发动机配气相位-优质课课件
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发动机构造与维修-13-配气机构配气相位
吸热，防止发动机过热，同时利用缸内压力自行排气降低功耗。
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
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
配气机构 机械发动机构造课教学(教育课件)
（1）应在气门完全 关闭下调整。
（2）应注意气门的 “早开晚关”。
技术课件
17
例：4125A型柴油机工
作顺序为1-3-4-2，气门 排列顺序“排、进、进、 排、排、进、进、排”， 叙述气门间隙二次调整：
解：该柴油机工作顺序及 气门排列顺序见右图。
经0°曲轴转角刻度线判断： 第一次调1.2.3.5号气门， 360°曲轴转角刻度线判断： 第二次调4.6.7.8号气门。
（2）排气延迟角δ可使发动机利 用废气的气流惯性自由排气，并 利用新气驱赶废气。
技术课件
23
例:462Q型汽油机转速5500rpm，气门开启时 间0.0094s，故:α=51°β=79°γ=83°δ=47°
三、配气相位及配气相位图
1、定义
❖将气门的开闭时刻及 开启时间用曲轴转角表 示的一种方法称配气相 位，表示在环形图上称 为配气相位图。
3）凸轮轴安装在缸盖顶部摇臂室内。
技术课件
9
3、按气门个数分
1）每缸两气门
32））每每缸缸五四气气门门
技术课件
10
每缸四气门的排列方案：
a）同名气门排成两列 （一根凸轮轴驱动，但 每缸进气门充气系数及 排气门热负荷不同）
b）同名气门排在同一列
（每缸进气门充气系数及
排气门热负荷相同,但需
两根凸轮轴驱动）
技术课件
24
2、配气相位图的做法
技术课件
25
四、气门重迭角(α+δ) 1、定义
❖将进气门早开、排气门晚关所对应的两个气门 同时开启时的曲轴转角称气门重迭角。
2、作用
❖只要该角选取得当，不会 出现新气和废气的乱窜和倒 流，还可实现“扫气”。
技术课件
（2）应注意气门的 “早开晚关”。
技术课件
17
例：4125A型柴油机工
作顺序为1-3-4-2，气门 排列顺序“排、进、进、 排、排、进、进、排”， 叙述气门间隙二次调整：
解：该柴油机工作顺序及 气门排列顺序见右图。
经0°曲轴转角刻度线判断： 第一次调1.2.3.5号气门， 360°曲轴转角刻度线判断： 第二次调4.6.7.8号气门。
（2）排气延迟角δ可使发动机利 用废气的气流惯性自由排气，并 利用新气驱赶废气。
技术课件
23
例:462Q型汽油机转速5500rpm，气门开启时 间0.0094s，故:α=51°β=79°γ=83°δ=47°
三、配气相位及配气相位图
1、定义
❖将气门的开闭时刻及 开启时间用曲轴转角表 示的一种方法称配气相 位，表示在环形图上称 为配气相位图。
3）凸轮轴安装在缸盖顶部摇臂室内。
技术课件
9
3、按气门个数分
1）每缸两气门
32））每每缸缸五四气气门门
技术课件
10
每缸四气门的排列方案：
a）同名气门排成两列 （一根凸轮轴驱动，但 每缸进气门充气系数及 排气门热负荷不同）
b）同名气门排在同一列
（每缸进气门充气系数及
排气门热负荷相同,但需
两根凸轮轴驱动）
技术课件
24
2、配气相位图的做法
技术课件
25
四、气门重迭角(α+δ) 1、定义
❖将进气门早开、排气门晚关所对应的两个气门 同时开启时的曲轴转角称气门重迭角。
2、作用
❖只要该角选取得当，不会 出现新气和废气的乱窜和倒 流，还可实现“扫气”。
技术课件
配气机构pptPPT课件
进气门570K~670K（铬钢
性能： 或铬镍钢）
排气门1050K~1200K（硅 强 度 和 刚 度铬大钢、）耐 热 、 耐 腐 蚀 、 耐 磨
第20页/共57页
气门头部的结构形式
平顶式
结构简单，制造方便，吸热面积小，质量也较小，进、 排气门都可采用。
适用于排气门，因为其强度高，排气阻力小，废气的清
优点：
简化曲轴与凸轮 轴之间才传动装 置，有利于发动 机的布置。
第6页/共57页
2、凸轮轴中置式
调整螺钉
摇臂
传动方式：凸轮轴经
过挺柱直接驱动摇臂，
省去了推杆。
挺柱
应用：适用于发动机
转速较高时，可以减
少气门传动机构的往
复运动质量。
