在今天的汽車圈里，許多被各大廠商爭(zhēng)相宣傳的技術(shù)，其實(shí)并不是近幾年才出現(xiàn)的。例如抬頭顯示、電控懸架，甚至電動(dòng)汽車，都曾在過(guò)去某個(gè)時(shí)代短暫亮相，或者在少量車型上出現(xiàn)，但由于成本高、技術(shù)不成熟，最終沒(méi)能真正普及，阿特金森循環(huán)也是如此。

阿特金森循環(huán)是一項(xiàng)應(yīng)用在發(fā)動(dòng)機(jī)上的技術(shù)，但與那些專注提升動(dòng)力的技術(shù)不同，它的重點(diǎn)在于讓燃油發(fā)揮更大價(jià)值，讓發(fā)動(dòng)機(jī)在日常行駛中更省油。它最早可以追溯到19世紀(jì)80年代，但直到20世紀(jì)末，隨著電控技術(shù)和混合動(dòng)力的發(fā)展，這項(xiàng)技術(shù)才重新受到關(guān)注，進(jìn)入人們的視野。

阿特金森循環(huán)的原理

要理解阿特金森循環(huán)，先從發(fā)動(dòng)機(jī)最常見(jiàn)的奧托循環(huán)說(shuō)起。奧托循環(huán)的工作方式很固定，共有四個(gè)步驟，吸氣、壓縮、做功和排氣，因此也被稱作四沖程發(fā)動(dòng)機(jī)。活塞不斷往復(fù)運(yùn)動(dòng)，空氣和燃油被吸入氣缸，壓縮后點(diǎn)火燃燒，燃燒產(chǎn)生的膨脹氣體推動(dòng)活塞做功，最后排出廢氣。

阿特金森循環(huán)和普通循環(huán)示意圖

阿特金森循環(huán)和奧托循環(huán)一樣，也是基于四沖程發(fā)動(dòng)機(jī)的原理工作起來(lái)的。兩者不同的是，奧托循環(huán)的工作步驟是實(shí)打?qū)嵉奈M(jìn)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(huán)的關(guān)鍵在于改變進(jìn)氣門關(guān)閉的時(shí)機(jī)，它會(huì)在活塞上行壓縮的前半程延遲進(jìn)氣門關(guān)閉，讓部分空氣回流到進(jìn)氣道，相當(dāng)于壓縮時(shí)輕松了一些。

這樣一來(lái)，發(fā)動(dòng)機(jī)在壓縮空氣時(shí)不必花額外力氣對(duì)抗阻力，燃燒產(chǎn)生的能量更多地被用來(lái)推動(dòng)活塞，減少了能量浪費(fèi)，提升了熱效率，也就讓發(fā)動(dòng)機(jī)在日常行駛中更省油了。

阿特金森循環(huán)的缺點(diǎn)和發(fā)展

那么為什么19世紀(jì)80就出現(xiàn)的技術(shù)真正進(jìn)入大規(guī)模應(yīng)用卻等了一個(gè)多世紀(jì)？阿特金森循環(huán)之所以在早期沒(méi)有得到廣泛應(yīng)用，主要是由于雖然它通過(guò)延遲關(guān)閉進(jìn)氣門讓膨脹比大于壓縮比，從而提高了熱效率，但也正因?yàn)樗趬嚎s階段主動(dòng)放掉了一部分空氣，導(dǎo)致在低轉(zhuǎn)速時(shí)扭矩明顯不足。因此，這直接導(dǎo)致了車輛在起步時(shí)緩慢無(wú)力，在急加速和爬坡時(shí)也難以瞬間獲得爆發(fā)力。

1997年，豐田通過(guò)第一代普銳斯，將阿特金森循環(huán)帶入混動(dòng)領(lǐng)域

不僅如此，早期要實(shí)現(xiàn)這種延遲氣門的結(jié)構(gòu)成本也很高。如此一來(lái)，又貴又難開(kāi)，自然得不到大規(guī)模量產(chǎn)。到了20世紀(jì)末，阿特金森循環(huán)終于迎來(lái)了自己的光輝時(shí)刻。一方面，電子控制技術(shù)成熟，發(fā)動(dòng)機(jī)不再依賴機(jī)械結(jié)構(gòu)就能通過(guò)電控系統(tǒng)精準(zhǔn)調(diào)節(jié)氣門，成本直接降低。另一方面，新能源時(shí)代的到來(lái)，讓混合動(dòng)力技術(shù)和阿特金森循環(huán)成為了黃金搭檔。電機(jī)可以在起步、超車、爬坡這些最需要瞬時(shí)動(dòng)力的時(shí)候直接釋放，而一旦進(jìn)入市區(qū)巡航、高速穩(wěn)定行駛時(shí)，就交給阿特金森循環(huán)接手，把油省優(yōu)勢(shì)發(fā)揮到極致。

豐田是首個(gè)將阿特金森循環(huán)發(fā)動(dòng)機(jī)與現(xiàn)代混動(dòng)技術(shù)結(jié)合的品牌

結(jié)語(yǔ)

阿特金森循環(huán)就像一匹出生得太早的千里馬，在那個(gè)唯扭矩論英雄的年代，空有一身本領(lǐng)卻無(wú)用武之地。但當(dāng)電控技術(shù)成熟、混合動(dòng)力登上時(shí)代舞臺(tái)，這匹被埋沒(méi)了百年的千里馬終于等來(lái)了伯樂(lè)，兩者分工明確，互相配合，已然成為天作之合。