汽車發(fā)動機構造與維修

—配氣相位濮陽市職業(yè)中專：zhanglixiang

1.四缸發(fā)動機完成一個工作循環(huán)一般需要進行幾個沖程，每個沖程曲軸轉過多少角度？2.發(fā)動機配氣機構的功用是什么？功用：按照發(fā)動機各缸的做功次序和每一氣缸工作循環(huán)的要求，定時開啟和關閉各氣缸的進、排氣門，配合發(fā)動機各缸實現(xiàn)進氣、壓縮、做功和排氣的工作過程。一、復習回顧配氣機構工作圖3.怎樣來表示并掌握發(fā)動機進、排氣門的開閉時刻及開啟時間呢？1.配氣相位:

用曲軸轉角表示的進、排氣門開閉時刻和開啟持續(xù)時間，稱為配氣相位。二、新授：配氣相位下止點上止點曲軸2.配氣相位圖：表示進、排氣門的實際開閉時刻的環(huán)形圖稱為配氣相位圖。二、新授：配氣相位二、新授：配氣相位配氣相位圖形成過程（1）理論上的配氣相位分析1、理論上講，四沖程發(fā)動機配氣相位與活塞行程的開始和結束相對應，進氣門應在上止點時開啟、下止點時關閉，排氣門應在下止點時開啟、在上止點時關閉。進、排氣行程各對應180°曲軸轉角。2、發(fā)動機轉速的要求：實際發(fā)動機曲軸轉速很高，活塞每一行程歷時都很短，（例如：桑塔納四沖程發(fā)動機，最大功率轉速5600r/min,一個行程的時間只有0.0054s)這么短的進氣或排氣時間，將會導致發(fā)動機進氣不足，排氣不凈。（2）實際的配氣相位分析1、為了使進氣充足，排氣干凈，氣門早開晚閉，延長進、排氣時間。

2、（1）進氣門早開，可使進氣行程一開始就有一個較大的通道面積，可增加進氣量。活塞到達進氣下止點時，氣缸內氣體壓力仍然低于大氣壓，此時進氣流具有較大的慣性，加之活塞上行速度慢，因此進氣門晚關，可以利用氣壓差和氣流慣性增加進氣量。（2）在作功行程將要結束時，排氣門打開，可以利用作功的余壓使廢氣高速沖出氣缸，排氣門早開，雖然造成能量的損失，功率的損失，但是因氣壓低，損失不大；然而排氣門早開可以減少排氣所消耗的功，又有利于廢氣的排出，活塞到達上止點時，氣缸內廢氣壓力仍然高于外界大氣壓，加上排氣氣流的慣性，排氣門晚關可使廢氣排得更加干凈一些。（3）進氣門的配氣相位1.進氣提前角α

排氣行程接近終了時,活塞到達上止點前,進氣門便開啟。從進氣門開啟開始到上止點所對應的曲軸轉角稱為進氣提前角

一般α=10°～30°2.進氣延遲角β

在進氣行程下止點過后,活塞重新上行一段，進氣門才關閉.從下止點開始到進氣門關閉所對應的曲軸轉角稱為進氣延遲角

一般β=40°～80°3.進氣行程延續(xù)時間相當于曲軸轉角180°+α+β(4)進氣門配氣相位的目的進氣門早開：

使得活塞到達上止點開始向下運動時，因進氣門已有一定開度，所以可較快地獲得較大的進氣通道截面，減少進氣阻力。進氣門晚關：①利用壓力差繼續(xù)進氣：活塞到達下止點時，由于進氣阻力的影響，氣缸內的氣體壓力仍低于大氣壓，進氣門晚關，利用壓力差可繼續(xù)進氣。②利用進氣慣性繼續(xù)進氣：活塞到達下止點時，進氣氣流還有相當大的慣性，進氣門晚關，仍能繼續(xù)進氣。這樣就保證了進氣的充足。(5)排氣門的配氣相位1.排氣提前角γ在做功沖程的后期,活塞到達下止點前,排氣門便開啟.從排氣門開啟開始到下止點所對應的曲軸轉角稱為

