Atkinson，Miller，B循环过程：真正的含义

大众发动机中的VTG涡轮增压器实际上是改进的柴油发动机。

阿特金森循环和米勒循环总是与效率的提高联系在一起，但它们之间通常没有区别。 也许这没有意义，因为这两种变化都归结为一个基本理念——在四冲程汽油发动机中产生不同的压缩比和膨胀比。 由于这些参数在传统发动机中在几何上是相同的，因此汽油装置存在燃料爆震的危险，需要降低压缩比。 然而，如果可以通过任何方式实现更高的膨胀比，这将导致更高水平的“挤出”膨胀气体的能量并提高发动机的效率。 有趣的是，纯粹从历史上看，James Atkinson 和 Ralph Miller 都没有为了追求效率而创造了他们的概念。 1887 年，阿特金森还开发了一种获得专利的复杂曲柄机构，该机构由多个元件组成（相似之处可在今天的英菲尼迪 VC Turbo 发动机中找到），意在规避奥托的专利。 复杂运动学的结果是在发动机旋转期间执行四冲程循环，在压缩和膨胀期间执行另一个活塞冲程。 几十年后，这个过程将通过保持进气门打开更长的时间来执行，并且几乎无一例外地用于与传统混合动力系统（没有外部充电的可能性）相结合的发动机中，例如丰田的发动机和本田。 在中速到高速时，这不是问题，因为侵入流具有惯性，并且当活塞向后移动时，它会补偿回流空气。 然而，在低速时，这会导致发动机运行不稳定，因此此类装置与混合动力系统相结合，或者在这些模式下不使用阿特金森循环。 因此，自然吸气和进气门通常被认为是阿特金森循环。 然而，这并不完全正确，因为通过控制阀门开启相位来实现不同程度的压缩和膨胀的想法属于拉尔夫米勒，并于1956年获得专利。 然而，他的想法并不是为了提高效率、降低压缩比以及相应地在飞机发动机中使用低辛烷值燃料。 Miller 设计的系统可以提前关闭进气门（提前关闭进气门，EIVC）或延迟关闭进气门（延迟进气门关闭，LIVC），以及补偿空气不足或保持空气返回进气歧管、压缩机用来。

有趣的是，第一台这样的非对称相位发动机运行在后来的发动机上，定义为“米勒循环过程”，由梅赛德斯工程师创造，并已用于 W 12 跑车的 163 缸压缩机发动机自 1939 年以来。 在拉尔夫米勒为他的测试申请专利之前。

6年马自达Millenia KJ-ZEM V1994是第一个使用米勒循环的生产模型。 进气门稍后关闭，实际上减少了一部分空气以压缩程度返回进气歧管，并且使用机械压缩机Lysholm来保持空气。 因此，膨胀率比压缩率大15％。 最终压缩效率的提高抵消了从活塞到压缩机的空气压缩所造成的损失。

在很晚和很早关闭的策略在不同模式下具有不同的优势。 在低负载下，后期关闭的优势在于可提供更大的节气门开度并保持更好的湍流。 随着负载的增加，优势将转向更早的关闭。 然而，由于在阀之前和之后的填充时间不足和大的压降，后者在高速下变得无效。

奥迪和大众，马自达和丰田

目前，奥迪和大众在其 2.0 TFSI (EA 888 Gen 3b) 和 1.5 TSI (EA 211 Evo) 设备中使用了类似的工艺，最近新加入的 1.0 TSI 也加入了这一流程。 然而，他们使用预关闭进气阀技术，其中膨胀的空气在阀门提前关闭后被冷却。 奥迪和大众将这个过程称为 B 循环，以公司的工程师拉尔夫·布达克 (Ralph Budak) 的名字命名，后者完善了拉尔夫·米勒的想法并将其应用于涡轮增压发动机。 压缩比为13:1，实际压缩比约为11,7:1，对于正燃发动机来说，这本身就是极高的。 这一切的主要作用是由一个复杂的可变相位和行程的阀门开启机构发挥作用，它促进涡流并根据条件进行调整。 在 B 循环发动机中，喷射压力增加到 250 bar。 在高负载下，微控制器控制相变的平滑过程以及从 B 过程到正常奥托循环的过渡。 此外，1,5 升和 1 升发动机使用快速响应的可变几何涡轮增压器。 冷却的预压缩空气比直接在气缸中强压缩提供更好的温度条件。 与保时捷用于更强大车型的高科技博格华纳 VTG 涡轮增压器不同，大众的可变几何单元由同一家公司制造，实际上是针对柴油发动机稍作修改的涡轮增压器。 这是可能的，因为到目前为止所描述的一切，最高气体温度不超过 880 度，即略高于柴油机的温度，这是高效率的指标。

日本公司更加混淆术语的标准化。 与其他马自达 Skyactiv 汽油发动机不同的是，Skyactiv G 2.5 T 是涡轮增压的，在米勒循环中在广泛的负载和转速范围内运行，但马自达也引入了一个循环，在该循环中，他们的自然吸气 Skyactiv G 装置运行。丰田使用 1.2 D4 -T (8NR-FTS) 和 2.0 D4-T (8AR-FTS) 在他们的涡轮发动机中，但另一方面，马自达将它们定义为所有用于混合动力车型和新一代 Dynamic Force 的自然吸气发动机汽车。 将大气填充作为“阿特金森循环的工作”。 在所有情况下，技术理念都是相同的。