配气相位--公开课教案

濮阳市职业中等专业学校

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课程：汽车发动机构造与维修—配气相位

教师: 张理相时间：2012年12月2日

一、复习提问：

1.四缸发动机完成一个工作循环一般需要进行几个冲程，每

个冲程曲轴转过多少角度？（四个冲程，180°）

2.发动机配气机构的功用是什么？

二、导入新课：

为了提高高速发动机的换气效率，我们需要增加气门打开的时间，那么气门实际开启时间该如何表示？

三、新课讲授

配气相位

进、排气门实际开启和关闭的时刻以曲轴转角表示即为配气定时，也称配气相位。用环形图表示配气相位称为配气相位图。

（1）理论上的配气相位分析

1、理论上讲，四冲程发动机配气相位与活塞行程的开始和结束相对应，进气门应在上止点时开启、下止点时关闭，排气门应在下止点时开启、在上止点时关闭。进、排气行程各对应180°曲轴转角。

2、发动机转速的要求：实际发动机曲轴转速很高，活塞每一行程历时都很短，（例如：桑塔纳四冲程发动机，最大功率转速5600r/min,一个行程的时间只有0.0054s)这么短的进气或排气时间，将会导致发动机进气不足，排气不净。

（2）实际的配气相位分析

1、为了使进气充足，排气干净，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，此时进气流具有较大的惯性，加之活塞上行速度较慢，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）在作功行程将要结束时，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，虽然造成能量的损失，功率的损失，但是因气压低，损失不大；然而排气门早开

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，加上排气气流的惯性，排气门晚关可使废气排得更加干净一些。

（3）进气门的配气相位

1.进气提前角α

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

2.进气延迟角β

在进气行程下止点过后,活塞重新上行一段，进气门才关闭.从下止点开始到进气门关闭所对应的曲轴转角称为进气延迟角。一般β=40°～80°

3.进气行程延续时间相当于曲轴转角180°+α+β

(4)进气门配气相位的目的

A: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。B：进气门晚关：

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，气缸内的气体压力仍低于大气压，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。

这样就保证了进气的充足。

(5)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,排气门便开启.从排气门开启开始到下止点所对应的曲轴转角称为排气提前角。一般γ=40°～80°

2.排气延迟角δ

在活塞越过上止点后,排气门才关闭.从上止点到排气门关闭所对应的曲轴转角称为排气延迟角。一般δ=10°～30°3. 排气行程延续时间相当曲轴转角180°+γ+δ

(6)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。

2.排气门晚关：

①利用缸内外压力差继续排气：活塞到达上止点时，气缸内的压力仍高于大气压，利用缸内外压力差可继续排气。

②利用惯性继续排气：活塞到达上止点时，废气气流有一定的惯性，利用惯性可继续排气。所以排气门适当晚关可使废气排得更加干净。

（7）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.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①由于叠开时气门的开度较小，②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。

(8)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不足。

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。但该角度过大，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。

3、排气提前角：

过大，会将仍有做功能力的高温高压气体排出汽缸，造成发动机功率下降，油耗增大。由于排气压力过高还会造成排气管产生放炮现象。

但排气提前角过小，不但因排气阻力而增加发动机的功耗，还可能造成发动机过热。