自从马自达第一代创驰蓝天发动机问世，内燃机领域掀起了双循环的风潮。而所谓的双循环内燃机则是在奥托循环的基础上增加一个阿特金森循环或米勒循环。众所周知奥托循环的压缩行程、膨胀行程等长，而新循环则是压缩行程小于膨胀行程。

而对于这种新循环，不同的汽车品牌为其取了不同的名字。比如马自达为这种循环起名为“阿特金森循环”，而丰田、大众则是为其命名为“米勒循环”。那么阿特金森、米勒循环之间存在哪些差异，为什么会有不同的名称？实际上两者其实是一回事，确切的说是两者所追求的目的完全一样，而存在差异的仅仅是实现方式。

阿特金森循环与米勒循环的目的是什么？

奥托循环各位都很清楚，最常见的热力学循环之一。在奥托循环中，压缩行程=膨胀行程，低速扭矩表现良好。而无论是阿特金森还是米勒循环，其目的都是完全一样的，那就是要膨胀行程大于压缩行程。这样的好处在于内燃机每个循环能做得功更多，从而提高内燃机热效率。至于原因可以简单理解为压缩冲程时少压缩了一些气，所以减少了部分功的损耗。

而热力学教材上的说法则是在压缩冲程一样的条件下，膨胀行程越长、所产生的功就越多。上下两图分别为阿特金森（米勒）循环与奥托循环的效率计算公式，在所有参数一致时阿特金森循环的效率显然要比奥托循环的效率更高。这就是如今内燃机引入阿特金森循环的目的，为了提高热效率，而且还有足够严谨、成熟的理论作为依据。

真·阿特金森循环发动机是啥样的？

实际上现如今并不存在真·阿特金森循环的发动机，因为结构太过于复杂。利用机械结构来改变压缩、膨胀行程的长短。现如今则是利用进气门的早关或晚关来缩短等效压缩行程，但不改变机械行程。但在19世纪末詹姆斯·阿特金森所研发的三款阿特金森发动机均是利用复杂的机械结构来改变压缩、膨胀行程的长度，如下图所示。

通过上图我们可以看出活塞在膨胀、压缩过程中所运行的距离是真的改变了。而不像如今的阿特金森、米勒循环发动机，活塞上下行的行程与奥托循环一致（机械距离），只是改变了等效层面的距离。而下图则是第二代阿特金森循环发动机，同样是利用了复杂的机械结构而实现的。用局限的眼光来看如此设计的确可以提高热效率，但从广义的角度去评判这种设计增加了一堆附件，导致机器更重、摩擦损耗更多，综合效率反而会更低。

真·米勒循环是什么？

詹姆士·阿特金森是位能人，他一共打造出三代的阿特金森发动机（没找到第三代机器的结构图），不过由于不太贴合实际就没能实现大规模量产。而后起之秀罗尔夫·米勒则是通过另一种方式实现了与阿特金森发动机同样的结果—压缩行程小于膨胀行程。罗尔夫米勒采用进气门早关的方式，减少进气量从而缩短等效压缩行程，而膨胀行程长度则是一点没变。

如此一来压缩行程自然就小于膨胀行程，与机械结构复杂的真·阿特金森发动机相比较米勒循环仅仅是通过进气门提前关闭的方式来实现。这使得米勒循环发动机具备了实际的意义，而其衍生技术还包括进气门晚关。进气门的早关、晚关本质上是一样的，早关则是少进气。而进气门晚关上行的活塞会压出去一部分气，进气变少=少进气，这两种方式的本质是一回事。

严谨而言但凡是通过气门技术实现的均可视作为米勒循环，只有通过机械结构实现的才是阿特金森发动机。而进气门早关、晚关则不同作为区分两者的标准，也就是说丰田与马自达以及其它品牌的相关发动机均属于采用米勒循环。至于不同品牌为什么在命名方面有差异更多是由于注册专利的原因吧，比如马自达注册了米勒，那么别的品牌只能叫阿特金森呗，实际上都是一回事。

米勒循环是如何缩短压缩行程的？

实际上这阿特金森/米勒循环的原理是很简单的，如下图所示当活塞处于下止点时气缸容积为500ml，当活塞上行至上止点时燃烧室容积为50ml，那么它这台机器的压缩比是多少？没错10:1=10。阿特金森/米勒循环实现的方式就是利用了进气门晚关或早关，让气缸只进入400ml的空气。晚关：活塞上行时压出100ml空气，因为这个过程气缸并没有密闭，所以这段行程=非压缩行程。

活塞上行至压出100ml空气后，进气门关闭进入真·压缩冲程，此时的压缩行程已经被缩短了。而点火、做功后气压会推着活塞往下走，而活塞下行一定会到达下止点。也就是说膨胀行程保持原样，这样一来压缩行程缩短而膨胀行程不变，是不是压缩小于膨胀行程了？答案是肯定的。而进气门早关其实也是同样的道理，虽然不如进气门晚关那么容易理解，但本质上是一回事，均是在气缸只有400ml空气时开始压缩，均等同于缩短压缩行程。

所以如今的阿特金森/米勒循环仅仅是依靠更先进的配气技术来实现的，通过对进气门的调整可以改变压缩行程长度，还可以改变压缩比。试问可变压缩比一定要上图中日产的这种复杂机械结构么？当然不是，之前已经提到过下止点时气缸500ml、上止点时燃烧室容积50ml，此时压缩比10:1=10。而当进入阿特金森循环后呢？下止点容积400ml，而上止点燃烧室容积还是50ml，此时的压缩比又是多少？没错8:1=8

所以很多朋友在谈及日产可变压缩比发动机时都在感叹生不逢时，可以用更简单的方式实现压缩比可变又为何要用那么复杂的机械结构呢？总而言之如今并不存在真·阿特金森发动机，如今利用进气门早关或晚关实现的方式本质上都是米勒循环，区别或许只在于专利保护上，区别名称罢了。而阿特金森/米勒循环的优点则是进一步榨取了活塞下行时的残存能量，因为奥托循环下活塞下行至下止点后依然有余力，只是受制于机械结构不得不上行。而去缩短压缩冲程=少进气、少喷油，这样可以把活塞下行时浪费的力量生下来一些，这就是更省油的原因。