配气相位

配气相位 配气相位的角度有哪些？有什么作用？

发动机的配气相位是指用曲轴转动的角度来对应气门打开的时间，包括进气门和排气门。

配气相位的角度有进气提前角、进气滞后角、排气提前角、排气延迟角等。

对于现在高速运转的发动机来说，比如每分钟6000r/min，换算成秒计算就是100r/s，曲轴转一圈，活塞经历2个行程，那么1个行程就花费0.02s，经历的时间是很短的，所以在发动机上都是使用延迟关闭气门和提前打开气门的方法。

配气相位的角度我们使用曲轴转角的环形图来表示配气相位，如下图所示。

图中的上止点是活塞运行到气缸顶部的位置，下止点是活塞下行的最低位置，与曲轴最近。

活塞从上止点到下至点的距离就完成了一次行程，比如在进气行程，活塞从上止点到下止点移动，进气门就打开了这么多的时间。

气门是由凸轮轴或摇臂驱动的，气门实际打开的时间是由凸轮轴的形状轮廓和配气机构各零件的配合来决定，在发动机使用过程中，由于零部件存在磨损、装配工艺变差，零部件的质量不佳，都会导致配气相位的参数存在偏差。

在发动机中使用凸轮轴位置传感器检测凸轮轴的转动角度，这个信号称为G信号，如果G信号偏差过大，那么就会输出配气相位不准确，可能的原因就可能是正时链条拉长了。

从上图中我们知道，进气门并不是刚好在活塞运行到上止点时打开，而且提前打开， 也就是说在活塞还未上到上止点前的某个位置进气门就打开了，我们把进气门提前打开的时间与活塞在上止点这个时间内，曲轴所对应的转角称为进气提前角，简称为a。

在活塞运行到下止点时，进气门也没有关闭，虽然发动机的燃烧已经进入了压缩行程，但是这个时候进气门还要延迟一点时间才关闭，把进气延迟关闭的时间与活塞运行到下止点的曲轴转角差，称为进气滞后角，简称为B。

当发动机经历了进气、压缩和做功行程后，来到了排气行程，由上面的图中可以知道，按照上述类似的分析方法，可以知道排气门要提前打开，这个角度是排气提前角r；在排气行程结束后，因为还要进行排出废气，使用排气门延迟关闭一段时间，称为排气延迟角&。

通过上面的图片我们可以发现一个很有意思的现象，那就是由于进气门的提早打开和排气门的延迟关闭，那么这两个气门会存在同时一起打开的情况，有的人就会问了：不会出现新进入的新鲜混合气随排气门在排气管燃烧吗？或是本来应该排除的废气回流到进气管上进行燃烧吗？其实通过分析就可以知道，这个影响可以忽略不计，因为新进入的混合气是以涡轮旋转的方式进入燃烧室，而且还可以增加气缸内的压力，有利于废气的排出。

配气相位的作用进气提前角a的作用进气提前角a一般是提前上止点10-30度左右，在排气行程中，大部分的时间内因为气缸内残留的气体压力仍然是大于大气压力的，这时候新鲜的混合气是不能进入气缸内，只有当排气的压力小了，混合气才能进入。

如果这时候的进气门打开的角度够大，就能保证进入多一点的混合气进行燃烧，进入的混合气越多，火花塞点燃气体产生的能量就越多。

进气滞后角B的作用因为发动机在高转速的状态下，进气的流速很快，尽量利用过后充气可以提高进气量，但是过大的进气滞后角会使发动机在低转速时，发生缸内的气流回流到进气管的现象，影响到压缩行程的温度和压力，会使发动机冷启动困难。

在配气相位的4个角度中，进气滞后角B对发动机动力性能的影响最大。

排气提前角r的作用如果排气是在活塞下降到下止点的时候才打开，因为气门打开的行程小，排气流通的面积小，排气不足，会增加活塞向上止点排气时的阻力，排气提前角r就可以减少这个影响。

排气延迟角&的作用排气延迟角&一方面可以降低因排气流动截面积变小造成的排气阻力变大，降低活塞强制排气所做的推动功和气缸内残余的废气含量。

另外一个方面，可以利用排气管中的废气流动从气缸内抽吸一部分废气，实现后排气。

总结：配气相位的角度有气门的提前和滞后角，这些角度的主要作用是起到在短时间内提高发动机的性能，改善进气和排气的效果。

1)进气门的配气相位在排气行程接近终了，活塞到达上止点之前，进气门便开始开启，即曲轴转到活塞处于上止点位置还差一个角度a，称为进气提前角。

直到活塞过了下止点后又上行，即曲轴转到超过活塞下止点位置以后一个角度B时，进气门才关闭，称为进气迟后角。

这样，整个进气过程中，进气门开启持续时间的曲轴转角，即进气持续角为180度+a+B。

进气门提前打开延迟关闭的目的，是为了保证进气行程开始时进气门已有一定开度，在进气行程中获得较大进气通道截面，使新鲜气体能顺利地充入气缸。

当活塞到达下止点时，气缸内压力仍低于大气压力，在压缩行程开始阶段，活塞上移速度较慢的情况下，仍可以利用气流较大的惯性和压力差继续进气，因此进气门延迟关闭是利于充气的，发动机转速越高，气流惯性越大，迟闭角也应越大，以充分利用进气惯性充气。

2)排气门的配气相位在做功行程接近终了，活塞到达下止点前，排气门便开始开启，提前开启的角度r，称为排气提前角。

经过整个排气行程，在活塞越过上止点后，排气门才关闭，排气门关闭的延迟角&称为排气迟后角。

这样，整个排气过程中，排气门开启持续时间的曲轴转角，即排气持续角为180度+r+&。

排气门迟关，可以使废气排放得较彻底。

3)气门的叠开同一气缸的工作行程顺序是排气行程后接着进气行程。

因此，实际中，在进排气行程的上止点前后，由于进气门在上止点前即开启，而排气门在上止点后才关闭，这就出现了一段时间内排气门与进气门同时开启的现象，这种现象称为气门重叠，重叠的曲轴转角a+&称为气门重叠角。

由于新鲜气流和废气流的流动惯性比较大，在短时间内保持原来的流动方向，只要气门重叠角选择适当，就不会产生废气倒流入进气管或新鲜气体随同废气排出的可能性，这有利于废气排放彻底和进气充分。

对换气过程会产生很大影响。