配气相位

气门排列及其驱动装置
2.四气门的排列及驱动
某些大排量、高转速、高功 率的发动机，由于气门尺寸 的限制，每缸两个气门不能 满足换气的需要，而采用三 气门(两进一排)或四气门(两 进两排) 。
必须有使两同名气门同步开 闭的驱动装置。每缸采用四 个气门时，其气门排列的方 案有二种：同名双列、同名 同列
气门排列及其驱动装置
2.四气门的排列及驱动
1) 同名气门排成两列
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)同名气门排成一列
进排气门分别位于曲轴中 心线的两侧，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。
同名双列
同名同列
气门排列及其驱动装置
2.进气迟后角
(1)定义：在进气冲程下止点过后，活塞重又上行一
段，进气门才关闭。从下止点到进气门关闭所对 应的曲轴转角称为进气迟后角(或晚关角)。进气 迟后角用β表示，β一般为40°~80°。
三、排气门的配气相位
1.排气提前角
(1)定义：在作功行程的 后期，活塞到达下止 点前，排气门便开始 开启。从排气门开始 开启到下止点所对应 的曲轴转角称为排气 提前角(或早开角)。 排气提前角用γ表示， γ一般为40°~80°。
3.五气门的排列及驱动 三个进气门，两个排气门
按气门数分类 两气门 四气门 五气门
配气机构分类
五气门（3进2排）
第二节 配气相位和气门间隙
一、配气定时原理
定义：用曲轴转角表示的进、 排气门开闭时刻和开启持续 时间。即进、排气门的开闭 时刻与活塞行程的关系。
提问
四冲程汽油机的工作过程？
四冲程汽油机的工作原理
配气机构
复习回顾：
1、配气机构主要有哪两部分组成？ 2、气门布置形式有哪两种？各有何特点 3、凸轮轴布置形式有几种？ 4、凸轮轴传动方式有几种？
一、配气机构组成与功用
组成
气门
气门组
弹簧
气门传动组 气门
导管
气门与 气门座
返回
摇臂 推杆
挺 柱 凸轮轴
1. 气门布置形式
气门顶置式
气门倒装在气缸 盖上
凸轮轴下置、 中置式配气 机构
凸轮轴上置 式配气机构
凸轮轴上置 式配气机构
皮带传动
链传动
链传动
张紧器
新授 气门排列及其驱动装置
1.两气门的排列及驱动
为了改善换气，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 柴油机：置于机体两侧，防止进气预热，提高充气效率
气门行程大 燃烧室紧凑 提高压缩比、改
善动力性
气门侧置式
气门装在气缸体 一侧
燃烧室不紧凑、 进气阻力大
已经淘汰
2. 凸轮轴布置形式
凸轮轴下置
凸轮轴布置在 曲轴箱内
凸轮轴中置
凸轮轴布置在 气缸体上部
凸轮轴上置
凸轮轴布置在 气缸盖上
3. 凸轮轴传动方式
张紧器
张紧轮
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 5600r/min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，
这时，进、排气门 均关闭。活塞在曲轴的 带动下由下止点移至上 止点。随着活塞移动， 气缸容积不断减小，气 缸内的混合气被压缩， 其压力和温度同时升高。
活 塞
排气门 关闭
四冲程汽油机的工作原理
3.作功行程
进气门关
进气门、排气门保持关 闭
闭，安装在气缸盖上的火花
塞产生电火花，将气缸内的
可燃混合气点燃，火焰迅速
称废气)在其自身剩余压力
和在活塞的推动下，经排气
门排出气缸之外。当活塞到
达上止点时，排气行程结束，
活
排气门关闭。
塞
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。
齿轮传动
凸轮轴下置 和中置大多 采用
链轮传动
一般用于凸 轮轴中置
齿形带传动
一般用于凸 轮轴上置高 速发动机
传动方式 齿轮传动
链条传动
齿形带传 动
图例
传动路线
应用
曲轴正时齿轮 （钢）→凸轮轴 正时齿轮（铸铁 或胶木）
曲轴链轮→链条 →凸轮轴正时链 轮(张紧器)
曲轴正时带轮→ 齿形带→凸轮轴 正时带轮（张紧 轮）
(2)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。
实际配气相位演示
10°~30 ° 40°~80 ° 40°~80 ° 10°~30 ° 上止点
下止点
二、进气门的配气相位 1.进气提前角 (1)定义：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(或早开角)。进气提前角用α表示，α一般为10°~30°。 (2)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。
传遍整个燃烧室，同时放出
大量的热能。燃烧气体的体
积急剧膨胀，压力和温度迅
速升高。在气体压力的作用
活
下杆推动曲轴旋
转作功。
排气门 关闭
四冲程汽油机的工作原理
4.排气行程
进气门关 闭
排气门 开启
排气门开启，进气门仍
然关闭，活塞在曲轴的带动
下由下止点移至上止点，此
时膨胀过后的燃烧气体(或
1.进气行程
进气门开 启
此时排气门关闭，进气 门开启。活塞在曲轴的带动 下由上止点移至下止点。在 活塞移动过程中，气缸容积 逐渐增大，气缸内形成一定 的真空度。空气和汽油的混 合物通过进气门被吸入气缸， 并在气缸内进一步混合形成 可燃混合气。
排气门关 闭
活 塞
四冲程汽油机的工作原理
2.压缩行程
进气门 关闭