凸轮轴
第7页/共57页
活塞
3、凸轮轴上置式
特点： 凸轮轴与气门距离近， 不需要推杆、挺柱，使往复 运动的惯量减少。
η / v=M M0
M ——进气过程中，实际进入气缸的新气的质量； Mo——在理想状态下，充满气缸工作容积的新气质
量。
第2页/共57页
§3.2 配气机构的布置和工作情 况
一、气门的布置型式
1、气门顶置式 组成：
第3页/共57页
工作过程
特点： A、气门行程 大，结构较复 杂，燃烧室紧 凑。 B、曲轴与凸 轮轴传动比为 2:1。
凸轮性能：
表面有良好的耐磨性，足够的刚度。
第37页/共57页
凸轮的轮廓
凸轮轮廓与气门的运动规律
气门开启点
气门升程最大时刻
出现气门 间隙阶段
消除气门 间隙阶段
第38页/共57页
气门关闭点
同名凸轮的相对角位置
同一气缸的进、排气凸轮的相对角位置是与相应的配 气相位相对应的。
性能： 或铬镍钢）
排气门1050K~1200K（硅 强 度 和 刚 度铬大钢、）耐 热 、 耐 腐 蚀 、 耐 磨
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气门头部的结构形式
平顶式
结构简单，制造方便，吸热面积小，质量也较小，进、 排气门都可采用。
适用于排气门，因为其强度高，排气阻力小，废气的清
优点：
简化曲轴与凸轮 轴之间才传动装 置，有利于发动 机的布置。
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2、凸轮轴中置式
调整螺钉
摇臂
传动方式：凸轮轴经
过挺柱直接驱动摇臂，
省去了推杆。
挺柱
应用：适用于发动机
转速较高时，可以减
少气门传动机构的往
复运动质量。
凸轮轴
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活塞
3、凸轮轴上置式
特点： 凸轮轴与气门距离近， 不需要推杆、挺柱，使往复 运动的惯量减少。
η / v=M M0
M ——进气过程中，实际进入气缸的新气的质量； Mo——在理想状态下，充满气缸工作容积的新气质
量。
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§3.2 配气机构的布置和工作情 况
一、气门的布置型式
1、气门顶置式 组成：
第3页/共57页
工作过程
特点： A、气门行程 大，结构较复 杂，燃烧室紧 凑。 B、曲轴与凸 轮轴传动比为 2:1。
凸轮性能：
表面有良好的耐磨性，足够的刚度。
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凸轮的轮廓
凸轮轮廓与气门的运动规律
气门开启点
气门升程最大时刻
出现气门 间隙阶段
消除气门 间隙阶段
第38页/共57页
气门关闭点
同名凸轮的相对角位置
同一气缸的进、排气凸轮的相对角位置是与相应的配 气相位相对应的。
发动机配气相位-优质课课件
(2)目的： ①利用气缸内的废气压力提前自由排
气。
②减少排气消耗的功率。 ③高温废气的早排，还可以防止发动 机过热。
2.排气迟后角 (1)定义：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 迟后角(或滞后角)。排气迟后角用δ表示，δ一般为 10°~30°。
(2)目的： ①利用缸内外压力差继 续排气 ②利用惯性继续排气
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？
活塞运动 曲轴转角
0-180° 180-360° 360-540° 540-720°
进气冲程 压缩冲程 做功冲程 排气冲程
从上止点到下止点 ↓ 从下止点到上我们的疑问
活塞运动曲轴转角进气冲程从上止点到下止点0180压缩冲程从下止点到上止点180360做功冲程从上止点到下止点360540排气冲程从下止点到上止点540720形体分析方法是贯穿于一切工程图绘制阅读及尺寸标注全过程的基本思维方法目的就是为了便于准确地理解组合体的形状及结构
配
气
相
位
授课老师：3
复 习 提 问
任务二
请同学们画出排气门的配气相位，并写出排气持续角 的公式。
上止点
γ
排气门关
由此可见，排气 门开启持续时间 内的曲轴转角， 即排气持续角为 γ+180°+δ。
排气
δ
下止点
