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1940年，米勒重新研究了膨胀比与压缩比不对等的发动机，但舍弃了阿特金森循环发动机繁杂的连杆机构，而是通过改变配气定时产生膨胀比大于压缩比的方式。其实现方式为：在进气冲程结束时，进气门的并不是立即关闭，在关闭之前将之前吸入的气体推出去一部分回到进气歧管，然后再关闭气门，开始下一个冲程。与传统的Otto循环发动机相比较，米勒循环发动机延长了燃烧做功的时间。但是，现今这种技术还没有能广泛地运用，主要原因有以下几点：（1）特殊的进气方式不适合于低速扭矩。发动机低速运转时，混合气是比较稀薄的，由于进气门晚关部分气体会被排回进气歧管，导致混合气更加稀少，导致发动机的扭矩变小，扭转性能降低。因此在低速时米勒循环发动机的优点得不到体现，很多汽车无法运用这一技术。论文网（2）活塞行程较长对发动机高速运转不利。由于进气门晚关，活塞的行程就比较长，这样可以充分利用燃烧产生的能了提供动力，但是，随着转速的升高，发动机加速性能会不如以往，升功率也会降低。在赛车上，发动机的活塞行程与直径的比值是比较低的，民用车中，活塞行程与气缸直径是大致相等的，米勒循环发动机都得不到运用。目前米勒循环只有适用于中间转速才会体现其优越性。而在城市中，路况复杂，汽车往往无法利用到米勒循环的中间转速，所以很少有汽车发动机适用这一项技术。但还有很多可以利用米勒循环优点的汽车。26330
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米勒循环发动机可以充分利用燃料燃烧产生的能量，所以很多混合型动力车适用于这一技术。混合型动力车低俗和高速时有电动机运转提供所需的动力，发动机主要用于发电，中转速的时候米勒循环发动机可以作为主要动力源，与高低速的电动机互补互利，既起到了充分利用能量的作用，又达到了较好的动力性与经济性。