随着混动时代开启，阿特金森循环发动机和米勒循环发动机这两种发动机经常出现在人们的视野里，那么这两种发动机技术到底有什么区别？为什么混动发动机只能使用这两种技术的发动机呢？

什么是阿特金森发动机？

对于四冲程汽油发动机来说，早期发动机的膨胀比和压缩比都是一样的，在吸、压、爆、排四个冲程里，通过固定形状的凸轮轴控制进、排气门正常开闭，这就是奥托循环 。这也是普通的四冲程发动机最基础的循环。

而随着研究的深入，以及越来越严苛的排放要求，人们发现，当发动机的膨胀比大于压缩比时，能够大幅降低油耗。

因此，工程师就不断的寻找一种机械结构，实现“膨胀比大于压缩比，在1882年，英国的阿特金森在这套逻辑的支持下，设计了一套复杂的连杆机构达到了这一目的，这就是阿特金森循环发动机。结构上，虽然阿特金森发动机通过减少进气量，实现了膨胀比压缩比的设想，但如下图所示，这种复杂的机构占用空间太大，由于机械连杆太多，循环转动惯性太大，发动机转速慢，输出功率无法有效提升，因此这套发动机一直没有批量生产。

米勒循环

虽然阿特金森发动机没有流行起来，但是“少进气、多做功”的理念却一直影响着发动机的设计，1947年，美国工程师米勒为了降低气缸压缩到上止点的缸内温度，减少发动机爆震，在整个机械结构不变的基础上，通过电控装置控制进气门提前关闭，也就是在奥托循环的基础上，实现了“少进气、多做功”，意外的达到了到阿特金森的效果。

但是在当时，美国都是性能车的天下，这种减少进气量的方式固然降低了油耗，但是却不利于性能的提升，因此，这个发明也一直没有流行起来。直到1993年，马自达才真正把这项技术应用到2.3L KJ-ZEM六缸发动机上，并申请了专利。需要特别说明的是，米勒循环技术实际上包括“进气门早关”和“进气门晚关”两种技术。早关属于“吃不饱”，晚关属于“吃饱了吐回去”，总体上目的都是相同的都是为了降低进气量，减少泵气损失

阿特金森循环

实际上，阿特金森循环和米勒循环的技术本质如出一辙，都是通过控制进排气门实现的，由于马自达为米勒循环申请了专利，丰田自然不可能再使用这个名称，于是他们就起了一个“阿特金森循环”的名字。这里请注意，阿特金森循环并不等同于阿特金森发动机。

阿特金森和米勒循环的优点：

• 可以控制爆震，降低燃油使用标号限制，增加发动机的压缩比

本质上，阿特金森循环和米勒循环都是通过减少进入气缸内的实际进气量来实现的，而减少进气量，意味着可以降低气缸内的温度，进而可以减少发动机爆震。这样，发动机的爆震就不会受到发动机压缩比的限制，对于使用汽油的辛烷值也不会有太高的要求。

• 提升热效率降低油耗

减少气体进入气缸，本质上会使混合气燃烧更加充分，提升热效率，而减少了进气量，也会降低泵气损失，减少压缩冲程的阻力，从而实现更高的热效率，降低油耗。

阿特金森和米勒循环的缺点：

• 发动机配气结构复杂，增加机械故障几率

无论是米勒还是阿特金森，本质上都是通过电控系统或者凸轮轴的机械结构实现控制发动机进排气门提前或者延后关闭的目的，这种机械结构在高转速的情况下增加了故障率。

• 发动机低转速性能比较差，功率密度低，无法进一步提升功率

由于发动机转速低，且进气量少，因此发动机的功率提升比较难，而且低扭会比较差。因此一般只能在中低负荷工况使用。

为什么阿特金森和米勒循环是混动时代的核心？

由于阿特金森循环和米勒循环有着不可克服的弊端，那就是低扭比较差，其优势在于在特定的转速范围区间，发动机的热效率比较高，油耗比较低，这种弊端对于燃油车来说是难以完全克服的，但是对于混动车型来说，低速用电，中高速用燃油，这样就得到了一个完美的解决方案，因此，对于混动车来说，其发动机都不约而同的使用这两种技术，对于涡轮增压发动机来说，采用进气门早关，也就是“吃不饱”的技术，对于自然吸气发动机来说，通常使用“进气门晚关的技术，也就是”吃饱了吐回去。这两种方式都可以使发动机尽量运转在最佳燃烧效率区间，以降低油耗。

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