配气正时课件

配气正时一、配气机构概述功用：按照气缸的工作顺序和工作过程的要求，适时地开闭进、排气门、向气缸供给新鲜可燃混合气（汽油机）或新鲜空气（柴油机）并及时排出废气。另外，当进、排气门关闭时，保证气缸密封。进饱排净，四行程发动机都采用气门式配气机构。对配气机构的要求：减小进气和排气阻力；使进气和排气都尽可能充分和完善。充气效率： 新鲜空气或可燃混合气被吸入气缸愈多，则发动机可能发出的功率愈大。新鲜空气或可燃混合气充满气缸的程度，用充气效率表示。充气效率越高，表明进入气缸的新鲜气越多，可燃混合气燃烧时可能放出的热量也就越大，发动机的功率越大。按凸轮轴布置的形式：下置、中置、上置按凸轮轴传动的形式：齿轮传动、链传动、齿形带传动传动方式传动路线应用齿轮传动曲轴正时齿轮（钢）→凸轮轴正时齿轮（铸铁或胶木）凸轮轴下置、中置式配气机构链条传动曲轴→链条→凸轮轴正时齿轮凸轮轴上置式配气机构齿形带传动曲轴→齿形皮带→凸轮轴正时齿轮凸轮轴上置式配气机构按每缸气门数分

三气门气门排列及其驱动装置1.两气门的排列及驱动为改善换气，在可能的条件下，应尽量加大气门的直径，特别是进气门的直径。进排气道汽油机：置于机体一侧，进气预热，提高汽油挥发性，有利于雾化。柴油机：置于机体两侧，防止进气预热，提高充气效率。气门排列及其驱动装置1）同名气门排列成两列由一个凸轮通过T形驱动杆同时驱动，并且所有气门都可以由一根凸轮轴驱动。2）同名气门排列成一列进排气门分别为于曲轴中心线的一侧，分别采用两凸轮轴驱动，每缸两同名气门采用两个形状和位置相同的凸轮驱动。二、配气相位配气相位：用曲轴转角表示的进、排气门的实际开闭时刻和开启的持续时间。配气相位图：用曲轴转角的环形图来表示的配气相位。配气相位对发动机工作的影响：影响发动机的动力性、功率。配气相位对发动机工作的要求：延长进、排气时间。进气门早开晚关，排气门早开晚关实际的配气相位分析1、为了使进气充足，排气干净，使气门早开晚闭，延长进、排气时间。2、（1）进气门早开，可使进气行程一开始就有一个较大的通道面积，可增加进气量。活塞到达进气下止点时，气缸内气体压力仍然低于大气压，另外，此时进气流还有较大的惯性，加之活塞上行速度慢，因此进气门晚关，可以利用气压差和气流惯性增加进气量。

（2）在作功行程快要结束时，排气门打开，可以利用作功的余压使废气高速冲出气缸，排气门早开，造成功率损失，但因气压低，损失不大，而早开可以减少排气所消耗的功，又有利于废气的排出，活塞到达上止点时，气缸内废气压力仍然高于外界大气压，加之排气气流的惯性，排气门晚关可使废气排得更净一些。进气门的配气相位

1.进气提前角α在排气行程接近终了,活塞到达上止点前,进气门便开启.从进气门开始开启到上止点所对应的曲轴转角称为进气提前角.α一般为10°~30°。

目的：进气门早开，使得活塞到达上止点开始向下运动时，因进气门已有一定开度，所以可较快地获得较大的进气通道截面，减少进气阻力。2.进气滞后角β在进气行程下止点过后,活塞重新上行一段进气门关闭.从下止点到进气门关闭所对应的曲轴转角称为进气延迟角。β一般为40°～80°目的：①利用压力差继续进气：活塞到达下止点时，由于进气阻力的影响，气缸内的压力仍低于大气压，进气门晚关，利用压力差可继续进气。②利用进气惯性继续进气：活塞到达下止点时，进气气流还有相当大的惯性，进气门晚关，仍能继续进气。下止点过后，随着活塞的上行，气缸内压力逐渐增大，进气气流速度也逐渐减小，至流速等于零时，进气门便关闭的β角最适宜。若β过大便会将进入气缸内的气体重新又压回进气管。进气过程持续时间相当于曲轴转角180°+α+β进气门的配气相位进气门的配气相位排气门的配气相位1.排气提前角γ在做功冲程的后期,活塞到达下止点前,气门便开启.从排气门开启到下止点所对应的曲轴转角称为排气提前角一般γ=40°～80°目的：①利用气缸内的废气压力提前自由排气：恰当的排气门早开，气缸内还有大约300kPa~500kPa的压力，作功作用已经不大，可利用此压力使气缸内的废气迅速地自由排出。②减少排气消耗的功率：提前排气，等活塞到达下止点时，气缸内只剩约110kPa~120kPa的压力，使排气冲程所消耗的功率大为减小。③高温废气的早排，还可以防止发动机过热。气门叠开1.定义：由于进气门早开和排气门晚关，就出现了一段进排气门同时开启的现象，称为气门叠开。同时开启的角度，即进气门早开角与排气门晚关角的和(α+δ)，称为气门叠开角。