排气门开
配气相位图
（三）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。
配气相位的定义
气门间隙调整和可变配气相位PPT课件
传统的配气相位机构上增加 了一根偏心轴，一个步进电机和中间 推杆等部件，该系统借由步进电机的 旋转，再在一系列机械传动后很巧妙 的改变了进气门升程的大小
当凸轮轴运转时，凸轮会驱动 中间推杆和摇臂来完成气门的开启和 关闭。当电机工作时，蜗轮蜗杆机构 会首先驱动偏心轴发生旋转，然后中 间推杆和摇臂会产生联动，偏心轴旋 转的角度不同，最终凸轮轴通过中间 推杆和摇臂顶动气门产生的升程也会 不同。
触面（或凸轮）之间的间隙。
第1页/共58页
2、气门间隙的作用
• 给气门杆受热留有膨胀伸长的余地，保证气门的密封。
第2页/共58页
3、气门间隙的大小
• 由厂家根据试验确定，进气门间隙一般为 0.25~0.3mm；排气门间隙一般为0.3~0.35mm。
• 气门间隙过小→气门关闭不严而漏气→发动机功率下降， 烧坏气门。
提前腔
VTC作动器
叶片
VTC机油控制电磁阀
发动机负荷
②
发动机转速
第32页/共58页
ECU
Vvt-i(提前⇔延迟)
延迟腔
VTC作动器
叶片
VTC机油控制电磁阀
发动机负荷
③
发动机转速
第33页/共58页
发动机停止时
壳体 叶片
第34页/共58页
发动机工作时
第35页/共58页
油压力
二、BMW的Valvetronic系统工作原理
第12页/共58页
6缸发动机的两次调整法（1-5-3-6-2-4）
第13页/共58页
4、找第1缸压缩上止点的方法
• （1）观察第1缸进、排气门的动作，对正缸1缸 上止点记号。
• （2）在第1缸火花塞孔中或喷油器孔中塞棉球 或用手指堵住火花塞孔或喷油器孔，对正1缸上 止点记号。
当凸轮轴运转时，凸轮会驱动 中间推杆和摇臂来完成气门的开启和 关闭。当电机工作时，蜗轮蜗杆机构 会首先驱动偏心轴发生旋转，然后中 间推杆和摇臂会产生联动，偏心轴旋 转的角度不同，最终凸轮轴通过中间 推杆和摇臂顶动气门产生的升程也会 不同。
触面（或凸轮）之间的间隙。
第1页/共58页
2、气门间隙的作用
• 给气门杆受热留有膨胀伸长的余地，保证气门的密封。
第2页/共58页
3、气门间隙的大小
• 由厂家根据试验确定，进气门间隙一般为 0.25~0.3mm；排气门间隙一般为0.3~0.35mm。
• 气门间隙过小→气门关闭不严而漏气→发动机功率下降， 烧坏气门。
提前腔
VTC作动器
叶片
VTC机油控制电磁阀
发动机负荷
②
发动机转速
第32页/共58页
ECU
Vvt-i(提前⇔延迟)
延迟腔
VTC作动器
叶片
VTC机油控制电磁阀
发动机负荷
③
发动机转速
第33页/共58页
发动机停止时
壳体 叶片
第34页/共58页
发动机工作时
第35页/共58页
油压力
二、BMW的Valvetronic系统工作原理
第12页/共58页
6缸发动机的两次调整法（1-5-3-6-2-4）
第13页/共58页
4、找第1缸压缩上止点的方法
• （1）观察第1缸进、排气门的动作，对正缸1缸 上止点记号。
• （2）在第1缸火花塞孔中或喷油器孔中塞棉球 或用手指堵住火花塞孔或喷油器孔，对正1缸上 止点记号。
配气机构.ppt.ppt
广州工程技术职业学院
二、凸轮轴的布置型式
1、凸轮轴下置
缺点： 凸轮轴与气门相 距较远，动力传递 路线较长，环节多， 因此不适用于高速 发动机。 优点： 简化曲轴与凸轮 轴之间才传动装置， 有利于发动机的布 置。
广州工程技术职业学院
2、凸轮轴中置式 调整螺钉 摇臂
传动方式：凸轮轴经
过挺柱直接驱动摇臂，
应用
凸轮轴下置、 中置式配气 机构
凸轮轴上置 链条传动 曲轴→链条→凸轮轴正时齿轮 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
广州工程技术职业学院
四、气门间隙
1、概念：
气门间隙：为保证气门关闭严密，通常发动机在冷态
装配时，在气门杆尾端与气门驱动零件（摇臂、挺柱
或凸轮）之间留有适当的间隙。
二、气门驱动组
1、组成 2、功用：定时驱动气门开闭，并保证气门有足够的开度和适当
的气门间隙。
广州工程技术职业学院
凸轮轴
作用： 驱动和控制各缸气门的开启和关闭，使其符合发动机的
