单缸汽油机排气门凸轮配气相位角与转速的关系
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凸轮轴和配气相位:配气机构精髓所在对于四冲程汽油机来说,发动机能够良好工作的基础有四点:一是需要良好的气缸密封性,保证气缸压力正常,这由活塞、气缸、活塞环、气缸垫、气门、缸盖保证;二是合适混合气的浓度,这由燃油供给系统指供;三是良好的润滑和冷却、这由发动机的冷却系统来保证;四是足够的点火能量,这由点火系统提供;五是正确的配气时间和点火时间:即在进气时进气门适时的打开,当压缩和作功时必须关闭,当排气时排气门要及时打开,保证燃烧后的废气排出。
在混合气被压缩到一定程度后,点火系统要适时的点燃混合气。
对于这些必需有时间保证的控制,在原系统的设计的基础上,需要维修工在装配时保证配气时间和点火时间的正确,这些操作的理论基础即是发动机的工作原理和配气相位。
面对多种设计的配气机构和点火系统,本文将分析发动机工作原理和配气机位在发动机维修中的指导意义。
配气相位是研究发动机工作时气门的开启和关闭时间的,配气相位的基础是气门的早开和晚关。
因为气门的开启和关闭由凸轮驱动,而凸轮的曲线设计决定了气门在打开和关闭时需要一段时间,而全开的时间更短,为了保证充气效率,在凸轮设计上保证气门提前打开并迟后关闭。
理解四冲程发动机的工作原理对理解配气相位有重要作用为了了解配气相位,要从四冲程发动机的工作原理中应掌握三点内容: 一是进气、压缩、作功、排气这四个冲程中活塞的运动方向,冲程开始时活塞处于哪个点、结束时处于哪个点:进气和作功活塞下行,开始于上止点、结束于下止点;压缩与排气活塞上行,开始于下止点、结束于上止点。
二是四个冲程中气门的状态:进气时进气门打开、排气时排气门打开,在其它冲程时处于关闭状态;三是什么时间点火:压缩即将结束,活塞到达上止点前的某一时刻,火花塞点燃气缸的混合气;进气门开启时间:为了实现进气门早开,在进气冲程的前一个冲程即排气冲程即将结束时,也就是活塞到达上止点前某刻进气门开始开启,当排气结束活塞处于上止点时,进气门处于微开状态,这体现了进气门的早开。
凸轮轴和配气相位:配气机构精髓所在对于四冲程汽油机来说,发动机能够良好工作的基础有四点:一是需要良好的气缸密封性,保证气缸压力正常,这由活塞、气缸、活塞环、气缸垫、气门、缸盖保证;二是合适混合气的浓度,这由燃油供给系统指供;三是良好的润滑和冷却、这由发动机的冷却系统来保证;四是足够的点火能量,这由点火系统提供;五是正确的配气时间和点火时间:即在进气时进气门适时的打开,当压缩和作功时必须关闭,当排气时排气门要及时打开,保证燃烧后的废气排出。
在混合气被压缩到一定程度后,点火系统要适时的点燃混合气。
对于这些必需有时间保证的控制,在原系统的设计的基础上,需要维修工在装配时保证配气时间和点火时间的正确,这些操作的理论基础即是发动机的工作原理和配气相位。
面对多种设计的配气机构和点火系统,本文将分析发动机工作原理和配气机位在发动机维修中的指导意义。
配气相位是研究发动机工作时气门的开启和关闭时间的,配气相位的基础是气门的早开和晚关。
因为气门的开启和关闭由凸轮驱动,而凸轮的曲线设计决定了气门在打开和关闭时需要一段时间,而全开的时间更短,为了保证充气效率,在凸轮设计上保证气门提前打开并迟后关闭。
理解四冲程发动机的工作原理对理解配气相位有重要作用为了了解配气相位,要从四冲程发动机的工作原理中应掌握三点内容: 一是进气、压缩、作功、排气这四个冲程中活塞的运动方向,冲程开始时活塞处于哪个点、结束时处于哪个点:进气和作功活塞下行,开始于上止点、结束于下止点;压缩与排气活塞上行,开始于下止点、结束于上止点。
二是四个冲程中气门的状态:进气时进气门打开、排气时排气门打开,在其它冲程时处于关闭状态;三是什么时间点火:压缩即将结束,活塞到达上止点前的某一时刻,火花塞点燃气缸的混合气;进气门开启时间:为了实现进气门早开,在进气冲程的前一个冲程即排气冲程即将结束时,也就是活塞到达上止点前某刻进气门开始开启,当排气结束活塞处于上止点时,进气门处于微开状态,这体现了进气门的早开。
配气相位角的作用配气相位角,又称进气角,是汽油机的一种重要的发动机参数,这个角度直接影响到发动机的运行效率和燃油经济性能。
配气相位角是指汽油机在进气冲程时,进气门的开启时机相对于活塞的行程,形成的一个夹角。
一般来说,配气相位角的增大导致燃油经济性能的提高,而配气相位角的减少则会导致燃油经济性能的降低 .配气相位角的作用是控制汽油机进气冲程开始的时机,可以通过合理调整配气相位角来改善汽油机的燃油经济性能。
