发动机效率将达到多高？

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作者：鹤原 吉郎

现在，在日本整车企业，发动机采用阿特金森循环已经成了提高燃效的主流方法。

       已投入实用的汽车阿特金森循环发动机的原理是利用可变阀门正时机构，延迟进气阀的关闭时刻，使吸入气缸内的部分空气返回进气口，从而缩小实际的压缩比。而在需要大输出功率的区域，则提前关闭进气阀，增加停留在气缸内的空气量，借此提高功率。

       那么，“迟闭”进气阀的阿特金森循环发动机为何能提高燃效？通常，在无需太大输出功率的区域，发动机会略微关闭节流阀以减少气缸的进气量。此时，发动机必须在承受节流阀流路阻力条件下运转，会造成泵气损失。而延迟关闭进气阀的阿特金森循环发动机把吸入的部分空气退回到了进气口，因此可以打开节流阀，减少泵气损失。

       现在的汽油发动机是使用三元催化剂来净化尾气，空气与汽油的理论空燃比需要保持在14.7。在无需太大功率的区域，尽量减少燃料供应能够提高燃效，这种情况下，如何在没有损失的前提下减少供应的空气就变得非常重要。通过控制进气阀的关闭时间来调节进气量的阿特金森循环发动机称得上是一种“可变排量发动机”。

       正在欧洲普及的“小型化增压发动机”同样属于可变排量发动机，其原理是减少发动机排量，通过增压弥补功率的降低。与大排量发动机相比，小排量的发动机要想获得相同的功率，就必须开大节流阀，因此能够减少泵气损失。而在功率不足的区域，则利用增压器向发动机输送大量的空气，并且供应适量的汽油，由此实现大功率。也就是说，这种可变排量发动机是利用增压来调节向发动机供应的空气量。

       阿特金森循环发动机存在低速区域扭矩不足的难点，对此，日本整车企业以前的做法是通过结合混合动力系统，或是变速比范围大的CVT（无级变速箱）来加以弥补。但是，通过这次对各家企业的采访，笔者惊奇地发现，不少工程师都把小型化增压发动机看作是继阿特金森循环之后的一种提高燃效的新方式。

       在日本的整车企业中，其实已经出现了采纳小型化增压发动机思路的企业，以及在小型化增压发动机的基础上组合混合动力系统的做法。发动机的高效率化今后将会有怎样的进展？还请大家来年继续关注日经技术在线的报道。