配氣相位
用曲軸轉(zhuǎn)角表示的進、排氣門開閉時刻和開啟持續(xù)時間,稱為配氣相位。
理論上,氣門開關時刻是在活塞的上下止點處。但實際情況并非如此。由于發(fā)動機轉(zhuǎn)速很高,一個行程的時間極短,如四沖程發(fā)動機轉(zhuǎn)速3000r/min時,一個行程時間只有0.01s,再加上用凸輪驅(qū)動氣門開啟需要一個過程,氣門全開的時間就更短了,這樣短的時間難以做到進氣充分,排氣徹底。為了改善換氣過程,提高發(fā)動機性能,實際發(fā)動機的氣門開啟和關閉并不恰好在活塞的上下止點,而是適當?shù)奶崆昂瓦t后,以延長進排氣時間。也就是說,氣門開啟過程中曲軸轉(zhuǎn)角都大于180°。
配氣相位的內(nèi)容可用配氣相位圖來表示。
(一)進氣門的配氣相位
1.進氣提前角
(1)定義:在排氣沖程接近終了,活塞到達上止點之前,進氣門便開始開啟。從進氣門開始開啟到上止點所對應的曲軸轉(zhuǎn)角稱為進氣提前角(或早開角)。進氣提前角用α表示,α一般為10°~30°。
(2)目的:進氣門早開,使得活塞到達上止點開始向下運動時,因進氣門已有一定開度,所以可較快地獲得較大的進氣通道截面,減少進氣阻力。
2.進氣遲后角
(1)定義:在進氣沖程下止點過后,活塞重又上行一段,進氣門才關閉。從下止點到進氣門關閉所對應的曲軸轉(zhuǎn)角稱為進氣遲后角(或晚關角)。進氣遲后角用β表示,β一般為40°~80°。
(2)目的:
①利用壓力差繼續(xù)進氣:活塞到達下止點時,由于進氣阻力的影響,氣缸內(nèi)的壓力仍低于大氣壓,進氣門晚關,利用壓力差可繼續(xù)進氣。
②利用進氣慣性繼續(xù)進氣:活塞到達下止點時,進氣氣流還有相當大的慣性,進氣門晚關,仍能繼續(xù)進氣。
下止點過后,隨著活塞的上行,氣缸內(nèi)壓力逐漸增大,進氣氣流速度也逐漸減小,至流速等于零時,進氣門便關閉的β角最適宜。若β過大便會將進入氣缸內(nèi)的氣體重新又壓回進氣管。由上可見,進氣門開啟持續(xù)時間內(nèi)的曲軸轉(zhuǎn)角,即進氣持續(xù)角為。α+180°+β。
(二)排氣門的配氣相位
1.排氣提前角
(1)定義:在作功行程的后期,活塞到達下止點前,排氣門便開始開啟。從排氣門開始開啟到下止點所對應的曲軸轉(zhuǎn)角稱為排氣提前角(或早開角)。排氣提前角用γ表示,γ一般為40°~80°。
(2)目的:
①利用氣缸內(nèi)的廢氣壓力提前自由排氣:恰當?shù)呐艢忾T早開,氣缸內(nèi)還有大約300kPa~500kPa的壓力,作功作用已經(jīng)不大,可利用此壓力使氣缸內(nèi)的廢氣迅速地自由排出。
②減少排氣消耗的功率:提前排氣,等活塞到達下止點時,氣缸內(nèi)只剩約110kPa~120kPa的壓力,使排氣沖程所消耗的功率大為減小。
③高溫廢氣的早排,還可以防止發(fā)動機過熱。
2.排氣遲后角
(1)定義:在活塞越過上止點后,排氣門才關閉。從上止點到排氣門關閉所對應的曲軸轉(zhuǎn)角稱為排氣遲后角(或晚關角)。排氣遲后角用δ表示,δ一般為10°~30°。
(2)目的:
①利用缸內(nèi)外壓力差繼續(xù)排氣:活塞到達上止點時,氣缸內(nèi)的壓力仍高于大氣壓,利用缸內(nèi)外壓力差可繼續(xù)排氣。
②利用慣性繼續(xù)排氣:活塞到達上止點時,廢氣氣流有一定的慣性,利用慣性可繼續(xù)排氣。所以排氣門適當晚關可使廢氣排得較干凈。
由此可見,氣門開啟持續(xù)時間內(nèi)的曲軸轉(zhuǎn)角,即排氣持續(xù)角為γ+180°+δ。
氣門的疊開
1.定義:由于進氣門早開和排氣門晚關,就出現(xiàn)了一段進排氣門同時開啟的現(xiàn)象,稱為氣門疊開。同時開啟的角度,即進氣門早開角與排氣門晚關角的和(α+δ),稱為氣門疊開角。
2.廢氣倒排回進氣管和新鮮氣體隨廢氣排出的問題:
由于疊開時氣門的開度較小,且新鮮氣體和廢氣流的慣性要保持原來的流動方向,所以只要疊開角適當,就不會產(chǎn)生廢氣倒排回進氣管和新鮮氣體隨廢氣排出的問題。發(fā)動機的結(jié)構(gòu)不同、轉(zhuǎn)速不同,配氣相位也就不同。
你輕輕一贊
是我大大的動力