2.为什么不产生废气倒排回进气管和新鲜气体随废气排出的问题？其原因是由于叠开时气门的开度较小，且新鲜气体和废气流的惯性要保持原来的流动方向，所以只要叠开角适当，就不会产生废气倒排回进气管和新鲜气体随废气排出的问题。发动机的结构不同、转速不同，配气相位也就不同。配气相位演示

从上面的分析，可以看出实际配气相位和理论上的配气相位相差很大，实际配气相位，气门要早开晚关，主要是为了满足进气充足，排气干净的要求。但实际中，究竟气门什么时候开？什么时候关最好呢？这主要根据各种车型，经过实验的方法确定，由凸轮轴的形状、位置及配气机构来保证。气门叠开角过大:小负荷运转时，由于进气管压力很低，易出现废气倒流.增压柴油机气门叠开角一般很大，因进气压力大，扫气时甚至有一部分新鲜空气从排气门排出。配气相位对发动机性能的影响1、气门叠开角进气提前角增大或排气迟后角增大使气门重叠角增大时，会出现废气倒流、新鲜气体随废气排出的现象，不但影响废气的排出量和进气的充气量大小，对于汽油机来说，还会造成燃料的浪费。相反，若气门重叠角过小，又会造成排气不彻底和进气量减少。2、进气滞后角该角度过小，会导致进气门关闭过早而影响进气量。但该角度大，进气门关闭过晚，会由于活塞上行，汽缸内压力升高，汽缸内的气体重新又被压回到进气道，同样影响发动机的进气量。发动机对配气相位的要求

1、在发动机低速工作时减小气门提前开启角和迟后关闭角。2、在发动机高速工作时增大气门提前开启角和迟后关闭角。3、合理的配气相位是根据发动机的结构形式、转速等因素通过反复试验而确定的。结构不同，配气相位也不同。目前，大多数发动机的配气相位是不能改变的。因此，发动机在这一转速下运转时，配气相位最合适，而在其他转速下运转时，配气相位就不是最合适的。可变式气门驱动机构就是在发动机急速工作时减少气门行程，而在发动机高速工作时增大气门行程，改变“重叠阶段”的时间，使发动机在高转速时能提供强大的马力，在低转速时又能产生足够的扭力。从而改善了发动机的工作性能。现代轿车发动机上的气门可变驱动机构能根据轿车的运行况,随时改变配气相位，改变气门升程和气门开启的持续时间，它们的凸轮轴，凸轮轴上的凸轮和气门挺杆等元件是可以变动的。可变配气定时机构简介采用可变配气定时机构可以改善发动机的性能。发动机转速不同，要求不同的配气定时。这是因为：当发动机转速改变时，由于进气流速和强制排气时期的废气流速也随之改变，因此在气门晚关期间利用气流惯性增加进气和促进排气的效果将会不同。当发动机在低速运转时，气流惯性小，若此时配气定时保持不变，则部分进气将被活塞推出气缸，使进气量减少，气缸内残余废气将会增多。当发动机在高速运转时，气流惯性大，若此时增大进气迟后角和气门重叠角，则会增加进气量和减少残余废气量，使发动机的换气过程臻于完善。总之，四冲程发动机的配气定时应该是进气迟后角和气门重叠角随发动机转速的升高而加大。如果气门升程也能随发动机转速的升高而加大，则将更有利于获得良好的发动机高速性能。而可变气门正时技术，就是通过技术手段，实现气门叠加角的可变来解决这一问题。