增大配气相位角以把进气冲程提前,使得汽油机在进气冲程更早的时候进入更高的转速,有利于汽油机燃油经济性的提高。
减小配气相位角,使得进气冲程延迟,从而降低汽油机的燃油经济性。
另外,配气相位角还可以改善汽油机的加速性能,把配气相位角调整的合理,有利于汽油机进气系统的空气量,使得汽油机加速起来更加流畅。
由于配气相位角作用的非常重要,因此必须合理调整配气相位角,以便使汽油机获得最佳的燃油经济性和加速性能。
在汽油机配气调整中,主要用一台专业的配气调整仪或者是相关的专业仪器进行配气调整操作。
调整配气相位角时,首先要检查壳体空气密度比和进气门的开启程度,然后根据汽油机发动机出厂时设定的配气相位角,再进行调整。
配气调整只是发动机性能调整的一个方面,在实际应用中,还需多方面的技术或设备协同配合才能实现最佳性能。
当汽油机出现故障时,调整配气相位角和更换燃油也可以解决一些问题。
例如,调整配气相位角可以改善发动机的燃油消耗率,更换燃油可以改进发动机的燃烧效果。
因此,发动机调整要做到细心精准,否则可能会导致无法解决发动机的问题。
总而言之,配气相位角对汽油机的燃油经济性能和加速性有着重要的作用,因此必须要在发动机的调整中,合理精确的调整配气相位角,以便使汽油机获得最佳性能。
单缸汽油机排气门凸轮配气相位角与转速的关
系
汽车与交通学院
车辆工程
0902020118
莫少杰
2011年11月7日
一、建模过程:
1、加载模板。
2、环境设置:pressure,1:temperature,300:air,n2-vap 0.767,o2-vap 0.233
3、Pipe模板参数设计:进气管:
Diameter at inlet end ,40mm
Diameter at outlet end,40mm
Length,100mm
进气歧管:
Diameter at inlet end,40mm
Diameter at outlet end,40mm
Length,80mm
排气管
Diameter at inlet end,30mm
Diameter at outlet end,50mm
Length,150mm
排气歧管
Diameter at inlet end,30mm
Diameter at outlet end,30mm
Length,60mm
4、建立气缸模型:参数设置:压缩比,16.5
5、曲轴箱模型
6、喷油嘴模型
7、进、排气门模型:参数设置:进气门凸轮配气相位角,239°
Diameter,45.5mm
排气门凸轮配气相位角,126°
Diameter,37.5mm
8、搭建模型
9、设置转速:3600r
10、参数的运行
在上面的基本模型的基础上,修改转速和排气门凸轮配气相位角,保证发动机的做功大小基本不变。
1、转速为3600r,比较排气门凸轮配气相位角为107°,126°,145°时的做功大小
结论(1)、在同一转速下,有一个最佳排气门凸轮配气相位角;
分析:从排气门打开到气缸压力接近于排气管压力的这个时期称为自由排气阶段。
由于配气机构惯性力的限制,随着排气门凸轮配气相位角的减小,当活塞越接近下止点时才打开排气门,且在气门开启的初期,开度极小,废气不能通畅流出,缸内压力来不及下降,在活塞向上回行时形成较大的反压力,增加排气过程所消耗的功。
而当排气门
凸轮配气相位角过大时,致使排气门在活塞下行时过早打开,可燃混合气还未完全燃烧就排出去了,导致活塞做功减少。
2、发动机做功基本不变下,转速和对应的最佳排气门凸轮配气相位角:
转速为3400r,排气门配气相位角123°
转速为3500r,排气门配气相位角124°
转速为3600r,排气门配气相位角126°
转速为3700r,排气门配气相位角130°
转速为3800r,排气门配气相位角131°
转速为3900r,排气门配气相位角132°
结论(2)、为保证发动机做功维持在较高值,随着转速的增加,应适当的增大排气门凸轮配气相位角。
分析:从排气门打开到气缸压力接近于排气管压力的这个时期称为自由排气阶段。
由于配气机构惯性力的限制,随着排气门凸轮配气相位角的减小,当活塞越接近下止点时才打开排气门,且在气门开启的初期,开度极小,废气不能通畅流出,缸内压力来不及下降,在活塞向上回行时形成较大的反压力,增加排气过程所消耗的功。
而当排气门凸轮配气相位角过大时,致使排气门在活塞下行时过早打开,可燃混合气还未完全燃烧就排出去了,导致活塞做功减少。
自由排气阶段时间过长会增加强制排气活塞推出功,使排气损失加大。
在发动机高速运转时,同样的自由排气时间所相当的曲轴转角增大,为使缸内废气及时排出,应该加大排气门凸轮配气相位角,反之,应减小。