阿特金森迴圈是一種內燃機燃燒迴圈模式，而可變氣門正時系統是豐田在其發動機上實現阿特金森迴圈的一種相對簡單的方式。

阿特金森迴圈想要說明白那可不容易。好在我們不是工程師，不需要了解那麼透徹，只需要知道這種迴圈模式能提升熱效率就行了。

普通汽油機工作時活塞上下運動的距離是一樣的，進、壓、做、排四個衝程依次進行著，這稱為奧托迴圈。

而阿特金森迴圈是上圖這樣的，吸氣、壓縮時活塞移動距離短，做功、排氣時活塞移動距離長。發動機工作時活塞一淺一深進行著活塞運動。這種模式被稱為“膨脹比大於壓縮比”。

至於為什麼阿特金森迴圈能省油，我認為主要是因為做功行程活塞移動距離更長，可以充分釋放混合氣燃燒產生的能量。

可變氣門正時是改變進排氣門開閉時刻的系統，可以提升動力，還可以降低油耗，對發動機來說簡直就是萬金油一般的存在。

上圖就是可變氣門正時系統的示意圖，它可以控制發動機每個氣缸進排氣門的開閉時刻。在一定範圍內ECU可以控制發動機氣門可以提前開啟或者推遲開啟。

豐田的阿特金森迴圈發動機就是靠可變氣門正時系統實現的。實現原理說起來很簡單：透過可變氣門正時系統讓進氣門推遲關閉，這樣在壓縮衝程可以把氣缸裡吸入的空氣從進氣門再推出去一些。

豐田雖然稱其為阿特金森迴圈，但實質上和阿特金森迴圈是有區別的。豐田進氣門晚關省油的本質在於降低了吸氣的損耗。

我們都知道發動機進氣道有個東西叫節氣門，它的開度決定了發動機的進氣量。平時我們輕踩油門行駛時節氣門開度很小，只有很窄的一條縫。這樣發動機吸氣會很困難。就像讓你用注射器的針頭去吸奶茶一樣。節氣門開度大的時候吸氣損失小了，但進氣量大，動力輸出太多，但此時我們並不需要這麼多動力。

而豐田很聰明，它的策略是進氣時先把節氣門開大一點，讓發動機愉快滴吸氣，降低吸氣損失。等吸完氣壓縮時進氣門晚點關，把之前吸的氣排出去一部分。這樣既在吸氣時省勁兒，又避免進氣太多，效率就提升了。

比如普通發動機節氣門開20％，轉速2000轉，氣缸一次可以吸入2克空氣。

而阿特金森發動機節氣門開40％，轉速也是2000，氣缸一次吸入4克空氣，但是人家進氣門晚點關，又排出去了2克，結果氣缸裡還是2克空氣。

最終兩個發動機氣缸裡空氣量一樣，但阿特金森發動機吸氣時節氣門開度更大，吸氣損失更少，因此效率更高。

這一名詞早在1880年就存在了，是一種高壓縮比，長膨脹行程的內燃機工作迴圈。

因為這種迴圈結構比較複雜，所以大家都選用了奧托迴圈式的發動機.

發動機理論最典型的就是吸氣-壓縮-燃燒膨脹-排氣的迴圈。而奧托註冊了許多專利，所以阿特金森不得不研發一種不使用正時帶和凸輪軸的內燃機.

阿特金森發動機巧妙的只用一個飛輪帶曲柄連桿機構實現了4個衝程。

阿特金森發動機的特點是使燃燒在氣缸中的油/氣混合物的體積膨脹得更大，藉此讓動力裝置能更高效地利用燃油。

而現代阿特金森迴圈發動機(Atkinson cycle engine)使用電子控制裝置和進氣閥定時裝置，透過推遲進氣門關閉，在壓縮衝程從進氣門排出部分燃氣，減少進氣量，從而實現膨脹比大於壓縮比，提高燃油利用率，達到節油的目的。

阿特金森迴圈（英語：Atkinson cycle）是一種由英國工程師詹姆士·阿特金森（James Atkinson）於1882年發明的內燃機形式。阿特金森迴圈發動機提高了效率，但降低了功率密度，其缺點是在低轉速時效率低、扭力較差。阿特金森迴圈發動機現階段用在某些混合動力車輛上。

