配气相位
配气相位的定义
引擎中的配气相位到底是什么？解密发动机
工作原理！
引擎，作为车辆行驶动力的核心组件，其工作原理一直以来都备
受人们关注。
而其中的配气相位，更是一个被人们广受关注的概念。
那么，什么是配气相位呢？下面，我们就来逐一解释一下这个概念。
一、配气相位的概念
配气相位，指的是一个碳氢燃料发动机在工作时，使空气和燃料
按照一定的规律进入和排出汽缸的时间以及阀门的偏移量。
这个规律
是由凸轮轴控制的。
凸轮轴是驱动汽缸内阀门工作的部件，而其规律
则是通过车辆控制系统调整来实现的。
二、配气相位控制的意义
通过调整配气相位可以调整发动机的进、排气效果，从而改善发
动机的燃烧效率，增强发动机的输出功率。
因此，配气相位的优化不
仅能够提升车辆的动力性能，同时还能够有效地降低车辆的燃油消耗。
三、配气相位的类型
常见的配气相位有相位提高和相位延迟两种，两种不同的相位调
整方式对发动机的曲轴角度有不同的影响。
具体来说，相位提高代表
着凸轮轴在正时会提前若干度工作，但进、排气门的每次打开时间不
会改变；而相位延迟则是凸轮轴在正时会延后若干度工作，此时进、
排气门的每次打开时间同样不会改变。
不同的调整方式会导致不同的
发动机输出特性，需要根据车辆实际情况进行灵活的调整。
总之，在发动机运行过程中，配气相位的调整将对发动机的性能
产生至关重要的影响，因此在进行车辆维护和调整时需要对配气相位
的状态进行全面的检测和调整，以保证车辆的动力性能和燃油经济性。
配气相位的名词解释
配气相位的名词解释配气相位指的是发动机内部气门的开放和关闭时间。
在内燃机中，汽油和空气混合物需要被压缩，然后在燃烧室中燃烧来产生动力。
而气门则是使混合物进出燃烧室的主要途径。
配气相位被设计成不同的方式，以确保发动机正常运行并提高其性能。
气门的开启和关闭时间取决于机体旋转的速度和负载。
如果相位设计不正确，可能会导致效率低下、气门击穿、排气噪音增加等问题。
引擎的燃烧室分为进气道和排气道。
当汽缸向下运动时，进气门打开，混合物和空气进入汽缸。
当汽缸向上移动时，进气门关闭，汽缸内的混合物被压缩，直到点火器点燃混合物。
当燃烧完成后，排气门打开，尾气在汽缸可以被排出。
而这个过程，就叫做一个循环。
为了确保发动机运转正常，气门需要在正确的时机打开和关闭。
例如，在顶点上，气门需要关闭，以保持汽缸内的压力。
这个顶点成为“上死点”，而气门在上死点附近关闭的位置可以被称为“死点关闭（TDC）”。
在内燃机中，虽然只有4个活塞，但每个活塞有两个气门。
为了确保操作的准确性，制造商通过调整这些气门的相位来确保它们在适当的时间打开和关闭。
这些相位是发动机设计的重要组成部分之一，可以显著影响其性能。
有一些不同类型的配气相位系统可用于不同的引擎，每个系统的工作原理都不同。
例如，单凸轮轴柴油发动机（SOHC）有一个凸轮轴驱动气门，而双凸轮轴（DOHC）具有两个凸轮轴，一个用于控制进气门，一个用于控制排气门。
四冲程引擎需要用到配气相位，而双冲程引擎通常不需要。
这是因为配气相位必须精心设计，以确保气门在正确的时间打开和关闭，从而产生最佳的性能。
双冲程引擎只有两个行程，没有像四冲程引擎那样需要大量的气门移动。
总体而言，配气相位是内燃机设计中关键的组成部分之一。
正常的操作需要准确而精心的设计，以确保发动机具有最佳的性能和效率。
WD615系列柴油发动机配气相位和气门间隙的检查与调整方法
WD615系列柴油发动机配气相位和气门间隙的检查与调整方法WD615系列柴油发动机是一种常用的柴油发动机，主要用于大型卡车、工程机械等。
在发动机运行过程中，配气相位和气门间隙的准确调整对发动机的正常运行和性能发挥至关重要。
本文将介绍WD615系列柴油发动机配气相位和气门间隙的检查与调整方法。
配气相位是指曲轴与凸轮轴之间的相对位置，它决定了燃气进、排气门的开启和关闭时间。
WD615系列柴油发动机的配气相位一般由凸轮轴上的凸轮凸起与凸轮轴上的标记相对准确来确定。
以下是WD615系列柴油发动机配气相位的检查与调整方法：1.准备工作：(1)将发动机停止并待冷却至室温；(2)确保气门将要检查的气缸处于上死点。
2.配气相位的检查：(1)在凸轮轴前侧散热罩上找到曲轴定位齿轮标记，确保标记恰好位于凸轮轴法兰的隙缝处；(2)检查和记录进、排气凸轮轴上的凸轮凸起与法兰上的标记相对位置；(3)检查完所有气缸的配气相位，并记录下来，以备调整。
3.配气相位的调整：(1)若配气相位偏移，则需要调整凸轮轴与曲轴之间的正时齿轮传动间隙；(2)打开凸轮轴法兰盖板，找到调节螺栓和螺母，逆时针旋转调节螺栓，可将凸轮轴朝后或向前调整；(3)用合适的工具将凸轮轴调整至所需位置后，固定调节螺钉。
气门间隙是进、排气门在发动机工作中闭合状态时，凸轮轴凸起与气门杆和气门腔间的间隙。
良好的气门间隙调整能够保证发动机的正常工作和燃烧效率。
以下是WD615系列柴油发动机气门间隙的检查与调整方法：1.准备工作：(1)发动机停止并待冷却至室温；(2)确保气门将要检查的气缸处于上死点。
