16V190发动机配气相位设计
发动机配气相位与气门间隙
1、配气相位(valve timing)（图3-18）（1）定义：配气相位是用曲轴转角表示的进、排气门的开启时刻和开启延续时间，通常用环形图表示-配气相位图。
（2）理论上的配气相位分析理论上讲进、压、功、排各占180°，也就是说进、排气门都是在上、下止点开闭，延续时间都是曲轴转角180°。
但实际表明，简单配气相位对实际工作是很不适应的，它不能满足发动机对进、排气门的要求。
原因：①气门的开、闭有个过程开启总是由小→大关闭总是由大→小②气体惯性的影响随着活塞的运动同样造成进气不足、排气不净③发动机速度的要求实际发动机曲轴转速很高，活塞每一行程历时都很短。
当转速为5600转／分时，一个行程只有60/（5600×2）=0.0054s，就是转速为1500r/min，一个行程也只有0.02s，这样短的进气或排气过程，使发动机进气不足，排气不净。
可见，理论上的配气相位不能满足发动机进饱排净的要求，那么，实际的配气相位又是怎样满足这个要求的呢？下面我们就进行分析。
（3）实际的配气相位分析为了便进气充足，排气干净，除了从结构上进行改进外（如增大进、排气管道），还可以从配气相位上想点办法，气门能否早开晚闭，延长进、排气时间呢？①气门早开晚闭的可能从示功图中可以看出，活塞到达进气下止点时，由于进气吸力的存在，气缸内气体压力仍然低于大气压，在大气压的作用下仍能进气；另外，此时进气流还有较大的惯性。
由此可见，进气门晚关可以增加进气量。
进气门早开，可使进气一开始就有一个较大的通道面积，可增加进气量。
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，排气量约占50%。
排气门早开，势必造成功率损失，但因气压低，损失并不大，而早开可以减少排气所消耗的功,又有利于废气的排出，所以总功率仍是提高的。
从示功图上还可以看出，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。
发动机构造与维修-13-配气机构配气相位
二、配气相位内容
5、排气迟后角
目的：排气门在排气行程结束后，延迟关闭，是延长排气时间。
二、配气相位内容
6、排气持续角：
排气门开启持续时间的曲轴转角。 180º+排气提前角+排气迟后角
排气持续角
二、配气相位的内容
7 、气门重叠角：
定义：在某一时刻进排气门同时开启的现象 大小：α+δ（涉及进气、排气行程） 气门重叠角：提前进气+排气迟后时，气门重叠时的曲轴转角
课后作业
气门重叠角
进排气门同时开启， 为什么不会出现 “倒流”现象？ （详见备注）
本章 小节
1、配气相位的定义用曲轴转角来表示进排气门实际 开闭时刻和开启的持续时间； 2、配气相位的内容为进气提前角、进气迟后角、进 气持续角 、排气提前角、排气迟后角、气门重叠角 七个部分。
1、什么叫配气相位？ 2、配气相位的内容？
发动机构造ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ维修
——冷却系统
——配气机构配气相位
前言
发动机在换气过程中，若能够做到排气彻底、进 气充分，则可以提高充气系数，增大发动机的输出功 率。四冲程的每个工作行程，其曲轴要转180°。现代 发动机转速很高，一个行程经历的时间很短。这样短 时间的进气和排气过程往往会使发动机充气不足或者 排气不净，从而使发动机功率下降，因此配气相位诞 生了。
配气相位
配气相位定义 配气相位内容 配气相位图
3.5课时
上节 回顾
上节课我们学习了配气机构的拆装认识， 这节课我们来学习配气相位。
本节 重点
1、配气相位的定义 2、配气相位的内容
一、配气相位定义
用曲轴转角来表示进排气门实际开闭时刻和开启的持续时间
12V190柴油机器气门调整及配气时间检查
12V190柴油机器气门调整及配气时间检查1、气门间隙的调整当发动机运行250h后，或在拆检气缸盖、配气机构等有关零部件时，都必须检查并调整气门间隙。
气门间隙是在冷机状态下，气门传动件之间配合间隙的总和。
进气门间隙值为0.43±0.05mm，排气门间隙值为0.48±0.05mm。
气门间隙的调整方法是：1）取下气缸盖上罩壳；2）盘转曲轴使指针指到飞轮刻度“0”位置，此时，自由端第一缸处于上止点；3）判别第一缸所处工作行程状态。
用手捻转挺杆上端，若两个挺杆均能轻松地转动，则第一缸处于工作行程状态；若两个挺杆均不能转动，则第一缸处于吸气行程状态。
根据第一缸所处工作状态，可按表1所列缸号进行调整。
4）调整气门间隙。
方法是：先调整横桥上的调节螺钉，使横桥两端的凸头与同名气门杆顶面接触，不留间隙。
如图2所示。
然后再调节摇臂与横桥之间的间隙，如图3所示。
先松开锁紧螺母，按规定的气门间隙值选好塞尺（或专用塞块），将其插入摇臂调节螺钉与横桥之间。
用螺丝刀向下旋紧调节螺钉，使塞尺在两者之间移动时有轻微的压紧感觉。
保持调节螺钉位置不变，旋紧固定螺母。
抽出塞尺后，重新检查间隙是否发生了变化。
