配气相位认知及计算
解释配气相位
解释配气相位
配气相位是发动机活塞运动和气缸内气门开闭时间的关系。
在内燃机中，配气相位决定了气缸内气体进出的时机和持续时间，从而影响燃烧过程和发动机性能。
配气相位通常由曲轴上的凸轮来控制，凸轮通过凸轮轴与气门之间的机械连接，使气门能够按照一定的时间和规律开闭。
配气相位可以分为进气相位和排气相位。
进气相位指的是进气门打开到关闭的时间段，决定了气缸内气体的进入时间和进气量。
进气门在曲轴转动的过程中，通过凸轮的控制，在活塞下行时打开，使空气燃料混合物进入气缸。
排气相位指的是排气门打开到关闭的时间段，决定了气缸内废气的排出时间和排气量。
排气门在曲轴转动的过程中，通过凸轮的控制，在活塞上行时打开，使燃烧产生的废气排出气缸。
配气相位的调整可以改变气缸内气体的进出时间和持续时间，进而影响发动机的功率、扭矩和燃油经济性。
不同的发动机设计和运行要求，会采用不同的配气相位来实现最佳性能和效率。
总之，配气相位是通过控制进气门和排气门的开闭时间和规律来调整发动机气缸内气体进出的时机，从而影响发动机的运行性能。
配气相位认知及计算
• 排气门早开：利用做功余压使废气高速排出，总功率提高。
• 排气门晚关：由于废气压力高于外界大气压和排气气流惯性，使得 0 废气排得更净。
二、配气相位分析
2、实际的配气相位分析
• （2）气门叠开与气门叠开角 • 同一时间内进排气门同时开启，此现象称为气门叠开，对应的曲轴转角称为气门 叠开角。 • α——进气提前角 • β——进气延迟角 • γ——排气提前角 • δ——排气延迟角 • 气门叠开角：α+δ
配气门实际开启 或关闭的时刻和开启 持续时间，通常用曲 轴转角来表示，称为 配气相位。
二、配气相位分析
1、理论上的配气相位分析
• （1）气门的打开和关闭有个过程
• • • • • 气门打开：小→大 气门关闭：大→小 进气量：小→大 进气门：小→大→小 排气量：小→大 排气门：小→大→小
• （2）气体惯性的影响
• （3）发动机速度的要求 实际曲轴转速很高，活塞每一行程时间很短 • 可见，理论上的配气相位不能满足发动机进气充分、排气干净的要求。
二、配气相位分析
2、实际的配气相位分析
• （1）气门早开晚闭的可能性
• 进气门早开：使进气一开始就有较大的通道面积， 可以增加进气量。
• 进气门晚关：由于进气吸力和进气流惯性的存在，可以增加进气量。
三、配气相位计算
CA1092的配气相位
• 进气相位=180°+α+β=180°+15°+45°=240° • 排气相位=180°+γ+δ=180°+45°+15°=240°
• 气门叠开角=α+δ=15°+15°=30°
奥迪100的配气相位
• 进气相位=180°+α+β=180°+3°+41°=224° • 排气相位=180°+γ+δ=180°+33°+5°=218° • 气门叠开角=α+δ=3°+5°=8°
进气系统可变配气相位认识
1、控制进气道空气流通截面积大小的动力阀安装在进气管上，动 力阀的开闭由真空控制阀控制动作，ECU根据各传感器信号通过真 空电磁阀（VSV）控制真空罐和真空控制阀的真空通道； 2、真空电磁阀有两种类型：常态常开型和常态常闭型。
二、可变进气系统
2、进气谐振控制系统（可变进气道）
通过分阶段改变进气歧管的长度，使发动机在整个转速范围内都 能提高扭矩输出；在低转速范围内，对进气空气控制阀进行优化控制 以实现进气歧管长度分阶段改变。
新世嘉
一、可变气门正时技术
4、DVVT
有一些设计，双可变气门正时系统它能同时改变 进气凸轮轴和排气凸轮轴的相位角，从而获得与转速 更匹配的气门叠加角，因此达到更高的配气效率。
DVVT通用 用的比较多
一、可变气门正时技术
5、可变气门升程（工作过程，详见备注）