工作顺序、配气相位和气门开度的变化规律等要求。 工作条件：
承受气门间歇性开启的冲击载荷。 材料：
优质钢、合金铸铁、球墨铸铁 结构：
同名凸轮的相对角位置
同一气缸的进、排气凸轮的相对角位置是与相应的配 气相位相对应的。
如何通过同名 凸轮的相对角位置 判定发动机的工作 顺序？
点火顺序： 1—2—4—3 四缸发动机凸轮投影广州工程技术职业学院
作用：
为了防止凸轮轴在工作中产生轴向窜动和承受斜齿轮产生 的轴向力。
气缸体
凸轮轴颈
窜动量
止推板
• 气门落座时有自动定位作用； • 避免气流拐弯过大而降低流速； • 气门落座时能挤掉接触面的沉积物，
二、凸轮轴的布置型式
1、凸轮轴下置
缺点： 凸轮轴与气门相 距较远，动力传递 路线较长，环节多， 因此不适用于高速 发动机。 优点： 简化曲轴与凸轮 轴之间才传动装置， 有利于发动机的布 置。
广州工程技术职业学院
2、凸轮轴中置式 调整螺钉 摇臂
传动方式：凸轮轴经
过挺柱直接驱动摇臂，
应用
凸轮轴下置、 中置式配气 机构
凸轮轴上置 链条传动 曲轴→链条→凸轮轴正时齿轮 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
广州工程技术职业学院
四、气门间隙
1、概念：
气门间隙：为保证气门关闭严密，通常发动机在冷态
装配时，在气门杆尾端与气门驱动零件（摇臂、挺柱
或凸轮）之间留有适当的间隙。
二、气门驱动组
1、组成 2、功用：定时驱动气门开闭，并保证气门有足够的开度和适当
的气门间隙。
广州工程技术职业学院
凸轮轴
作用： 驱动和控制各缸气门的开启和关闭，使其符合发动机的
工作顺序、配气相位和气门开度的变化规律等要求。 工作条件：
承受气门间歇性开启的冲击载荷。 材料：
优质钢、合金铸铁、球墨铸铁 结构：
同名凸轮的相对角位置
同一气缸的进、排气凸轮的相对角位置是与相应的配 气相位相对应的。
如何通过同名 凸轮的相对角位置 判定发动机的工作 顺序？
点火顺序： 1—2—4—3 四缸发动机凸轮投影广州工程技术职业学院
作用：
为了防止凸轮轴在工作中产生轴向窜动和承受斜齿轮产生 的轴向力。
气缸体
凸轮轴颈
窜动量
止推板
• 气门落座时有自动定位作用； • 避免气流拐弯过大而降低流速； • 气门落座时能挤掉接触面的沉积物，
配气相位PPT幻灯片
通常用环形图表示-配气相位图。
河南工业职业技术学院——汽车工程系
《汽车发动机构造与维修》
ch3 配气机构
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。
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。
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。
（二）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hv表示。hv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。
河南工业职业技术学院——汽车工程系
《汽车发动机构造与维修》
（三）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
ch3 配气机构
河南工业职业技术学院——汽车工程系
《汽车发动机构造与维修》
二、 配气相位
ch3 配气机构
（一）配气相位：用曲轴转角表示的进、排气门开 闭时刻和开启持续时间，称为配气相位。
原因： ① 气门的开、闭有个过程
第三章1 配气机构与配气相位 ppt课件
4
第三章（1） 配气机构与配气相位
配气机构（概述）
1、作用：按照气缸的工作顺序和工作 过程的要求，准时打开或关闭进、排 气门;并且进气[可燃混合气（汽油机） 或新鲜空气（柴油机）]充分，排气彻 底。
2、充气效率 :新鲜空气或可燃混合气 充满气缸的程度，用充气效率hv表示。 hv越高，表明进入气缸的新气越多， 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。
点击观看动画
2020/10/28
17
第三章（1） 配气机构与配气相位
实际配气相位的优点
