阿特金森循环等于米勒循环？为什么大众和丰田的进气门策略完全相反？
在讲阿特金森循环之前，我们应该先了解一下奥托循环。1862年，一位法国工程师首先提出了四冲程循环原理，1876年，一位德国工程师尼古拉·奥托利用这一原理发明了发动机。由于这种发动机具有转动平稳、噪音低等优良性能，对工业影响很大，这种循环被命名为奥托循环。奥托循环的一个循环由四个冲程组成:吸气、压缩、膨胀、做功和排气。首先，活塞向下移动，使燃料和空气的混合物通过一个或多个气门进入气缸，进气门关闭。然后活塞向上移动压缩混合气体。当压缩冲程达到峰值时，火花塞点燃混合气，燃烧空气爆炸产生的推力迫使活塞向下运动，完成工作冲程。最后，燃烧后的气体通过排气阀从气缸中排出。因此，奥托循环又称四冲程循环，是内燃机的一种热循环，是一种理想的定容加热热循环。
虽然奥托成功地改进和制造了四冲程发动机，但他没有将这台机器应用到车辆上。1886年，卡尔·本茨将奥托发动机应用到改良的马车上，发明了汽车。目前燃油发动机的基本工作原理仍然遵循原有的设计理念，没有本质的改变。注意，在上面的描述中，定容加热是一种理想的热力学循环，其中定容是指发动机活塞上下死点的位置永远不变，这样发动机的排量，也就是活塞运动轨迹中的体积就保持不变。？
在那个内燃机刚刚发明的年代，工程师们对这种新机器还很好奇，很多人都试图对它进行改进。仅仅6年后，英国工程师詹姆斯·阿特金森(James？Atkinson)在1882中提出了一个想法，就是希望在上述四个冲程中，活塞在膨胀做功时可以增加冲程，从而获得更多的动能，提高转速。说了这么多，我们必须明白，当时的发动机基本都是单缸卧式结构，并没有采用后来的曲轴连杆结构。连杆后面推了一个大飞轮，通过位于连杆和飞轮连接处的活动夹销，做功行程确实可以大于压缩行程。但由于当时发动机输出功率很小，这种循环降低了功率密度，所以不可能是主流方案。阿特金森循环进入人们的视野却很快进入历史。
说到当时发动机的功率，看看奔驰第一辆车的发动机就很差，只有0.9马力，刚刚够推动车辆慢慢行走，所以当时工程师的主要工作就是提高发动机的输出功率和转换功率。次年出现了曲轴和连杆的组合结构，使得活塞的运动行程为固定值，靠机械机构实际上无法实现阿特金森循环。
经过几十年的发展，到20世纪20年代和30年代，奥托循环发动机取得了巨大的进步。除了越来越多的气缸和越来越大的排量，它们还有由凸轮轴控制的复杂的进气和排气结构。与此同时，化油器的供油结构和水冷的热管理系统也越来越成熟，目前的发动机功率已经不成问题。但是在提高发动机功率的过程中，发现压缩比提高时容易爆震，发动机在低负荷时容易出现泵气损失，成为工程师们不得不解决的问题。
当时汽车前沿技术中心已经从欧洲转移到美国。除了通用汽车公司臭名昭著的用含铅汽油解决爆震问题的米奇利，美国工程师R.H .米勒(R.H. Miller)在1947工作？进气提前关闭(EIVC)策略于2006年首次提出，在压缩冲程开始前关闭进气门，相当于减少了气缸内空气混合气的容量，减少了泵送损失的功率。这就是所谓的米勒循环。米勒循环的特点是发动机的有效压缩比小于膨胀比，提高热效率，有效抑制发动机爆震，降低氮氧化合物排放。从这里，工程师们终于找到了解决如何实现压缩比和膨胀比不同方案的新思路，即利用进气门正时提前气门关闭时间，从而达到降低压缩比的效果。
虽然理论已经成熟，但是实际操作起来还是很困难的，因为阀门控制技术还不够成熟，无法达到精确的控制效果。直到电磁阀和可变凸轮相位调节器组成的可变气门正时系统出现，米勒循环才被实际有效地应用到发动机上，使发动机在不同的工况下可以自然地在米勒循环和奥托循环之间切换。
这里要说的是，米勒循环和阿特金森循环的核心含义是不一样的。前者的出发点是减少可压缩气体(减少爆轰和抽气损失)，后者的真实意图是增加膨胀比(做更多的功)。但因为两者都有目标，作功冲程大于压缩冲程，所以有相似之处。由于米勒循环的专利技术被马自达获得，其他品牌如丰田、本田、大众只能将其米勒循环称为阿特金森循环，以避免专利垄断。
那么，有没有真正能实现阿特金森循环的发动机呢？很长一段时间，它没有，或者说没有实现量产。直到最近日产VC-Turbo技术的成熟，才真正把阿特金森循环拉回现实。我们有机会详细谈谈这项技术。
回到现在的米勒循环技术，我们会发现丰田和大众采用了不同的策略。大众EA888等发动机采用提前关闭进气门的策略实现米勒循环，而丰田的混动系统大多采用延迟关闭进气门的策略。前者直接缩短进气时间以减少进气量，后者将一部分进入气缸的混合气推回进气歧管。前者与米勒当年提出的技术路线完全一致，同样需要增压、中间冷却等技术的辅助，而后者在电机的辅助下分担发动机在高负荷时的负担，可以让发动机在低负荷时充分发挥米勒循环的优势，相当于用电机来弥补启动、加速等高负荷时动力不足的问题。
说到这里，如果下次男生遇到一个推销员跟你讲阿特金森循环，可以理直气壮地回答:你错了，其实是米勒循环。
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