调整所有气门间隙，直至完全符合规定要求。
图1配气机构1、气门 2、气门导管3、气门弹簧4、导向柱5、摇臂横桥6、横桥调整螺钉7、摇臂横桥调整螺钉8、气门摇臂9、推杆 10、滚轮摇臂11、摇臂轴 12、凸轮轴2、气门间隙调整完毕后，可按图4、图5检查气门配气定时。
表1 气门间隙调整表图4 12V190柴油机配气定时图第一缸活塞所处工作状态 可 以 调 整 的 气 门1 缸2 缸3 缸4 缸5 缸6 缸7 缸8 缸9 缸 10缸 11缸 12缸 工作冲程上止点 进 排 进 排 进 排 进 排 进 排 进 排 吸气冲程上止点排进排进进 排进 排排进进 排图3 气门间隙的调整图2 摇臂横桥的调整图5 配气定时检查表。
柴油发电机组排气系统优化设计
16V柴油机增压排气系统的布置方式及优化随着国民经济高速发展，对于柴油机的功率要求也越来越高。
大功率柴油机主要指1000KW以上的柴油机，其用途很广，包括舰船、发电、机车等。
为满足市场要求，济柴新开发了H16V190Zl柴油机，其功率为2400KW，H16V190Zl柴油机在12V基础上增缸而成，渗透了当前国际先进水平的新技术、新工艺，在船舶、钻机、发电、铁路等方面有广阔的应用前景。
对于大功率柴油机，其增压系统的选择是其核心任务之一。
一、增压排气系统方案确定由boost计算结果看出，MPC系统在高负荷情况下，油耗高于顶呀系统和MSEM系统而低于脉冲系统，而在低负荷情况下，油耗与其他三种增压系统相差不大，甚至高于定压系统，这与低工况MPC系统比定压系统号的理论分析相违背，这主要是由于在计算过程中，MPC系统和定压系统采取了相同的增压压比。
实际上，在低转速低负荷的情况下，由于能够较好的利用脉冲能量，MPC系统所能够实现的增压压力要高于定压系统。
这已经得到了国内外许多增压柴油机厂家的试验验证。
由于恒压增压系统作为发电机组时，存在突出加载特性差的缺点，作为船舶主机时，存在低速运转时燃烧过量空气不足，烟气较浓，尤其在加速过程中，冒烟更缺点。
脉冲系统在高增压时流动阻力损失较大，而且结构复杂。
而MPC系统具有结构简单，加工方便，易于实现系统化的特点，涡轮前压力波动小，近于恒压系统，因此涡轮效率较高，也不需要如用脉冲系统是须有叶片防震措施，在全负荷和加速运行时兼具恒压系统和脉冲系统的特点，由于其总管直径比恒压系统的小，及各缸排气支管顺着总管气流方向进入，使部分脉冲能量已速度能形式进入总管及涡轮，排气能量传递效率较高，在约60%符合以下的低工况性能近于脉冲系统，此外，还具有瞬态响应快的特点。
因此，根据H16V190ZL 型柴油机的用途，作为发电机组选用较大总管内径的MPC系统，作为传播主机时采用较小管径的MPC系统，这样能够较好的发挥其特点，也可实现两者的折中，即即用做发电机组也用作船舶主机时兼顾两者使用性能达到一个良好的折中。
基于GT-Power的发动机配气相位优化
基于GT-Power的发动机配气相位优化
孙晓娜
【期刊名称】《承德石油高等专科学校学报》
【年(卷),期】2015(017)004
【摘要】利用GT-Power软件搭建了天然气发动机的仿真模型,并利用试验结果进行了校核.分析了配气相位对天然气发动机充量系数的影响,并对原配气相位进行了优化,得出不同转速下的最佳相位值.计算结果显示,采用可变配气相位,天然气发动机的充气性能在较宽的转速范围内得到改善,动力性能提高.
【总页数】6页(P54-59)
【作者】孙晓娜
【作者单位】承德石油高等专科学校汽车工程系,河北承德067000
【正文语种】中文
【中图分类】U464
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3.基于AVL BOOST的16V190燃气发动机配气相位的仿真与优化 [J], 毕红亮
4.基于GT-Power的发动机配气相位优化设计研究 [J], 崔明辉
5.基于GT-power对高速汽油机配气相位的优化分析 [J], 郭华礼;
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发动机配气机构中气门的衍变、气门间隙、配气相位
发动机配气机构中气门的衍变、气门间隙、配气相位下载温馨提示：该文档是我店铺精心编制而成，希望大家下载以后，能够帮助大家解决实际的问题。
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基于AVL BOOST的16V190燃气发动机配气相位的仿真与优化
基于AVL BOOST的16V190燃气发动机配气相位的仿真与
优化
毕红亮
【期刊名称】《内燃机与动力装置》
【年(卷),期】2016(033)002
【摘要】采用AVL BOOST发动机模拟分析软件建立16V190燃气发动机仿真计算模型,在额定转速、全负荷工况下,分别对不同的配气相位角度进行仿真分析计算,对比排气歧管温度、燃气消耗率、爆发压力及功率等参数,为确定合理的配气相位及改善发动机性能提供依据.