（1）低速时，采用短升程，能产生更大的进气负压及更多的涡流，让 空气和燃油充分混合，因而提高低转速时的扭力输出； （2）高转速时，采用长升程来提高进气效率，让发动机的呼吸更顺畅。
2、可变进气系统分为动力阀控制系统和进气谐振系统；
3、动力控制系统是控制发动机进气道的空气流通截面的大小，以适 应发动机不同转速和负荷时的进气量需求，从而改善发动机的动力性； 4、进气谐振控制系统通过分阶段改变进气歧管的长度，使发动机在 整个转速范围内都能提高扭矩输出；在低转速范围内，对进气空气控 制阀进行优化控制以实现进气歧管长度分阶段改变。
电控发动机原理与维修
——冷却系统
——进气系统可变配气相位认识
前言
可变配气相位技术根据不同转速和负荷的情况 改变进气的时刻或进气方式，使燃烧效率达到最好 从而改善动力、降低油耗、减小污染。
可变配气相位的认识
配气相位
配气相位——以活塞在上、下止点为基准的扫／进气、排气机构的开闭时间称为配气相位，用曲轴的转角来表示，单位是度(。
)。
即发动机工作时，进、排气门从实际开启到关闭相对于曲拐所转过的角度称为配气相位(角)，通常用曲轴转角的环形图来表示，这种图形就称为配气相位图。
四冲程发动机的进气相位(进气持续角)和排气相位(排气持续角)如图1所示。
为了简化起见，常见的是把进、排气相位画在一个图形中，如图2所示。
这种四冲程发动机的配气相位图，表示四冲程发动机一个工作循环曲轴旋转720°过程中，进、排气门开启与关闭的(时间)情况。
在讲述发动机的工作原理时，从理论上说，随着曲轴的旋转，活塞位于作功冲程结束(排气冲开始)的下止点时，排气门开始开启，当活塞位于排气冲程结束(进气冲程开始)的上止点时，排气门即关闭，同时，进气门开始开启，当活塞位于进气冲程结束(压缩冲程开始)的下止点时，进气门即关闭。
曲轴再旋转一转，完成压缩与作功冲程时，进、排气门都关闭着。
进气和排气的时间各占180°曲轴转角。
然而，实际上，由于发动机工作时曲轴的转速很高，活塞在每一冲程所经历的时间很短，一台最大功率时转速为8000r／min的发动机，活塞一个冲程所经历的时间仅为60／8000÷2=0.00375s，转速再高的发动机，其活塞一个冲程所经历的时间则更短。
进气门和排气门这样短的开启时间，会使发动机(汽缸)充气不足、排气不净，导致发动机的功率得不到应有的发挥。
因此，现代发动机都采取延长进、排气门开启时间的方法，即进气门的开启和关闭时刻并不恰好是在活塞位于进气冲程上止点和下止点的时刻；排气门的开启和关闭也不恰好是在活塞位于排气冲程下止点和上止点的时刻，而是分别提前和延迟一定的曲轴转角，以改善进、排气状况，从而提高发动机的动力性。
由图1和图2可知：在排气冲程还没有完成，活塞还没有到达排气冲程上止点的时候，即曲轴的曲拐转到离上止点位置还差一个角度a时，进气门就开始开启；曲拐转过上止点，再转到活塞到达下止点，完成整个进气冲程，进气门还没有关闭；直到活塞越过下止点重新上行，即曲轴的曲拐转到超过下止点位置以后一个角度β时，进气门才关闭。
配气相位
ch3 配气机构
（三）类型： 类型： 1、按气门的布置： 气门顶置式；气门侧置式 2、按凸轮轴的布置位置： 下置式；中置式；上置式 3、按曲轴与凸轮轴的传动方式： 齿轮传动；链条传动；齿带传动 4、按每气缸气门数目： 二气门式；四气门式等
在进排气门分别通过两根凸轮轴单独驱动时在进排气门分别通过两根凸轮轴单独驱动时可以通过一套特殊的机构将进气凸轮轴按要可以通过一套特殊的机构将进气凸轮轴按要求转过一定的角度从而达到改变进气相位的求转过一定的角度从而达到改变进气相位的目的
《汽车发动机构造与维修》
ch3 配气机构
配气相位
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由上可见，进气门开启持续时间内 的曲轴转角，即进气持续角为： α+180°+β。