配气相位分析：气、排门早开晚闭。延续时间都是曲轴转 角大于180°。进气门早开：增大了进气行程开始时气门的 开启高度，减小进气阻力，增加进气量。 进气门晚关：延 长了进气时间，在大气压和气体惯性力的作用下，增加进 气量。 排气门早开：借助气缸内的高压自行排气，大大减 小了排气阻力，使排气干净。 排气门晚关：延长了排气时 间，在废气压力和废气惯性力的作用下，使排气干净。
曲轴转过的角度，一般为 40°~80°。
C、进气门开启持续角：从进气门开
始开启到完全关闭，曲轴转过的 角度，即α+180°+β。
进气门配气相位
2020/10/28
20
第三章（1） 配气机构与配气相位
实际排气特点
1）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 ，用γ表示。 γ一般=40°～80°。 2）从上止点到排气门关闭所对应的曲轴转角称为排气迟 后角，用δ表示。 δ一般=10°～30°。 从排气门开始开启到关闭所对应的曲轴转角=180°+α+δ。
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2020/10/28
5
第三章（1） 配气机构与配气相位
第三章（1） 配气机构与配气相位
配气机构（概述）
1、作用：按照气缸的工作顺序和工作 过程的要求，准时打开或关闭进、排 气门;并且进气[可燃混合气（汽油机） 或新鲜空气（柴油机）]充分，排气彻 底。
2、充气效率 :新鲜空气或可燃混合气 充满气缸的程度，用充气效率hv表示。 hv越高，表明进入气缸的新气越多， 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。
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2020/10/28
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第三章（1） 配气机构与配气相位
实际配气相位的优点
配气相位分析：气、排门早开晚闭。延续时间都是曲轴转 角大于180°。进气门早开：增大了进气行程开始时气门的 开启高度，减小进气阻力，增加进气量。 进气门晚关：延 长了进气时间，在大气压和气体惯性力的作用下，增加进 气量。 排气门早开：借助气缸内的高压自行排气，大大减 小了排气阻力，使排气干净。 排气门晚关：延长了排气时 间，在废气压力和废气惯性力的作用下，使排气干净。
曲轴转过的角度，一般为 40°~80°。
C、进气门开启持续角：从进气门开
始开启到完全关闭，曲轴转过的 角度，即α+180°+β。
进气门配气相位
2020/10/28
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第三章（1） 配气机构与配气相位
实际排气特点
1）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 ，用γ表示。 γ一般=40°～80°。 2）从上止点到排气门关闭所对应的曲轴转角称为排气迟 后角，用δ表示。 δ一般=10°～30°。 从排气门开始开启到关闭所对应的曲轴转角=180°+α+δ。
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第三章（1） 配气机构与配气相位
配气相位及气门行程可变技术.pptx
引言
1.涡轮增压、供油系统、配气系统是现代发动机技术革新的热点。前两种技术已经比较成熟，所以配气系统技术的发展对发动机性能的提高有很大的决定作用，配气相位及气门行程可变技术成了汽车技术领域中的一个重要研究课题。2.普通发动机的气门开闭由凸轮驱动，进排气门的早开晚关角固定不变，这实际上只能使发动机在某一转速下处于最佳的配气相位，而在发动机转速很低或很高时，其配气相位就会处于不理想的状态。3.配气相位固定不变的缺点已越来越显得不适应时代要求，改变发动机气门的开启持续时间、升程和相位是改善发动机性能、提高热效率和减少有害排放的一种重要途径。为提高发动机的性能，配气相位及气门行程可变技术成了汽车领域中的一个重要研究课题。
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电磁驱动气门机构