2.气门间隙的检查：(1)根据发动机型号和工作手册要求，找到适用的气门间隙标准；(2)使用气门间隙检测器具，逐个检查每个气缸的进、排气门间隙，并记录下来；(3)检查所有气缸的气门间隙，确保其在标准范围内。
3.气门间隙的调整：(1)若气门间隙过大，则需要调整气门杆的高度；(2)打开气门上的调整螺母，将调整螺杆顺时针转动，使气门杆向气门升高一定距离；(3)用合适的工具将调整螺杆的紧固螺母固定住。
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
河南工业职业技术学院——汽车工程系 河南工业职业技术学院——汽车工程系
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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配气相位
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。
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； 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 (或晚关角)。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。 由此可见，气门开启持续时间内的 曲轴转角，即排气持续角为 γ+180°+δ。
配气相位
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。 配气相位的内容 1.进气提前角 2.进气迟后角 3.排气提前角 4.排气迟后角
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 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。
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
1.进气提前角10°～30° 2.进气迟后角40°～80° 3.排气提前角40°～80° 4.排气迟后角10°～30°
配气相位的内容包括
配气相位的内容包括配气相位是指内燃机在工作过程中，气门的开启和关闭时机相对于活塞运动的位置。
配气相位的正确调整对于发动机的性能和效率具有重要影响。
一、配气相位的作用1. 燃烧效率：通过调整进气门和排气门的开启时机，可以使气缸内的燃烧混合物得到更好的充气和排气效果，提高燃烧效率，提高发动机的动力输出。
2. 动力性能：合理的配气相位可以改变气门开启和关闭的时机，以适应不同负荷和运行条件下的发动机工作要求，提高发动机的动力性能。
3. 排放性能：通过调整进气门和排气门的开启时机，可以使废气排放更加充分，减少有害气体的产生，提高发动机的排放性能。
二、配气相位的调整方法1. 调整进气相位：进气相位的调整可以通过改变进气门的开启和关闭时机来实现。
一般情况下，进气门的提前开启可以提高燃烧效率和动力性能，但过早的进气门关闭会导致进气过多，影响燃烧效果；进气门的延迟关闭可以增加进气量，提高动力输出，但过晚的进气门关闭会导致排气不畅，影响排放性能。
2. 调整排气相位：排气相位的调整可以通过改变排气门的开启和关闭时机来实现。
一般情况下，提前关闭排气门可以增加压缩比，提高燃烧效率和动力性能，但过早的排气门关闭会导致废气残留，影响排放性能；延迟关闭排气门可以减少排气阻力，提高排气效果，但过晚的排气门关闭会影响进气效果，降低动力输出。
3. 调整气门重叠角：气门重叠角是指进气门和排气门同时开启的角度范围。
适当增加气门重叠角可以提高燃烧效率和动力性能，但过大的重叠角会导致进气和排气的混合，影响燃烧效果和排放性能。
三、配气相位的优化1. 发动机技术的发展使得配气相位的调整更加灵活和精确，可以根据发动机工作要求和运行条件进行自动调整。
2. 通过计算机控制系统，可以实现气门的电子控制，使得配气相位的调整更加精确和实时。
3. 配气相位的优化可以通过模拟计算和实验测试相结合的方法进行。
模拟计算可以通过计算机模型模拟发动机工作过程，优化配气相位参数；实验测试可以通过发动机台架试验和实车测试来验证和优化配气相位参数。
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。
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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
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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