樣氣缸內(nèi)的混合氣體就比奧拓循環(huán)時(shí)要少，這樣也減少了壓縮行程。然后再通過機(jī)械增壓的手段保持下一次進(jìn)氣的壓力。這種循環(huán)方式因此就被稱作為米勒循環(huán)。

米勒循環(huán)

當(dāng)然米勒那個(gè)時(shí)期知識產(chǎn)權(quán)意識已經(jīng)相當(dāng)強(qiáng)了，所以他早早地申請了專利，這項(xiàng)專利在上世紀(jì)90年代被馬自達(dá)應(yīng)用推廣，他們的2.3L V6發(fā)動(dòng)機(jī)還蟬聯(lián)1995-1998年沃德全球十佳發(fā)動(dòng)機(jī)。

奧拓與阿特金森發(fā)動(dòng)機(jī)工作原理對比

而我們現(xiàn)在常提到的阿特金森發(fā)動(dòng)機(jī)，實(shí)際上也是利用調(diào)節(jié)進(jìn)氣門關(guān)閉的時(shí)間來實(shí)現(xiàn)膨脹比大于壓縮比的，只是現(xiàn)代的阿特金森循環(huán)是通過延遲進(jìn)氣門關(guān)閉的時(shí)間，在活塞進(jìn)行壓縮行程時(shí)將氣體擠出氣缸的形式來實(shí)現(xiàn)縮短壓縮行程的。只是各家運(yùn)用的技術(shù)手段都不盡相同，所以還是稱為阿特金森發(fā)動(dòng)機(jī)而不是米勒發(fā)動(dòng)機(jī)。（最重要的是人家有專利啊，呵呵）

二、阿特金森發(fā)動(dòng)機(jī)迎來春天

通過上面的介紹，我們可以知道奧拓循環(huán)的發(fā)動(dòng)機(jī)是進(jìn)氣行程=壓縮行程，因此膨脹比＝壓縮比，而阿特金森循環(huán)與之不同的是膨脹比＞壓縮比，所實(shí)現(xiàn)的效果便是熱效率更高，燃油經(jīng)濟(jì)性更好。

其實(shí)道理很簡單，因?yàn)槟阄氲幕旌蠚怏w少了，然而發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒做功后活塞還是會(huì)運(yùn)動(dòng)到下止點(diǎn)，然后再排氣、進(jìn)行下一次的循環(huán)。相當(dāng)于你干的同樣的活，但是吃得卻更少，當(dāng)然更省！

但是，天下沒有免費(fèi)的午餐，人家吃得少，做著同樣的事情，難免會(huì)肚子餓沒力氣。阿特金森循環(huán)的發(fā)動(dòng)機(jī)因?yàn)檫M(jìn)氣少，因此會(huì)表現(xiàn)出動(dòng)力不足的情況，所以阿特金森發(fā)動(dòng)機(jī)作為傳統(tǒng)內(nèi)燃機(jī)一直因?yàn)樗休^明顯的缺點(diǎn)而沒有被廣泛應(yīng)用。

直到混合動(dòng)力的概念逐漸提出，阿特金森發(fā)動(dòng)機(jī)才迎來了新的轉(zhuǎn)機(jī)——因?yàn)殡妱?dòng)機(jī)能夠在需要的時(shí)候提供動(dòng)力，從而完美地解決了阿特金森發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力不足的問題。它們?nèi)缤粚パa(bǔ)的“好基友”，一個(gè)需要?jiǎng)恿Γ粋€(gè)需要環(huán)保，簡直完美。所以，在講究節(jié)能環(huán)保與新能源的今天，阿特金森發(fā)動(dòng)機(jī)才會(huì)越來越受到重視，這項(xiàng)發(fā)明真正迎來了春天。

看看我們傳祺GA3S PHEV搭載的這臺1.5L阿特金森發(fā)動(dòng)機(jī)，百公里油耗低至1.7L，百公里加速達(dá)到9.9秒，是不是“驚呆”了。

盡管機(jī)理上大家都大同小異，但是廣汽研究院自主開發(fā)的這款1.5L阿特金森發(fā)動(dòng)機(jī)還是具有其鮮明的技術(shù)特色。

廣汽研究院自主開發(fā)的1.5L阿特金森發(fā)動(dòng)機(jī)

1、高效緊湊的進(jìn)排氣系統(tǒng)設(shè)計(jì)

要想自然吸氣發(fā)動(dòng)機(jī)效率高，高效的進(jìn)排氣系統(tǒng)是必不可少的，在保證緊湊的布置空間的要求下，同時(shí)保證了進(jìn)氣不均勻度不能高于1.5%的基本設(shè)計(jì)需求，并且結(jié)合油耗與性能的綜合要求，著重對進(jìn)排氣歧管長度進(jìn)行了設(shè)計(jì)，讓發(fā)動(dòng)機(jī)痛快呼吸。

2、高效的燃燒系統(tǒng)

要想發(fā)動(dòng)機(jī)們效率高，最簡單的方法就是提高壓縮比，盡管阿特金森本身的特性就能允許更高的機(jī)械壓縮比，但要在此基礎(chǔ)上更進(jìn)一步，廣汽研究院的攻城獅團(tuán)隊(duì)苦心鉆研更加絲滑又激情的氣道結(jié)構(gòu)，也就是所謂的高流量系數(shù)&高滾流比氣道。配合能夠在上止點(diǎn)附近產(chǎn)生更強(qiáng)氣流運(yùn)動(dòng)的全擠氣的燃燒室設(shè)計(jì)，向反動(dòng)分子“爆震”大聲say NO，縱享高效燃燒。

3、自主開發(fā)的軟件模塊

如果結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是一款發(fā)動(dòng)機(jī)的外在顏值，那么發(fā)動(dòng)機(jī)管理系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與標(biāo)定就是一款發(fā)動(dòng)機(jī)的內(nèi)在氣質(zhì)，而GA3S PHEV搭載的1.5L阿特金森發(fā)動(dòng)機(jī)就是這樣一款內(nèi)外兼修的好機(jī)。考慮到阿特金森循環(huán)獨(dú)特的進(jìn)氣形式，在壓縮沖程初期部分進(jìn)氣被壓回進(jìn)氣歧管，導(dǎo)致傳統(tǒng)的ECU（發(fā)動(dòng)機(jī)大腦）充氣模型無法準(zhǔn)確地計(jì)算實(shí)際發(fā)動(dòng)機(jī)的進(jìn)氣量，因此我們的攻城獅團(tuán)隊(duì)建立了一個(gè)數(shù)學(xué)模型，自主開發(fā)了一套充氣軟件，并對ECU進(jìn)行了特殊開發(fā)。

當(dāng)然，現(xiàn)在越來越多的企業(yè)也將阿特金森循環(huán)運(yùn)用到傳動(dòng)內(nèi)燃機(jī)上——在不同工況下，通過各種手段使發(fā)動(dòng)機(jī)在阿特金森循環(huán)和奧拓循環(huán)之間切換，使發(fā)動(dòng)機(jī)得到動(dòng)力和燃油經(jīng)濟(jì)性的雙贏。