2，单弹簧的电磁气门结构 这类机构由一个电磁铁、一个储能弹簧以及衔铁和气门组成。工作原理如右图所示： 发动机不工作时气门在弹簧作用下处于关闭状态,当气门要开启时，向电磁铁线圈通较大电流，使所产生的电磁力克服弹簧力以打开气门。然后向电磁铁线圈通较小电流，使气门保持全开状态。电磁铁线圈断电时，气门在弹簧力作用下关闭。 缺点是：不能实现气门的软着陆，同时存在响应速度慢和能耗过大等缺陷。
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现有配气相位及气门行程可变技术
由于进气门的配气相位角及行程对发动机功率和油耗影响较大，因此已有的配气相位及行程可变技术主要是针对进气门的。1，机械变化方式 所谓机械变化方式是指控制系统通过操纵一个机械装置的动作使进气门行程改变，从而实现配气相位的可控。举例如下：
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双簧电磁气门实验
1 实验装置 为了进一步对双弹簧的电子气门有一个全面的了 解，我们组织了一个有李光辉，李辉和纪勇昌为成员的研究小组。在高献坤老师的指导下和研究生张强的带领下我们做了大量的实验工作，对双弹簧的电子气门有了更深层的认识，图7-1、7-2、7-3为实验装置图。
1.涡轮增压、供油系统、配气系统是现代发动机技术革新的热点。前两种技术已经比较成熟，所以配气系统技术的发展对发动机性能的提高有很大的决定作用，配气相位及气门行程可变技术成了汽车技术领域中的一个重要研究课题。2.普通发动机的气门开闭由凸轮驱动，进排气门的早开晚关角固定不变，这实际上只能使发动机在某一转速下处于最佳的配气相位，而在发动机转速很低或很高时，其配气相位就会处于不理想的状态。3.配气相位固定不变的缺点已越来越显得不适应时代要求，改变发动机气门的开启持续时间、升程和相位是改善发动机性能、提高热效率和减少有害排放的一种重要途径。为提高发动机的性能，配气相位及气门行程可变技术成了汽车领域中的一个重要研究课题。
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电磁驱动气门机构
2，单弹簧的电磁气门结构 这类机构由一个电磁铁、一个储能弹簧以及衔铁和气门组成。工作原理如右图所示： 发动机不工作时气门在弹簧作用下处于关闭状态,当气门要开启时，向电磁铁线圈通较大电流，使所产生的电磁力克服弹簧力以打开气门。然后向电磁铁线圈通较小电流，使气门保持全开状态。电磁铁线圈断电时，气门在弹簧力作用下关闭。 缺点是：不能实现气门的软着陆，同时存在响应速度慢和能耗过大等缺陷。
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现有配气相位及气门行程可变技术
由于进气门的配气相位角及行程对发动机功率和油耗影响较大，因此已有的配气相位及行程可变技术主要是针对进气门的。1，机械变化方式 所谓机械变化方式是指控制系统通过操纵一个机械装置的动作使进气门行程改变，从而实现配气相位的可控。举例如下：
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双簧电磁气门实验
1 实验装置 为了进一步对双弹簧的电子气门有一个全面的了 解，我们组织了一个有李光辉，李辉和纪勇昌为成员的研究小组。在高献坤老师的指导下和研究生张强的带领下我们做了大量的实验工作，对双弹簧的电子气门有了更深层的认识，图7-1、7-2、7-3为实验装置图。
3.4配气相位
进气提前角α ：一般为：10º～30º 进气迟后角β ：一般为：40º～80º 进气持续角：进气门开启持续时间的曲轴转角。为180º+ α +β 。 排气提前角γ ：一般为：40º～80º 排气迟后角δ ：一般为：10º～30º 排气持续角：排气门开启持续时间的曲轴转角。为 180º+ γ +δ
3*Leabharlann 影响配气相位的因素：发动机结构形式、发动机转速等。 发动机不同工况下所需要的配气相位角度是不一 样的，按发动机性能要求通过试验确定某一常用转 速下较合适的配气相位。（VVT）
可变气门正时系统—VVT、VVT-i
VVT（Variable Valve Timing）可变气门正时系统。 VVT-I由于采用电子控制单元（ECU）控制，因此丰田 起了一个好听的中文名称叫“智慧型可变气门正时 搜索系统”。
定义：
通过曲轴转角来表示进、排气门开启的时刻与持续时间。
