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米勒循环与阿特金森循环的秘密差异：为何超过20%的动力输出被转化？
在内燃机的工程领域中，米勒循环作为一种热力学循环，该循环由美国工程师拉尔夫·米勒于1957年提出并专利，标志着内燃机技术的一次重大变革。这项技术不仅使得内燃机的运作效率提高，也为环保动力系统打下基础。
米勒循环的设计使得引擎在运行中能抵消由阿特金森循环带来的性能损失。
米勒循环的基本原理
传统活塞式内燃机一般使用四行程运作，其中两个被视为高功率行程：压缩行程和动力行程。在米勒循环中，进气阀的开启时间被延长，这样在压缩行程中初期可将部分混合气体推出，形成所谓的「第五行程」。这样的设计虽然有助于提升能量转换效率，但也产生了挑战，因为部分气体被排放回进气歧管。
而在米勒循环中，这一损失由使用超增压器所弥补，使得引擎的整体效能得以提高。
充气温度与压缩比
在米勒循环中，低温可提升空气的密度，从而增强引擎的功率，而不需要增加气缸和活塞的压缩比。当充气温度降低时，燃料的混合气在更高的力量下燃烧，帮助降低氮氧化物（NOx）的排放，特别是适用于重型柴油引擎。
此外，米勒循环优异的扩张比相较于压缩比的特点，也使得在燃烧过程中可提取更多的功率，增加了引擎的整体效率。由此可见，这项技术在航空及行业运输中的潜在应用非常广泛。
透过增加有效压缩比与扩张比，米勒循环达到了提升能效的目的。
超增压器与涡轮增压器的效益与挑战
在米勒循环中，超增压器通常会带来约15%至20%的动力损失，以驱动增压器进行充气，而这正是其劣势所在。但相比之下，涡轮增压器能更高效地利用废气，减少对动力的依赖及压力损失，尤其在不要求低速时运行的情况下。
尽管涡轮增压器在性能上存在延迟，但随着技术的进步，其在商业引擎的应用潜力不容小觑。
米勒循环的优势与应用
米勒循环的主要优势在于其扩张比大于压缩比，这使得在运行过程中可以更有效地减少排放物，进一步提升引擎性能。这一技术尤其适合应用于舰艇和大型发电厂的柴油引擎。
虽然米勒循环相较于阿特金森循环具有更好的动力输出效果，但在实际应用中仍需平衡效率与结构成本之间的关系，以便根据实际需求做出调整。
在追求可持续发展的背景下，如何有效融合这些先进技术，将是推动内燃机技术进步的关键。
随着对环保出行要求的日益增长，内燃机技术面临着重大挑战与机遇。米勒循环的进一步发展和应用，或将为未来的交通工具注入新的动力。随着技术的进步，您认为哪种动力系统将成为下一个市场的主流？