理想的阿特金森迴圈包括以下幾部分：

1-2等熵或是可逆絕熱壓縮

2-3等容加熱（Qp）

3-4等壓加熱（Qp"）

4-5 等熵膨脹

5-6 等容冷卻（Qo）

6-1 等壓冷卻（Qo"）。

VVT--i

VVT中文意思是“可變氣門正時”，由於採用電子控制單元（ECU）控制，因此豐田起了一個好聽的中文名稱叫“ 智慧型可變氣門正時系統”。該系統主要控制進氣門凸輪軸，又多了一個小尾巴“i”，就是英文“Intake”（進氣）的代號。這些就是“VVT－i”的字面含義了。 VVT—i.系統是豐田公司的智慧可變氣門正時系統的英文縮寫，最新款的豐田轎車的發動機已普遍安裝了VVT—i系統。豐田的VVT—i系統可連續調節氣門正時，但不能調節氣門升程。它的工作原理是：當發動機由低速向高速轉換時，電子計算機就自動地將機油壓向進氣凸輪軸驅動齒輪內的小渦輪，這樣，在壓力的作用下，小渦輪就相對於齒輪殼旋轉一定的角度，從而使凸輪軸在60度的範圍內向前或向後旋轉，從而改變進氣門開啟的時刻，達到連續調節氣門正時的目的。

VVT－i是一種控制進氣凸輪軸氣門正時的裝置，它透過調整凸輪軸轉角配氣正時進行最佳化，從而提高發動機在所有轉速範圍內的動力性、燃油經濟性，降低尾氣排放。發動機可變氣門正時技術(VVT，Variable Valve Timing)原理是根據發動機的執行情況，調整進氣（排氣）的量，和氣門開合時間，角度。使進入的空氣量達到最佳，提高燃燒效率。優點是省油，功升比大；缺點是中端轉速扭矩不足。

現在，先進的發動機都有“發動機控制模組”（ECM），統管點火、燃油噴射、排放控制、故障檢測等。豐田VVT－i發動機的ECM在各種行駛工況下自動搜尋一個對應發動機轉速、進氣量、節氣門位置和冷卻水溫度的最佳氣門正時，並控制凸輪軸正時液壓控制閥，並透過各個感測器的訊號來感知實際氣門正時，然後再執行反饋控制，補償系統誤差，達到最佳氣門正時的位置，從而能有效地提高汽車的功率與效能，儘量減少耗油量和廢氣排放。

其實現在豐田等廠宣傳的阿特金森迴圈並不是真正意義上的阿特金森迴圈，他們的發動機曲軸結構和普通發動機沒有區別，而是靠VVT控制進氣門的晚關或早關來實現和真正阿特金森迴圈一樣的膨脹比大與壓縮比的效果來提高燃效，這個過程的真正名稱是米勒迴圈，在20世紀40年代被提出，可以說是Alto迴圈的一個變種，個人感覺可能是因為阿特金森迴圈名字高階大氣上檔次所以被廠家拿來宣傳吧…

真正讓發動機實現阿特金森迴圈是需要透過一套特殊的機械連桿來機構來完成。這套特殊的組合連桿可以控制活塞的執行軌跡從而保證發動機壓縮和做功行程不同，也就是壓縮行程小於做功行程-膨脹比＞壓縮比。這種結構相比普通的奧托迴圈能提高不錯的燃油效率但也因其高轉速功率受限和低轉速扭矩太差等其它弊端而基本活在實驗室內。其實在現有量產的眾多發動機裡能和真正的阿特金森迴圈掛鉤的也就是日產最新的可變壓縮比發動機VC-turbo。這款發動機的研發大約用了日產近20年的時間而這期間奧迪、豐田、通用等眾多車企都有所涉及但最終沒能量產。這款發動機的壓縮比可以在8：1和14：1之間切換，但二十年磨一劍的VC-turbo據傳仍在Teana換代之際中出現了一些小狀況。

嚴格的來說豐田現款高熱效率發動機所宣傳的阿特金森迴圈並不是真正意義的阿特金森發動機。它主要是透過氣門的正時調節來控制進氣量和掃氣效率等再配合一些列的硬體及技術最佳化來模擬阿特金森迴圈的效果。雖然說豐田的阿特金森有些“偽”，但是能把發動機各項技術整合並優化出不錯效果的除了豐田有這個經驗和功底外真不見得能有幾個車企會比豐田做的更優秀。如果按照所使用的技術來給豐田的阿特金森迴圈發動機命名，個人覺得應該這樣去命名“可變正時氣門模擬的阿特金森”。同理馬自達的米勒迴圈和豐田的阿特金森有異曲同工之妙，但馬自達有米勒迴圈的部分專利豐田只能稱之為阿特金森了其實通俗的說豐田它就是米勒迴圈，只是避免取同名惹麻煩。豐田阿特金森的核心是透過進氣門晚關的方式來使一部分原本已經吸入氣缸的新鮮空氣再被壓縮行程的活塞擠壓出去。而由於做功行程不變，相當於壓縮行程減小從而達到膨脹比大於壓縮比的效果。這就好理解了，氣門晚關本來就是透過氣門正時可變而調節的，豐田的阿特金森實質上就是擴大了可變氣門正時的調節範圍。如果只從氣門調節原理上看豐田實現阿特金森迴圈就是升級版的“可變氣門正時”但也只能是看做，因為正時往往只調節的是氣門的控制時間。然而雖然氣門調節原理雷同但要達到阿特金森迴圈的效果發動機相當於是重新設計了，因為要讓發動機達到高壓縮比、高熱效率並保證動力就必須從進氣到排氣的一些列硬體及軟體、電控裝置的最佳化。