【总页数】4页(P60-63)
【作者】毕红亮
【作者单位】胜利油田胜利动力机械集团有限公司,山东东营257032
【正文语种】中文
【中图分类】TK432
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配气相位
（三）进气门的配气相位 • 1.进气提前角α
• 2.进、排气错乱的问题：
气门叠开不会产生废气倒 排回进气管和新鲜气体随 废气排出的问题。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。
汽修专业许平
上节回顾
• 配气机构功用 • 组成 • 充气效率
课题引入
• 发动机转速 • 燃油价格 • 排放标准
一、配气相位
• 1、概念
• 用曲轴转角表示的进 排气门从开启到关闭 时刻和开启持续的时 间, 称为配气相位。 • 配气相位的各个角度 可用配气相位图来表 示。
（一）理论上的配气相位分析
配气相位演示
• 进排气的配气相位演示图 →
10°~30 °
40°~80 °
40°~80 ° 10°~30 °
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。
排气门配气相位的目的
• 1.排气门早开： • 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，可用 它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。
摩托车发动机配气正时（相位）图的奥秘！维修基础知识入门
摩托车发动机配气正时（相位）图的奥秘！维修基础知识入门作者：松生空谷今天来详细解读一下下面这张图片(旋转方向为逆时针方向)根据四中程发动机的工作原理，发动机完成一个工作循环，由四个工作冲程组成，分别是进气冲程，压缩冲程，做功冲程，排气冲程。
在进气冲程时，活塞由上止点往下止点运行。
图中从进气门开到进气门关的深色环带表示进气门的开启时间。
可以看出来，进气门在上止点前的某个角度，就己经开始打开，而活塞还未到达上止点，所以叫进气提前角。
进气门的关闭时刻在下止点后某个角度关闭，而活塞已越过下止点转而上行，也就是说进气门是在活塞上行压缩的途中才关闭，所以叫进气延迟角。
压缩冲程时，活塞由下止点往上止点运行。
进气门关闭后，活塞开始对混合气进行压缩。
做功冲程时，混合气燃烧推动活塞由上止点往下止点运行做功，由图中浅色环带(排气环带)可以看出，活塞还未到达下止点前，排气门就开始提前打开，这就是排气提前角。
排气冲程时，活塞由下止点往上止点运行排出废气。
由图中排气环带可以看出，排气门关闭的时刻在活塞越过上止点后某个角度才关闭，这就是排气延迟角。
细心的兄弟就会发現，在排气上止点时，由于进气门提前开启和排气门的延迟关闭，此时进排气门处于同时开启状态，从进气门开启到排气门延迟关闭的角度就叫气门重叠角。
实际上，图中两条环带表示的是配气相位。
这里需要区分一下配气正时和配气相位的区别：配气正时是气门开启和关闭的时刻；配气相位是指从气门开启到气门关闭的时间段。
通过以上的解读，相信大家对配气正时图有了一个初步的认识。
图片是需要结合发动机的运行工况来理解的。
充分认识提前角，延迟角，重叠角的设计原理以及对发动机的影响，对维修的帮助是很大的。
正确认识正时图，对深入了解发动机的工作原理非常重要。
好消息：如果需要询问摩托车技术问题，请文末留言或者私信！先输入#问答#标签，然后写下您的问题，最好有图片，摩托中国技术团队将筛选问题后集中回答您的困惑。
16V190系列自动化燃气发电机组工程技术资料
WZ
胜利油田胜利动力机械集团有限公司文字资料
WZ03-242
16V190 系列自动化燃气发电机组 工程技术资料
胜利油田胜利动力机械集有限公司
16V190 系列自动化燃气发电机组工程技术资料
一 机组概述 16V190 系列自动化燃气发电机组（以下简称机组）是集团公司新研制的自动化机组之一，配置
DC24V 双电马达启动或液压启动系统 逆时针（面向输出端） 飞轮输出 15000
2
3.1 低压发电机技术规格 发电机型号 1FC6 562-6LA82-Z 1FC6 562-6LA82-Z1 1FC6 564-6LA42-Z 1FC6 506-6LA42-Z
额定容量（kVA）
1500
1250
额定电压（V）
6112
单增压 器流量 kg/s
0.849
天然气 80
0
1.5 1200 9.5 1.516 396 4527 6168 0.857
沼 气 60
0
1.5 1200