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《汽车发动机构造与维修》
ch3 配气机构
（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°。 (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。
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汽车智能技术专业《配气相位4》
任务配气相位认知与检查1 配气相位配气相位为用曲轴转角表示的发动机进、排气门实际关闭时刻和开启持续时间。
通常用相对于上、下止点曲轴位置的曲轴转角的环形图来表示，此图即为配气相位图，如图5-27所示。
理论上，四冲程发动机的进气门应在曲轴处于上止点位置时开启，到下止点位置时关闭，排气门应在曲轴处于下止点位置时开启，到上止点位置时关闭。
但由于现代发动机转速很高，一个行程经历的时间很短〔如上海桑塔纳的四冲程的发动机，在最大功率时的发动机转速达5600r/min，那么一个行程的时间只有〕。
这样短时间的进气和排气过程将使发动机充气缺乏或者排气不彻底，使发动机功率下降。
为保证发动机气缸的进气充分和排气彻底，要求气门有尽可能大的通过能力，故气门的实际开启时间、关闭时间不是恰好在曲轴位于上、下止点，而是适当的提前或延迟。
图5-27 配气相位图2 进气门与排气门的配气相位发动机实际工作过程中，在活塞上行到排气行程上止点之前，进气门便开始开启，从进气门开始开启到活塞移动到排气行程上止点所对应的曲轴转角，称为进气提前角。
进气门提前开启的目的是保证进气行程开始时气门开度能足够大，减小进气阻力，新鲜混合气能够顺利充分的进入气缸。
发动机在实际工作时，活塞在进气行程下止点过后又上行一段，进气门才关闭。
从活塞位于进气行程下止点到进气门完全关闭所对应的曲轴转角，称为进气迟后角。
进气门延迟关闭的目的是，当活塞到达气缸上止点时，能利用气流的惯性和压力差继续进气，使进气充分。
发动机在实际工作时，活塞到达做功行程下止点之前，排气门便开始开启。
从排气门开始开启到活塞移动到做功行程下止点所对应的曲轴转角，称为排气提前角。
当做功行程活塞接近下止点时，排气门提前开启，利用气缸内的较高气压使大局部废气迅速排出，减少排气阻力，降低排气过程中的功率消耗。
高温废气的迅速排出，还可以防止发动机过热。
发动机运转时，活塞在排气行程上止点过后又下行一段，排气门才关闭。
配气相位的变化规律
配气相位的变化规律汽车配气相位（时序）是指燃油进入燃烧室前后，燃烧室中达到最理想燃烧状态的汽车发动机工作过程中所处的位置，它被称为汽车发动机的基础运作工作原理，是发动机动力性能和燃油经济性能的关键技术。
从机械原理上来说，正确的汽车配气相位的变化规律可以实现发动机的最优性能，确保发动机的正常工作和燃油经济性。
在机械角度来看，搭配排气门和进气门，汽车配气相位即标识出四冲程发动机运行过程中各气门斡旋一定角度后在气缸压缩时间碰撞的位置。
从元件来看，发动机配气相位是指汽车发动机的火花塞、点火箱和电控系统中的行程传感器，这些元件构成了有限的发动机控制反馈系统，由此控制发动机的配气相位的变化。
由此可见，发动机的配气相位变化的规律是非常重要的，若不正常，不仅会影响发动机的性能，还会导致降低发动机的耐久性能、加速表现，降低油耗，甚至会出现发动机抖动和排气现象。
正常的发动机配气相位可以确保发动机完成有效的内燃燃烧，从而达到充分的发动机性能和燃油经济性。
首先，发动机的配气相位的变化受到工作转速的影响，由此可知，燃油和空气的最佳搭配角度會隨著转速的變化而改變。
另外，配气相位受到增压气缸压力条件的限制，在低转速能够充分吸气的基础上，一定的限压和转速是必要的，进而决定了配气相位会呈现出上升趋势。