曲拐布置与气缸工作顺序的关系

各曲拐的相对位置或曲拐布置取决于气缸数、气缸排列形式和发动机工作顺序。当气缸数和气缸排列形式确定之后，曲拐布置就只取决于发动机工作顺序。在选择发动机工作顺序时，应注意以下几点：

1)应该使接连作功的两个气缸相距尽可能的远，以减轻主轴承载荷和避免在进气行程中发生抢气现象。

2)各气缸发火的间隔时间应该相同。发火间隔时间若以曲轴转角计则称发火间隔角。在发动机完成一个工作循环的曲轴转角内，每个气缸都应发火作功一次。对于气缸数为i的四冲程发动机，其发火间隔角应为720°/i，即曲轴每转720°/i时，就有一缸发火作功，以保证发动机运转平稳。

3)V型发动机左右两列气缸应交替发火。

因此，发动机就必须要有一个能够平衡曲轴运转的点火顺序。

四冲程直列四缸发动机点火顺序为1-3-4-2或1-2-4-3，其工作循环见表2-1和表2-2。

四行程直列六缸发动机

四行程直列六缸发动机的点火顺序和曲拐布置：四行程直列六缸发动机点火间隔角为720°/6=120°，六个曲拐分别布置在三个平面内，发火顺序是1-5-3-6-2-4，其工作循环表见表2-3。四行程直列六缸发动机点火顺序是1-5-3-6-2-4，其工作循环表见表2-3。四冲程V型六缸发动机四冲程V型六缸发动机的点火间隔角仍为120°,3个曲拐互成120°。工作顺序R1-L3-R3-L2-R3-L1。面对发动机的冷却风扇，右列气缸用R表示，由前向后气缸号分别为R1、R2、R3；左列气缸用L表示，气缸号分别为L1、L2和L3，

四冲程V型六缸发动机工作循环见表2-4。

四冲程V8发动机的点火火间隔角为720°/8＝90°,4个曲拐互成90°。点火顺序基本上有两种：R1-L1-R4-L4-L2-R3-L3-R2和L1-R4-L4-L2-R3-R2-L3-R1四冲程V8发动机的工作循环表图2-5三、配气机构的维修定义：为保证气门关闭严密，发动机冷态下，当气门处于关闭状态，气门与传动部件之间的间隙。作用：预留间隙，防止工作时气门或传动件受热膨胀顶开气门，造成漏气。材料相同，发动机工作温度设计不同而各种发动机规定的预留气门间隙值也有所区别。气门间隙

气门间隙过大或过小对发动机的影响？为何排气门间隙大于进气门间隙？气门间隙凸轮轮廓曲线基圆气门间隙调整调整原则：不可调区域：将要排气，正在排气，排气刚完的排气门不可调。将要进气，正在进气，进气刚完的进气门不可调。调气门间隙的步骤：画出配气相位图排出各缸的位置当一缸在压缩上止点时，判断其它缸位于何行程，并判断间隙是否可调。１.调整气门间隙常用方法{二次调整法逐缸法调整气门间隙常用方法二次调整法

二次调整法的操作程序为：(以４缸为例)

(1)将发动机摇转至第一缸活塞处于压缩行程上止点。

(2)按“双、排、不、进”原则检查、调整气门间隙。

(3)将曲轴再转一圈，确认第４缸活塞处于压缩行程上止点。再按“不、进、双、排”原则检查、调整剩余的气门间隙。确定可调气门的方法

“双排不进”原则：发动机类型活塞处于上止点的气缸可调气门对应气缸点火顺序气缸由前至后排列序号双排不进直列三缸1缸压缩上止点12—31-2-31-2-31缸排气上止点—312直列四缸1缸压缩上止点13421-3-4-21-2-3-44缸压缩上止点4213直列五缸1缸压缩上止点124、531-2-4-5-31-2-3-4-51缸排气上止点4、5312直列六缸1缸压缩上止点15、362、41-5-3-6-2-41-2-3-4-5-66缸压缩上止点62、415、3V型六缸1缸压缩上止点16、543、21-6-5-4-3-2左：1-3-5右：2-4-64缸压缩上止点43、216、5V型八缸1缸压缩上止点15、4、263、7、81-5-4-2-6-3-7-8左：1-2-3-4右：5-6-7-86缸压缩上止点63、7、815、4、2利用配气相位调节气门间隙

例：α=8ºβ=31ºγ=28ºδ=8º点火次序：1—5—3—6—2—4