9 1.582 528 4524 6332 0.879
沼 气 30
0
1.3 1200
9 1.548 1057 3929 6252 0.868
（4）单个增压器流量：Q4=1.65/2=0.825（kg/s）。 1.2 非甲烷类燃气流量计算方法及步骤
以电炉尾气发电机组额定功率 1000kW 为例计算： （1）电炉尾气消耗量： 已知 CH4、H2、CO 的低热值分别为 35.8MJ/Nm3、10.8MJ/Nm3、12.6MJ/Nm3 机组燃气热耗率为 10.1MJ/kWh，设电炉尾气中 CH4 含量为 a，H2 含量为 b，CO 含量为 c，机组功率按 1000kW 计算，根据 Q1=1000 ×10.1/(35.8a+10.8b+12.6c)可以计算出电炉尾气消耗量 Q1（Nm3/h）。例如某地电炉尾气中 CH4 浓度为 a=0%，H2 浓度为 b=10%，CO 浓度为 c=80%，则电炉尾气消耗量： Q1=1000×10.1/(35.8×0%+10.8×10%+12.6×80%)=905 Nm3/h （2）空气流量：过量空气系数α按 1.5 计算,已知 CH4、H2、CO 的理论空燃比分别为 9.52、2.38、 2.38，则空气流量 Q2=(9.52×0%+2.38×10%+2.38×80%)×1.5Q1=2908 Nm3/h （3）烟气质量：已知 CH4、H2、CO、空气的密度分别为 0.7174 kg/Nm3、0.0898 kg/Nm3、1.2506 kg/Nm3、 1.293 kg/Nm3，烟气的质量流量 Q3=0.7174 × 905 × 0%+0.0898 × 905 × 10%+1.2506 × 905 × 80%+[905 × (1-0%-10%-80% ） +2908] × 1.293=4782（kg/h）=1.328 kg/s，烟气温度 500℃～550℃。 （4）单个增压器流量：Q4=1.328/2=0.664（kg/s）。
16V190发动机配气相位设计概论
16V190发动机配气相位设计摘要：通过boost一维分析软件建立16V190一维分析模型，输入初选的进排气管路尺寸、输入主要阻力元器件的阻力特性曲线、输入初选的增压器性能参数、输入预估的放热规律，进行分析计算，通过调整不同的配气相位角度，看性能指标是否达到要求，看爆发压力、排气温度能否控制在可接受范围内，再查看热平衡数据和重要部位测点上的压力、温度、是否合理,从而实现配气相位的优化。
关键词：16V190；配气相位；boost1、前言配气机构是发动机的重要组成部分，直接关系到发动机运转的可靠性、振动和噪声，并影响发动机的动力性、经济性和排放等基本性能。
配气机构必须根据发动机工作循环及工作顺序的要求，按规律开启、关闭进、排气门，保证正确的配气相位。
合理的配气相位是提高功率、降低油耗和排放的一种有效方法，对改善发动机技术状况，节约能源，提高经济效益，都有十分重要的现实意义[1]。
本文主要对16V190燃气机在1000rpm转速下的配气相位进行优化设计。
其中主要用到了AVL BOOST 发动机工作循环模拟计算软件。
AVL BOOST 发动机工作循环模拟计算软件是分析发动机性能的重要的现代化工具，在开发新产品和改造老产品过程中，发挥着巨大的作用[2]。
2、模型建立采用AVL BOOST发动机工作循环模拟计算软件，以16V190发动机为原型进行建模，在建模时主要考虑发动机进气系统、排气系统、燃烧模型、摩擦功、加载热传递等重要边界条件 [3]。
图1为16V190燃气发动机的BOOST计算模型。
图中，C1—C16为气缸， PL1、PL2为稳压腔，TC1、TC2为涡轮增压器，CO1是中冷器，CL1、CL2为空气滤清器，1—60为管道，J1—J15为管路接头，MP1—MP47为测点，SB1、SB2、SB3、SB4为系统边界。
图1 16V190燃气发动机的BOOST计算模型3、数据输入BOOST 整机分析模型包括进气系统、排气系统、气缸、中冷器、空气滤清器、涡轮增压器等。
T12V190ZLD燃气机说明书