意思就是保證發動機配氣系統在正確的時間做正確的事，這就是氣門正時。而可變氣門正時就是讓發動機在不同工況都有與之對應的氣門正時，因為發動機工況可變就必須透過技術實現氣門正時的可變。這兩個概念綜合理解就是發動機的可變氣門正時，雖然用語不太官方但這樣更好理解。氣門重疊角：我們知道氣門的開始時間是由凸輪決定的，如果讓凸輪軸和凸輪運轉完全按照活塞行程迴圈來走（也就是標準的活塞在上止點吸氣、下止點排氣……）勢必造成低轉速和高轉速的進氣時間一樣，而低轉速和高轉速的進氣效率就不能保證。所以凸輪必須保證發動機進、排氣門早開、晚關，這樣在排氣結束前進氣門已經開啟，這個重疊的曲軸旋轉角就叫做氣門重疊角。這是任何一款發動機都會具備的基礎技術。

怎麼達到“可變”效果

如何達到可變的效果？當然可以從凸輪軸上做文章！如果我想讓發動機在高轉速下提高進氣量來保證進氣效率單靠凸輪的控制已經不能滿足，那我可以讓凸輪軸提前旋轉一個角度就可以讓凸輪更早接觸的氣門頂杆從而提前開啟氣門。透過這種辦法就可以更大範圍的控制氣門的開啟時間範圍，並且也能智慧的根據發動機工況連續的控制氣門正時，這就是可變氣門正時技術。

結構就是在凸輪軸端加入液壓或者電磁控制系統，透過液壓油或者電磁感應來調教凸輪軸提前或者退後。如下圖液壓可變調節凸輪軸：原理很好理解，液壓裝置根據ECU的資訊反饋透過管路對液腔進行供壓，液壓會推動格擋左右移動從而改變凸輪軸的旋轉。

上文說了它們的共同點都是透過改變氣門的開啟時間來達到所需的效果。而改變氣門正時最直接的效果是提高了發動機的進氣效率、燃燒效率、掃氣效率、燃油經濟性等。

不同之處就在於可變氣門正時往往針對的只是氣門開啟時間。而由於凸輪不可變所以其氣門開啟角度也不可變，這就導致只能在提前開啟和延遲關閉之間做出選擇，勢必會造成一優一劣的局面。而要實現阿特金森不單單隻針對可變氣門的調節，它需要一整套的硬體和軟體進行相容，因此只能說阿特金森利用了可變氣門正時的效果來達到目的，而說不能等同於。

舉一個最簡單的例子：奧托迴圈利用可變氣門正時已經很普遍，對缸徑行程比也沒有太多要求，技術也很成熟。而要實現阿特金森不光需要改變配氣結構，因為它要保證膨脹比大於壓縮比所以不僅要儘可能提高壓縮比；還要增大活塞行程；還要保證高轉速穩定等；這些技術就夠很多車企喝一壺了，更不要說一系列的優化了。

其實···這兩個東西嚴格來講不屬於同一個類別

奧托迴圈中，活塞行程是定值，意味著壓縮比是等於膨脹比的。而阿特金森發動機透過設計獨特的曲軸驅動結構，可以讓吸氣-壓縮兩個衝程的活塞行程小於做功-排氣兩個衝程，這差值的存在可以讓混合氣燃燒的能量得到更充分的利用，所以理論上阿特金森發動機要比Alto機更省油。

氣門正時可變這是四衝程內燃機發展中後期人們發現了不同轉速下，引擎對配氣系統有完全不同需求這一現象的解決方案，發明的初衷乃至到現在在大多數發動機上的作用，都只是為了最佳化發動機在不同轉速下的呼吸效率而已。

氣門正時可變和阿特金森迴圈有什麼區別: 阿特金森迴圈和可變氣門正時實際上還是完全不同的兩項技術。

其實阿特金森迴圈在某些工況，例如高轉速，高負荷運轉和冷啟動初期等時候，燃燒效率不如Alto迴圈理想，而且升功率更加是低得可以(畢竟參加反應的氧氣和燃料都更少了呀擦！)，不加大排量的話完全滿足不了當今消費者對市售車輛的基本需求，而盲目加排量又喪失了節省燃油的初衷，所還是得加入氣門正時可變技術，讓它能在阿特金森和Alto迴圈之間來回切換應對不同工況。