第二，除了工作转速外，汽车发动机的配气相位变化规律还要受到气缸压力的影响。
通常情况下，高压力时，也就是正常工作的发动机工作时，搭配的排气门和进气门在气缸内时间碰撞的位置会逐渐往后移动，而随着增压气缸压力的降低，排气和进气门运行时时间碰撞的位置也会随之降低，从而导致汽气对最佳搭配燃烧时间的错误。
配气相位
(5)气门重叠角 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。
2)废气倒排回进气管和新鲜气体随废气排出的问题? 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。
3. 配气相位角
α—进气提前角:减少节流损失 β—进气滞后角:气流惯性，压力差 α＋β＋180°—进气持续角 γ—排气提前角:压力差 δ—排气滞后角:气流惯性，压力差 γ＋δ＋180°—排气持续角 α+δ—气门重叠角
进气门的配气相位 （1）进气提前角α
1)定义 在排气冲程接近终了，活塞到达上止点之前，进 气门便开始开启。从进气门开启到上止点所对应的 曲轴转角称为进气提前角。 进气提前角用α表示，α一般为1-40°。
2)目的
提前打开--当活塞越过上止点时，进气门开度已较 大,可增加进气量。
（2）进气迟后角β
1) 定义：
在进气冲程下止点过后，活塞又上行一段，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
进气迟后角用β表示，β一般为40°~70°。
2) 目的：
迟后关闭---利用气体惯性力和气缸内外压力差，多进气。 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。由上可见，进气门开启持续时间内的曲轴转角， 即进气持续角为： α+180°+β Page 7
（4）排气迟后角δ
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• 排气门早开：利用做功余压使废气高速排出，总功率提高。
• 排气门晚关：由于废气压力高于外界大气压和排气气流惯性，使得 0 废气排得更净。
二、配气相位分析
2、实际的配气相位分析
• （2）气门叠开与气门叠开角 • 同一时间内进排气门同时开启，此现象称为气门叠开，对应的曲轴转角称为气门 叠开角。 • α——进气提前角 • β——进气延迟角 • γ——排气提前角 • δ——排气延迟角 • 气门叠开角：α+δ
三、配气相位计算
CA1092的配气相位
• 进气相位=180°+α+β=180°+15°+45°=240° • 排气相位=180°+γ+δ=180°+45°+15°=240°
• 气门叠开角=α+δ=15°+15°=30°
奥迪100的配气相位
• 进气相位=180°+α+β=180°+3°+41°=224° • 排气相位=180°+γ+δ=180°+33°+5°=218° • 气门叠开角=α+δ=3°+5°=8°
配气相位
一、配气相位的定义
配气相位就是发动机 进、排气门实际开启 或关闭的时刻和开启 持续时间，通常用曲 轴转角来表示，称为 配气相位。
二、配气相位分析
1、理论上的配气相位分析
• （1）气门的打开和关闭有个过程
• • • • • 气门打开：小→大 气门关闭：大→小 进气量：小→大 进气门：小→大→小 排气量：小→大 排气门：小→大→小
• （2）气体惯性的影响
• （3）发动机速度的要求 实际曲轴转速很高，活塞每一行程时间很短 • 可见，理论上的配气相位不能满足发动机进气充分、排气干净的要求。
二、性
• 进气门早开：使进气一开始就有较大的通道面积， 可以增加进气量。
• 进气门晚关：由于进气吸力和进气流惯性的存在，可以增加进气量。