第一章发动机主要性能数据一、型号、技术规格（一）发动机技术规格（二）发动机主要技术数据1、配气相位（以曲轴转角计）进气门：开启始点（上止点前）11°±7°关闭终点（下止点后）51°±7°排气门：开启始点（下止点前）51°±7°关闭终点（上止点后）11°±7°2、气门冷间隙：进气门0.40±0.05mm 排气门0.45±0.05mm3、点火提前角：（上止点前）38°±1°4、火花塞电极间隙：0.65～0.85mm5、主要螺栓、螺母扭紧力矩（N.m）主轴承螺母：1176～1372（或以490N.m扭矩扭紧，再转60°～70°）气缸盖螺母：320～360 （按交叉顺序以100、200、320～360N.m扭矩分三次轮换均匀旋紧）连杆螺母： 250～270曲轴平衡块螺栓：550+50 （以150、300、550+50N.m扭矩分三次轮换均匀旋紧）减震器安装螺栓：180～220飞轮固定螺栓：500～550二、主要附件技术规格1、点火控制器型号：CPU-12V1902、点火线圈型号：DQ170T3、火花塞铭牌：STITT型号：807BEX13.5型式：冷型4、混合器铭牌：IMPCO型号：200T-1型式：膜片式5、调速器铭牌：WOODWARD型号：2301A型式：全电式电源：24VDC6、压力调节阀铭牌：FISHER型号：FSS202CMB型式：膜片式7、电磁阀型号：ZCTB-50型式：双通、防爆式防爆等级：B、C电源：24VDC8、机油滤清器型式：纸质滤芯旁通阀开启压力：200kPa9、离心式滤清器转子转速：5000r/min通过能力：16～18L/min（油温75℃，压力600kPa）10、机油冷却器型式：水冷翅片式11、水泵型式：离心式转速：1909r/min排量：1000L/min扬程：20m12、空气滤清器型式：干式、纸质滤芯标定空气流量：2400m3/h总成原始阻力：3.2kPa12、启动电机型号：ST710功率：11kW电压：24V转向：顺时针（自启动小齿轮端视）13、冷却风扇型式：轴流式风扇直径：1300mm14、散热水箱型式：铜铝翼管式15、增压器型号：SJ150-9C型式：径流式压比：1.75～1.8016、中冷器型式：水冷翅片式第二章机体与气缸盖部分一、机体部分机体部分包括机体、气缸套、主轴承、齿轮罩壳和飞轮端罩壳等零件。
配气相位教案设计方案模板
一、教学目标1. 知识目标：（1）理解配气相位的定义和作用。
（2）掌握气门重叠角的计算方法。
（3）了解不同发动机类型配气相位的差异。
2. 能力目标：（1）培养学生分析配气相位图的能力。
（2）提高学生解决实际问题的能力。
3. 情感目标：（1）激发学生对发动机配气机构的兴趣。
（2）培养学生严谨求实的科学态度。
二、教学内容1. 配气相位的定义和作用。
2. 气门重叠角的计算方法。
3. 不同发动机类型配气相位的差异。
三、教学过程1. 导入新课- 提问：什么是配气相位？它对发动机性能有何影响？- 引导学生思考，为新课做好铺垫。
2. 讲授新课- 配气相位的定义和作用1. 配气相位的定义：指在一个工作循环中，进气门和排气门开启、关闭的时间关系。
2. 配气相位的作用：影响发动机进气效率、排气效率、燃烧效率和动力性能。
- 气门重叠角的计算方法1. 计算进气门开启角度：Δt1 = 180° - α12. 计算排气门开启角度：Δt2 = 180° - α23. 计算气门重叠角：Δt = Δt1 + Δt2 - 360°- 不同发动机类型配气相位的差异1. 常见发动机类型：四冲程、二冲程、直列式、V型等。
2. 不同类型发动机配气相位的差异：进气门开启时间、排气门关闭时间、气门重叠角等。
3. 课堂练习- 根据配气相位图，计算气门重叠角。
- 分析不同发动机类型配气相位的差异。
4. 课堂小结- 回顾本节课所学内容，强调配气相位的重要性。
- 鼓励学生在课后查阅资料，进一步了解配气相位。
5. 作业布置- 完成课后练习题。
- 查阅资料，了解不同发动机类型配气相位的实际应用。
四、教学评价1. 课堂表现：观察学生在课堂上的发言、提问和参与程度。
2. 作业完成情况：检查学生的课后作业，了解学生对配气相位的掌握程度。
3. 课后反馈：收集学生对本节课的反馈意见，为今后的教学改进提供依据。
190型柴油机参数解读
柴油机产品分类表注：1.190系列柴油机型号编制规则P Z 12 V 190 B YM G2—1P-配套机（无标记-单机）。
YM：适用环境代号：1.无标记—平原地区 2.Y—高原地区 3.M—沙漠地区Z ：增压G2：用途代号：1.无标记—基本型2.G—工程机械3.D—发电机组4.J—内燃机车12：缸数 5.C—船用V：汽缸排列型式—1：标定转速代号：1.无标记—1500r/min 2.-1—1200 r/min190：缸径 3. –2—1000r/min 4.-3—1300r/minB：柴油机基本型变型代号（按A、B、C……标记）2，表内凡型号前带有“**”标记者，均有相应的配套机组。
如：Z12V190B型单机，其相应配套机组为Z12V190B 带有“**”标记的**PZ12V190BG2-3型柴油机标定转速为1300r/min；柴油机配套机组系指45电动钻机的发电机组动力。
