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标题:
发动机的配气相位与气门间隙祥解
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作者:
qxlm
时间:
2016-6-15 16:13
标题:
发动机的配气相位与气门间隙祥解
一、配气相位
1、配气相位定义:
配气相位是用曲轴转角表示的进、排气门的开启时刻和开启延续时间,通常用环形图表示-配气相位图。
2、理论上的配气相位分析
[attach]13987[/attach]
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。
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,那么,实际的配气相位又是怎样满足这个要求的呢?下面我们就进行分析。
3、实际的配气相位分析
为了使进气充足,排气干净,除了从结构上进行改进外(如增大进、排气管道),还可以从配气相位上想点办法,
气门
能否早开晚闭,延长进、排气时间呢?
①
气门
早开晚闭的可能 从示功图中可以看出,
活塞
到达进气下止点时,由于进气吸力的存在,
气缸
内气体压力仍然低于大气压,在大气压的作用下仍能进气;另外,此时进气流还有较大的惯性。由此可见,进
气门
晚关可以增加进气量。
进
气门
早开,可使进气一开始就有一个较大的通道面积,可增加进气量。
在作功行程快要结束时,排
气门
打开,可以利用作功的余压使废气高速冲出
气缸
,排气量约占50%。排
气门
早开,势必造成
功率
损失,但因气压低,损失并不大,而早开可以减少排气所消耗的功,又有利于废气的排出,所以总
功率
仍是提高的。
从示功图上还可以看出,
活塞
到达上止点时,
气缸
内废气压力仍然高于外界大气压,加之排气气流的惯性,排
气门
晚关可使废气排得更净一些。
由此可见,
气门
具有早开晚关的可能,那么
气门
早开晚关对发动机实际工作又有什么好处呢?
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。
②
气门
重叠
由于进
气门
早开,排
气门
晚关,势必造成在同一时间内两个
气门
同时开启。把两个
气门
同时开启时间相当的
曲轴
转角叫作
气门
重叠角。在这段时间内,可燃混合气和废气是否会乱串呢?不会的,这是因为:a. 进、排气流各自有自己的流动方向和流动惯性,而重叠时间又很短,不至于混乱,即吸入的可燃混合气不会随同废气排出,废气也不会经进
气门
倒流入进气管,而只能从排
气门
排出;b. 进
气门
附近有降压作用,有利于进气。
③ 进、排
气门
的实际开闭时刻和延续时间
实际进气时刻和延续时间:在排气行程接近终了时,
活塞
到达上止点前,即
曲轴
转到离上止点还差一个角度α,进
气门
便开始开启,进气行程直到
活塞
越过下止点后β时,进
气门
才关闭。整个进气过程延续时间相当于
曲轴
转角180°+α+β。
α- 进气提前角 一般α=10°~30°
β- 进气延迟角 一般β=40°~80°
所以进气过程
曲轴
转角为230°~290°
实际排气时刻和延续时间:同样,作功行程接近终了时,
活塞
在下止点前排
气门
便开始开启,提前开启的角度γ一般为40°~80°,
活塞
越过下止点后δ角排
气门
关闭,δ一般为10°~30°,整个排气过程相当
曲轴
转角180°+γ+δ。
γ- 排气提前角 一般γ=40°~80°
δ- 进气延迟角 一般δ=10°~30°
所以排气过程
曲轴
转角为230°~290°
气门
重叠角α+δ=20°~60°
从上面的分析,可以看出实际配气相位和理论上的配气相位相差很大,实际配气相位,
气门
要早开晚关,主要是为了满足进气充足,排气干净的要求。但实际中,究竟
气门
什么时候开?什么时候关最好呢?这主要根据各种车型,经过实验的方法确定,由
凸轮轴
的形状、位置及配气机构来保证。
二、气门间隙
[attach]13988[/attach]
1、定义:
气门
间隙是指
气门
完全关闭(凸轮的凸起部分不顶挺柱)时,
气门
杆尾端与摇臂或挺柱之间的间隙。
2 、作用:
给热膨胀留有余地。
不同机型,
气门
间隙的大小不同,根据实验确定,一般冷态时,排
气门
间隙大于进
气门
间隙,进
气门
间隙约为0.25~0.3mm,排
气门
间隙约为0.3~0.35mm。
间隙过大:进、排
气门
开启迟后,缩短了进排气时间,降低了
气门
的开启高度,改变了正常的配气相位,使发动机因进气不足,排气不净而
功率
下降,此外,还使配气机构零件的撞击增加,磨损加快。
间隙过小:发动机工作后,零件受热膨胀,将
气门
推开,使
气门
关闭不严,造成漏气,
功率
下降,并使
气门
的密封表面严重积碳或烧坏,甚至
气门
撞击
活塞
。
采用液压挺柱的配气机构不需要留
气门
间隙。
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