排氣提前角。

一般γ=40°～80°2.排氣延遲角δ

在活塞越過上止點后,排氣門才關閉.從上止點到排氣門關閉所對應的曲軸轉角稱為排氣延遲角一般δ=10°～30°3.排氣行程延續(xù)時間相當曲軸轉角180°+γ+δ(6)排氣門配氣相位的目的1.排氣門早開：①利用氣缸內的廢氣壓力提前自由排氣：恰當?shù)呐艢忾T早開，氣缸內還有大約300kPa~500kPa的壓力，作功作用已經不大，可用它使氣缸內的廢氣迅速地自由排出。②減少排氣消耗的功率：提前排氣，等活塞到達下止點時，氣缸內只剩約110kPa~120kPa的壓力，使排氣沖程所消耗的功率大為減小。③高溫廢氣的早排，還可以防止發(fā)動機過熱。2.排氣門晚關：①利用缸內外壓力差繼續(xù)排氣：活塞到達上止點時，氣缸內的壓力仍高于大氣壓，利用缸內外壓力差可繼續(xù)排氣。②利用慣性繼續(xù)排氣：活塞到達上止點時，廢氣氣流有一定的慣性，利用慣性可繼續(xù)排氣。所以排氣門適當晚關可使廢氣排得更加干凈。（7）氣門疊開1.定義：由于進氣門早開和排氣門晚關，就出現(xiàn)了一段進排氣門同時開啟的現(xiàn)象，稱為氣門疊開。同時開啟的角度，即進氣門早開角與排氣門晚關角的和(α+δ)，稱為氣門疊開角。2.進、排氣錯亂的問題？：氣門疊開不會產生廢氣倒排回進氣管和新鮮氣體隨廢氣排出的問題。其原因是①由于疊開時氣門的開度較小，②新鮮氣體和廢氣流的慣性要保持原來的流動方向，所以只要疊開角適當，就不會產生廢氣倒排和新鮮氣體隨廢氣排出的問題。發(fā)動機的結構不同、轉速不同，配氣相位也就不同。

(8)配氣相位對發(fā)動機性能的影響1、氣門疊開角：

進氣提前角增大或排氣遲后角增大使氣門重疊角增大時，會出現(xiàn)廢氣倒流、新鮮氣體隨廢氣排出的現(xiàn)象，不但影響廢氣的排出量和進氣的充氣量大小，對于汽油機來說，還會造成燃料的浪費。相反，若氣門重疊角過小，又會造成排氣不徹底和進氣不足。2、進氣滯后角：

該角度過小，會導致進氣門關閉過早而影響進氣量。但該角度過大，進氣門關閉過晚，會由于活塞上行，汽缸內壓力升高，汽缸內的氣體重新又被壓回到進氣道，同樣影響發(fā)動機的進氣量。3、排氣提前角：

過大，會將仍有做功能力的高溫高壓氣體排出汽缸，造成發(fā)動機功率下降，油耗增大。由于排氣壓力過高還會造成排氣管產生放炮現(xiàn)象。但排氣提前角過小，不但因排氣阻力而增加發(fā)動機的功耗，還可能造成發(fā)動機過熱。(9)發(fā)動機對配氣相位的要求1、在發(fā)動機低速工作時減小氣門提前開啟角和遲后關閉角。2、在發(fā)動機高速工作時增大氣門提前開啟角和遲后關閉角。3、合理的配氣相位是根據發(fā)動機的結構形式、轉速等因素通過反復試驗而確定的。結構不同，配氣相位也不同。目前，大多數(shù)發(fā)動機的配氣相位是不能改變的。因此，發(fā)動機在這一轉速下運轉時，配氣相位最合適，而在其他轉速下運轉時，配氣相位就不是最合適的。

本節(jié)理論內容講解完畢，下面看練習------三、練習1．根據配氣相位圖，進氣的總時間為（），排氣的總時間為（），氣門疊開的時間是（）。2．進、排氣門在排氣上止點時（）。A.進氣門開，排氣門關B.排氣門開，進氣門關

C.進、排氣門全關D.進、排氣門疊開3．高速發(fā)動機為了提高充氣和排氣性能，往往采用增加進氣提前角和排氣延遲角的方法，以改善發(fā)動機性能。（）4.氣門為什么要早開遲閉？1.進氣門早開遲閉的目的是使更多的新鮮空氣（或混合氣）進入氣缸，提高充氣效率，增加發(fā)動機的功率。原因：①早開遲閉，可以適當增加進氣時間。②早開可以保證在活塞抵達上止點時氣門有最大開度，使進入氣缸內的氣體量增多。③遲閉可以利用慣性增加進入氣缸的混合氣（空氣）的量。2.排氣門早開、遲閉可以使燃燒后的廢氣排出干凈，從而提高充氣效率。原因：①排氣門早開，可以使燃燒后的廢氣，利用廢氣本身的壓力先排出一部分。②由于排氣門早開，廢氣自行排出，使氣缸內廢氣壓力降低，減小了活塞上行的阻力。③排氣門遲閉，可以利用廢氣的慣性，使一部分廢氣繼續(xù)排出。四、小結