柴油机主要性能和技术数据注：①功率标定的标准环境状况为：大气压力100Kpa，相对湿度30%，环境温度25℃，中冷器进水温度25℃，若不符合上述规定，柴油机功率应按GB1105.1-87予以换算修正。
标定功率是在标准环境状况下，柴油机在标定转速下的有效功率。
12h功率：是指柴油机允许连续运转12h的标定功率。
持续功率：是指柴油机允许长期连续运转的标定功率。
主要附件技术规格㈢柴油滤清器型式双体、毡筒、丝绢滤芯㈧机油滤清器型式纸制滤芯旁通阀开启压力196 kPa㈩预供机油泵1.手摇式预供机油泵型式单向活门式通过能力≥12L（每分钟扳动60次）（十一）水泵（十二）机油冷却器型式水冷管片式（十三）空气中冷器1.管片式中冷器型式扁铜管管片式2.水滴型中冷器型式水滴型管片式（十四）冷却风扇1.翼形冷却风扇型式轴流式风扇直径1305mm 2.平板式冷却风扇型式轴流式风扇直径1100mm（十五）散热器型式扁铜管管片式（十六）启动马达1.2.（十八）油压低自动停车装置停车动作始点压力245~294 k Pa柴油机主要数据：（一）主要调整数据4.喷油器供油压力喷油器供油压力19.6±0.49MPa（五）主要零件配合尺寸使用柴油机的注意事项使用柴油机时，操作者应严格遵守以下注意事项：⑴认真阅读柴油机使用说明书，熟练掌握柴油机的结构特点及使用操作方法⑵按照说明书中规定的牌号选用燃油和机油。
190系列柴油机的型式、型号和基本参数
标定工况燃油消耗率 g/（kW²h）
燃油牌号
冬季 夏季
机油牌号
机油消耗率，g/（kW²h）
缸盖后排气温度，℃
机油温度，℃
高温冷却出水温度，℃
主油道机油压力，kPa
增压器油压，kPa
外形尺寸（L³B³H），mm
净质量，kg
基本参数
CP12V190ZL-2
CP12V190ZL-2A
CP12V190ZL-3
0.43±0.05
0.48±0.05
68°±7°
52°±7°
60°±7°
60°±7°
≤209（1+5%）
≤204（1+5%）
≤209（1+5%）
0 号轻柴油
根据气候条件选用-10 号、-20 号或-35 号轻柴油
15W40CD（推荐）或 15W40CC
≤1.0
≤600
≤85
≤90
400～800
250～450
发火次序
1-8- 5-1 0-3 -7- 6-1 1-2 -9- 4-1 2
气门冷
进气门，mm
0.43±0.05
态间隙
排气门，mm
0.48±0.05
进气门开（上止点前） 配气 相位 进气门关（下止点后） （°CA） 排气门开（下止点前）
排气门关（上止点后）
68°±7° 52°±7° 60°±7° 60°±7°
活塞平均速度，m/s
10.5
8.4
压缩比
14：1
平均有效压力，MPa
0.99
1.01
1.1241±1
37±1
发火次序
1-8- 5-1 0-3 -7- 6-1 1-2 -9- 4-1 2
发动机配气相位、气门间隙调整及正时
气门间隙 减小；
气门间隙 增大；
检查:用厚薄规检查
*
20
万通汽修标准化课程体系（2010版）
5、顶置式气门间隙调整 带双摇臂
气门间隙调整螺钉在短摇臂端、推杆 一侧。
顺时针方向转动调整螺钉，摇臂绕摇 臂轴逆时针方向转动（凸轮、推杆静止 不动），气门间隙减小；
逆时针方向转动调整螺钉，摇臂绕摇 臂轴顺时针方向转动，气门间隙增大。
逐缸调整气门间隙。为了能准确调整气门间 隙，可用前面介绍的方法 利用分电器分火 头的指向，逐缸调整该缸的进排气门间隙。
只气门。
万通汽修标准化课程体系（2010版）
调整气门间隙.4
万通汽修标准化课程体系（2010版）
调整气门间隙.5
上止点观察孔
万通汽修标准化课程体系（2010版）
调整气门间隙.6
的持续时间。
10°~30 ° 40°~80 ° 40°~80 ° 10°~30 °
上止点 下止点
*
万通汽修标准化课程体系（2010版）
2、配气相位图
配气 相位
配气相位图： 用曲轴转角的环形图来表示的配
气相位。
对发动机工作的影响： 影响发动机的动力性、功率。
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。
万通汽修标准化课程体系2010版10发动机工作时气门及气门传动件受热膨胀如果冷态时无气门间隙或气门间隙过小则在热态时势必引起气门关闭不严造成在压缩和作功行程中漏气导致发动机功率下降排气门烧坏严重时甚至不能起动
汽车发动机构造与维修
配气相位，侧置式气门、顶置式 气门、凸轮直接带动单、双摇臂 式气门间隙的调整。
万通汽修标准化课程体系（2010版）
胜动12V190-700-16V190-1200系列大功率燃气发电机组
