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龍源期刊網賬號

發布時間: 2021-03-20 16:52:48

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[摘 要]隨著我國經濟的發展,汽車行業有了顯著的發展,而有著汽車心臟之稱的發動機越來越受到人們的關注。為了讓發動機具有良好的經濟性、動力性和安全性,因此必須對氣門間隙和配氣相位進行研究,使發動機能夠在更好的工況下工作。
[關鍵詞]發動機 氣門間隙 配氣相位
中圖分類號:U472文獻標識碼:A文章編號:1009-914X(2013)21-0000-00
發動機作為汽車能量轉換的能量機構,關系著汽車的動力性,經濟性,良好的氣門間隙和配氣相位是使發動機在高速運行的條件下仍能夠平穩、可靠地工作的前提。
一、配氣相位和氣門間隙的概念
1.配氣相位
配氣相位就是用曲軸轉角表示的進,排氣門的開閉時刻和開啟持續時間。發動機在換氣過程中,若能夠做到排氣徹底,進氣充分。則可以提高充氣系數,增大發動機的輸出功率。由於現代發動機轉速很高,一個行程經歷的時間是很短的,因此,現代發動機都採用延長進,排氣時間的措施,來提高發動機的動力性。
2.氣門間隙
發動機在冷態下,當氣門處於關閉狀態時,氣門與傳動件之間的間隙稱為氣門間隙。氣門間隙的大小由發動機製造廠試驗確定,一般在冷態時,氣門間隙為0.25~0.30mm,排氣門的間隙為0.30~0.35mm。氣門間隙的作用是補償氣門受熱後的膨脹量,是在發動機冷態裝配時預留的,在不裝配液力挺柱的排氣機構中,必須留有這個間隙。
二、氣門間隙和配氣相位對發動機工作的影響
我們知道在發動機工作的時候,氣門將因溫度升高而膨脹,這時候氣門間隙的大小對與發動機的工作影響又會是這樣的呢?下面我們就這個問題做簡單介紹。
1.氣門間隙對發動機工作的影響
①氣門間隙過大對發動機的影響。氣門間隙過大就意味著氣門關閉的時間提前和打開的時間延遲。如果氣門的間隙過大,進氣門開啟的時間就會延遲,這樣就會造成進氣量不足,進氣門也是滯後關閉的,因為在進氣過程中,由於氣門和喉口的阻力,氣缸內形成了一定的真空度,壓力約為0.7—0.8個大氣壓。進入壓縮過程,雖然活塞已由下止點上行,但要消除氣缸內的真空度仍需有一段過程。但氣門間隙過大就造成了氣門開度變小,氣缸的充氣量減少,不利於消除氣缸內的真空度,造成氣缸壓縮不足。這就是為什麼氣門間隙過大發動機啟動困難和運行無力的原因!
由此可見,氣門間隙過大時,對於發動機有以下影響:氣門間隙過大,則進、排氣門的啟開遲後,關閉提前,縮短了進、排氣的時間,使得氣缸的充氣及排氣情況變壞,同時也使傳動零件之間以及氣門和氣門座之間產生撞擊響聲,並加速磨損,發動機的功率也會因此而下降。
②氣門間隙過小時,進、排氣門早開晚關,開啟過程的曲軸轉角增大,當進氣結束排氣開始的時候,排氣門是提前開啟的,這是因為活塞由下止點向上行時,氣缸內的壓力開始將廢氣外排,同時由於進氣門是滯後關閉的,這樣由進氣門進入的氣體也開始將廢氣壓出,使得進入氣缸內的混合氣也充分、足夠,排氣也能更充分,但是由於氣門間隙過小,進氣門提前開啟的時間變短甚至滯後開啟,這樣就使得氣缸內進氣不充分,也同時影響了排氣效果,同時,由於氣門間隙過小,發動機在工作後,零件受熱膨脹,將氣門推開,使得氣門關閉不嚴,發生漏氣現象,造成了發動機的功率下降。