授课教师：李沛泽
授课课时：*节课
延长进、排气时间的原因
（1）气门的开、闭有个过程； （2）气体惯性的影响； （3） 发动机速度的要求 。 举例：当发动机转速为5600r/min时，一个行程持续时间：60/（ 5600×2）=0.0054s
配气相位角
配气相位图的解释
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
气门重叠
（1）定义：进气门、排气门同时开启的现象。 α＋ δ—气门重叠角 （2）引起的问题： 当气门重叠角较小时，新鲜气体和废气利用惯性可以保持原来 的流动方向，不会产生废气倒流回进气管和新鲜气体随废气排出 的问题。 当气门重叠角过大时，发动机小负荷运转时，由于进气管压 力很低，易出现废气倒流现象。
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(2)目的： ①利用气缸内的废气压力提前自由排
气。
②减少排气消耗的功率。 ③高温废气的早排，还可以防止发动 机过热。
2.排气迟后角 (1)定义：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 迟后角(或滞后角)。排气迟后角用δ表示，δ一般为 10°~30°。
(2)目的： ①利用缸内外压力差继 续排气 ②利用惯性继续排气
小
结
小小评价
作
业：
• 1．某发动机的进气提前角是10°，进气延 迟角是45°，排气提前角是40°，排气延 迟角是12°，画出该发动机的配气相位图， 并回答进、排气门为什么要早开晚关？ • 2．结合本节所学内容到实验室对照实物观 察配气机构的结构，并预习配气机构的零 件和组件这节的内容。
任务二
请同学们画出排气门的配气相位，并写出排气持续角 的公式。
上止点
γ
排气门关
由此可见，排气 门开启持续时间 内的曲轴转角， 即排气持续角为 γ+180°+δ。
排气
δ
下止点
排气门开
配气相位图
（三）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。
讨论时间
问题：进排气门同时开启会不会造成废 气倒排回进气管和
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。
我们的疑问
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°。以桑塔纳轿车发动机为例：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。为了提高发动机的换气效率，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？ 我们将带着这样的疑问来学习下面的内容：
配
气
相
位
授课老师：3
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？
活塞运动 曲轴转角
0-180° 180-360° 360-540° 540-720°
进气冲程 压缩冲程 做功冲程 排气冲程
从上止点到下止点 ↓ 从下止点到上止点 ↑ 从上止点到下止点 ↓ 从下止点到上止点 ↑
• 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。
上止点 进气门开
α
进气
进气门关
β
下止点
下达任务二
请同学们画出排气门的配气相位，并写出排气持续角 的公式。
（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.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°。
(2)目的： ①利用压力差继续 进气 ②利用进气惯性继 续进气
任务一
请同学们画出进气门的配气相位，并写出进气持续角 的公式。
配气相位的定义
• 用曲轴转角表示的进、排气门开闭时刻和 开启持续时间，称为配气相位。
下达任务一
请同学们画出进气门的配气相位，并写出进气持续角 的公式。
（一）进气门的配气相位 1.进气提前角 (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：较快地获得较大的进气通道截面，减少进气阻力。