大型ECU 最完备、最适合低热 值气体的燃气机主控单元
低热值=输出功率不变 低热值=运行稳定可靠
发电机组技术特性
综合性价比最优
➢发电效率最高达40% ➢综合利用效率85%以上 ➢节约投资和占地 ➢运行、维护费用更节省
投资节约
占地更少
性价比
电量提升
维护费低
≈70% 设备投入 ≈60% 维护修理费用
≈100% 收入 ≈150% 收益
1200GFZ-PWT -TEM2
1200GFZ-PWZ -TEM2
发动机型号 发电机型号
W16V190ZLDK-2 T16V190ZLDK-2 1FC6 564-6LA42-Z
控制系统类型
TEM2-1400
额定功率，kW
1200
额定频率，Hz
50
额定转速，r/min
1000
额定功率因数，COSΦ
0.8（滞后）
4 性价比分析
2021/4/10
性价比分析
机型
机组投资 电站投资 运行费用 发电效率 综合效率 维护费用 回收投资 自动化水平 建设占地
1200kW
2500/kW 5500/kW 0.08元/kWh
40% 85% 中等 20000h 高 少
700kW
2500/kW 5800/kW 0.09元/kWh
发电机组技术特性
关键部件高配
➢控制硬件德国原装 ➢增压器ABB公司产品 ➢全数字点火系统 ➢冬斯调压系统
关键部件与国际高端产品 配置相当
发电机组技术特性
自动化无人值守
➢一键启动，自动并网 ➢自动负荷分配 ➢紧急、故障停机保护 ➢配置远程监控系统
现场 远程 全面管理
值守人员成本降至最低 远程监管，故障预警
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16V190发动机配气相位设计
摘要：
通过boost一维分析软件建立16V190一维分析模型，输入初选的进排气管路尺寸、输入主要阻力元器件的阻力特性曲线、输入初选的增压器性能参数、输入预估的放热规律，进行分析计算，通过调整不同的配气相位角度，看性能指标是否达到要求，看爆发压力、排气温度能否控制在可接受范围内，再查看热平衡数据和重要部位测点上的压力、温度、是否合理,从而实现配气相位的优化。
关键词：16V190；配气相位；boost
1、前言
配气机构是发动机的重要组成部分，直接关系到发动机运转的可靠性、振动和噪声，并影响发动机的动力性、经济性和排放等基本性能。
配气机构必须根据发动机工作循环及工作顺序的要求，按规律开启、关闭进、排气门，保证正确的配气相位。
合理的配气相位是提高功率、降低油耗和排放的一种有效方法，对改善发动机技术状况，节约能源，提高经济效益，都有十分重要的现实意义[1]。
本文主要对16V190燃气机在1000rpm转速下的配气相位进行优化设计。
其中主要用到了AVL BOOST 发动机工作循环模拟计算软件。
AVL BOOST 发动机工作循环模拟计算软件是分析发动机性能的重要的现代化工具，在开发新产品和改造老产品过程中，发挥着巨大的作用[2]。
2、模型建立
采用AVL BOOST发动机工作循环模拟计算软件，以16V190发动机为原型进行建模，在建模时主要考虑发动机进气系统、排气系统、燃烧模型、摩擦功、加载热传递等重要边界条件 [3]。
图1为16V190燃气发动机的BOOST计算模型。
图中，C1—C16为气缸， PL1、PL2为稳压腔，TC1、TC2为涡轮增压器，CO1是中冷器，CL1、CL2为空气滤清器，1—60为管道，J1—J15为管路接头，MP1—MP47为测点，SB1、SB2、SB3、SB4为系统边界。
图1 16V190燃气发动机的BOOST计算模型
3、数据输入
BOOST 整机分析模型包括进气系统、排气系统、气缸、中冷器、空气滤清器、涡轮增压器等。
在进行模拟计算前，必须应用试验数据对模型进行校准，需要校准下列参数：功率、空气质量流量、燃气流量、空燃比、缸内压力曲线，以及进排气管道的压力和温度等。
在12V190燃气机燃烧分析和试验验证的基础上对该模型进行数据输入。
通过12V190燃气机燃烧分析，确认了初始场的影响和敏感度，选择了合适的燃烧模型。
首先输入系统边界条件，包括发动机转速、燃料的混合方式、燃料的性质、管道网格划分、点火顺序、摩擦功的设定等。
然后输入各元件数据，在此模型中燃烧放热率计算选择维伯函数（Vibe Function）如图2所示，其中（1）为燃烧始点，（2）为燃烧持续期，（3）为放热形状因子，这三项表征了燃烧放热规律；传热计算采用Woschni1978公式，输入活塞、气缸及缸套的相关参数；输入初选的进排气管路尺寸，包括管路直径、管长及管道流量系数等；输入主要阻力元器件的阻力特性曲线（这些部位包括中冷器、空气滤、气道、节气门等）；输入初选的增压器性能参数，包括增压压比、流量、效率等；输入燃烧室的结构参数；输入配气机构参数，如图2所示，其中（4）为气道部分的参数，主要包括配气相位、气门升程、气道流量系数曲线等。
