1→2 绝热压缩、2→3 定容加热、3→4 完全膨胀(至吸气压力的绝热膨胀)、4→1 定压放热。膨胀扫过的体积比压缩更大,围成的面积为正净功。
$$\eta=1-\frac{q_{out}}{q_{in}},\qquad q_{out}=c_p\,(T_4-T_1)$$
阿特金森循环的热效率。因为放热是定压过程,放热量用 c_p 表示。q_in 是加热量,c_p 是定压比热。
$$T_4=T_3\left(\frac{P_1}{P_3}\right)^{(\gamma-1)/\gamma}$$
过膨胀的终点 T₄。气体完全膨胀至吸气压力 P₁,膨胀比必然大于压缩比。γ 是比热比,P₃ 是最高压力。
$$T_2=T_1\,r^{\gamma-1},\quad T_3=T_2+\frac{q_{in}}{c_v},\quad r_{exp}=\left(\frac{P_3}{P_1}\right)^{1/\gamma}$$
各状态点的温度和膨胀比。1→2 是绝热压缩,2→3 是定容加热,r_exp=V₄/V₂ 是膨胀比。c_v 是定容比热。