2.配氣相位對發動機工作的影響
我們知道了配氣相位中的四個角是進氣提前角、進氣遲閉角、排氣提前角、排氣遲閉角,那麼它們對發動機的工作又有哪些影響呢?
①進氣提前角對發動機工作的影響。為了增加進氣量,使新鮮氣更順利地進入氣缸,盡可能增大進氣截面積,減少進氣抽吸功,進氣門在上止點前、排氣尚未結束時就開啟。進氣門提前開啟的角度稱為進氣提前角,一般在上止點前10°~30°之間。進氣階段結束後,活塞由上止點開始下行。初期,由於氣缸內殘余廢氣壓力仍高於大氣壓力,新氣不能充入氣缸,只有當殘余廢氣膨脹到壓力低於大氣壓力後,新氣才被吸入氣缸。由於氣門提前開啟,此時進氣通道截面已經開啟較大,保證大量新氣進入氣缸。這樣就使得有足夠的混合氣。
②進氣遲閉角對發動機工作的影響。發動機高速運轉時進氣流速高,慣性大,進氣門遲閉角應相應增大一些。為了利用這種高速進氣流的慣性,增加充氣量,減少功耗,就使得氣缸在活塞運行到下止點後才完全關閉進氣門。盡管利用過後充氣可以有效地增加進入氣缸的空氣量,但過大的進氣門遲閉角,會使得在低速時發生缸內氣流倒流進入進氣管的現象,也會影響有效壓縮比,從而影響壓縮終了溫度,使發動機的冷起動困難。
③排氣提前角對發動機工作的影響。在排氣門開啟的最初一段時間內,排氣流通截面積很小,廢氣排出的流量小。如果排氣門剛好在膨脹行程的下止點才開始打開,氣門升程小,排氣流通截面積小,排氣不暢,氣缸壓力下降遲緩,活塞在向上止點運動強制排氣時,將大大增加排氣沖程的活塞推出功。所以發動機的排氣門都在膨脹行程到達下止點前的某一曲軸轉角位置提前開啟,這也就是排氣提前角的作用。
④排氣遲閉角對發動機工作的影響。發動機的排氣門不是在活塞的排氣上止點關閉的,而是有一個滯後角。一方面可以避免因排氣流動截面積過早減小而造成的排氣阻力的增加,使活塞強制排氣所消耗的推出功與缸內的殘余廢氣量增加;另一方面還可以利用排氣管內氣體流動的慣性從氣缸內抽吸一部分廢氣,實現過後排氣。如果排氣門在上止點時關閉,在上止點之前它就要開始關小,產生較大節流作用,此時活塞還在向上運動,致使氣缸內壓力上升,結果排氣消耗的功和殘余廢氣量就會增加,因此,排氣門要在活塞過了上止點後才關閉。這樣就保證了排氣的充分。
總之,理想的配氣相位和升程規律,應當根據發動機的運轉工況及時的作出調整,氣門驅動結構應具有足夠的靈活性。
通過對於氣門間隙和配氣相位的講解,我們已經了解它們對發動機工作的影響,所以對於氣門間隙和配氣相位的研究也是必不可少的,以後隨著技術的發展,汽車也將越來越現代化,但是為了能夠達到使汽車發動機有更好的動力性、經濟性和安全性的目的,我們對於氣門間隙和配氣相位的研究也就應當繼續進行下去,讓汽車也能更好的為我們服務下去。
參考文獻
[1] 李婕.汽車檢測技術.機械工業出版社,2008.7.
[2] 張子波.汽車故障診斷技術.機械工業出版社,2006.6.
[3] 徐瑾.汽車原理與構造.中國勞動社會保障出版社,2002.10.
[4] 姜勇,高寒.汽車發動機構造與維修.中國勞動社會保障出版社.2009.
作者簡介
席躍兵,男,1986-05,寶雞技師學院二級實習指導教師,從事汽車維修教學研究工作。

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