1 2
3
4
图2 参数输入
4、配气相位优化
配气相位优化主要是确认进气门早开角（IVO），进气门晚关角（IVC），排气门早开角（EVO），排气门晚关角（EVC）。
通过发动机配气相位的优化能提高发动机的经济性、动力性、排放等性能。
通过设定不同的进气包角、排气包角、气门重叠角进行了匹配计算，结果如表1所示。
表2为不同配气相位对应的进、排气相位角度。
表1及表2中1-15号配气相位是在排气门早开角、排气门晚关角及排气包角不变，通过改变进气门相位及气门重叠角来分析发动机性能参数的变化。
表1及表2中16-20号配气相位是在进气门早开角、进气门晚关角及进气包角不变，通过改变排气门相位及气门重叠角来分析发动机性能参数的变化。
4.1 进气相位优化
进气过程压力曲线对比如图3所示，对应的进气流量曲线为图4所示。
进气门早开角度主要取决于进气道压力与气缸内压力状态，进气门晚关角度取决于压差状态和流速。
进气晚关角对补充进气充量和进气效率的影响因素最明显，当增大进气晚关角时，也就增大了补充进气比和充气系数，有利于低速扭矩的增加，而过分增大进气晚关角则会引起空气倒流，降低充气效率。
由序号1、4、7、10、13所对应的发动机性能参数可知，进气门早开角不变，进气门晚关角由31°增加到71°，排气歧管的温度和燃气消耗率是递增的，而功率是递减的。
表1 配气相位匹配结果
表2 不同配气相位对应的进、排气相位角度
图3 进气过程压力曲线对比
图4 进气流量曲线
4.2 排气相位优化
排气过程压力曲线如图5所示，对应排气流量曲线如图6所示，排气门提前开启主要是为了减小排气平均有效压力，这是一个重要的控制参数。
排气提前角越大，排气门开启越早，自由排气损失就越大，但此时缸内压力在下止点前已降得足够低，所以强制排气损失减少。
反之，排气提前角减小，强制排气损失会增加，而自由排气损失则会减少。
一般转速越高，最佳排气提前角也应当越大。
排气门推迟关闭是为了避免因排气流动截面积过早减小而造成的排气阻力的增加；另一方面还可以利用排气管内气体流动的惯性从气缸内抽吸一部分废气，实现过后排气[1]。
由序号16、17、18、19、20所对应的发动机性能参数可知，排气门晚关角不变，排气门早开角由-2°增加到38°，排气歧管的温度和有效功率是递增的，而燃气消耗率是递减的。
1
2
3
1
3
2
图5 排气过程压力曲线
图6 排气流量曲线
4.3 气门重叠角优化
排气门晚关角与进气门早开角组成气门重叠角，气门重叠角的最主要作用是为了扫气和冷却。
对于燃气机，由于燃烧温度较高，需要更多的扫气和冷却，同时由于混合方式的限制，过多的扫气又使得燃气白白排掉而影响燃气消耗量，所以需要确定一个合理的气门重叠角来折中排气冷却和燃气浪费。
由序号1、2、3所对应的发动机性能参数可知，进、排气门包角不变，气门重叠角由35°增加到54°，排气歧管的温度和燃料留存比例有明显的递减。
燃气流出比例随气门重叠角变化关系如图7所示，排气歧管温度随气门重叠角变化关系如图8所示。
图7 燃气流出比例随气门重叠角变化关系
图8 排气歧管温度随气门重叠角变化关系
综合考虑16V190燃气机的经济性、动力性以及吸气能力等多方面性能，通过对比分析表1，当进气包角232deg，排气包角232deg，气门重叠角48deg时，气耗较低，排气歧管温度也较低。
建议配气相位采用进气包角232deg，排气包角232deg，气门重叠角48deg，即19号配气相位。
5、结论
经过仿真计算分析了16V190燃气机在1000rpm转速下的运行性能参数随进气早开角、进气晚关角、排气早开角、排气晚关角的变化情况，综合考虑16V190燃气机的经济性、动力性以及吸气能力等多方面性能，最终确定优化后的配气相位参数为：进气早开24°曲轴转角，进气晚关28°曲轴转角，排气早开28°曲轴转角，排气晚关24°曲轴转角。
优化后的配气相位使16V190燃气机的经济性、动力性以及吸气能力得到了一定的保证，为发动机的设计和参数优化提供了参考。
参考文献：
[1] 周龙保.内燃机学（第2版）.北京：机械工业出版社，2005.1
[2] 隆曙红，龚金科，刘孟祥.AVL BOOST 软件应用于HD6105ZLQ 柴油机的性能分析与研究.兰州：移动电源与车辆，2002
[3] 王永升.配气机构优化设计与仿真.天津：天津大学，2007。