二冲程和四冲程发动机配气正时图

介绍

我们总是讨论“空气燃料混合物燃烧引起活塞运动,从而导致曲轴旋转”,以及“燃烧的残余从排气中出去”,但你有没有想过,这是如何发生的进气和排气?,这种进气和排气的时间是如何控制的?答案是进气门和排气门,对吧?但问题来了,这些进排气阀是如何控制的?我们把它挖出来。

A.气门正时图是发动机进气门和排气门打开和关闭的图示发动机,发动机气门的开启和关闭取决于活塞从上止点到下止点的运动,活塞和气门之间的这种关系是通过在两者之间设置一个图形表示来控制的,这就是所谓的气门正时图。

气门正时图由一个360度图组成,该图表示在发动机循环的所有冲程中活塞从上止点到下止点的移动,以度为单位进行测量,并根据这些度控制气门的打开和关闭。

为什么我们需要气门正时图?

气门正时图

图像源

正常的发动机每分钟完成大约100000个循环,正如我们所知,在内燃机的单个循环(从空气燃料混合物的吸入到燃烧残余物的排出)中涉及到许多过程,这使得有必要配备一个有效的系统,以使

  • 发动机一个循环的各个步骤之间的同步从进气的空燃比到排气的燃烧残余量。
  • 在空气-燃料混合气发生燃烧的瞬间完全卡住燃烧室,因为泄漏会对发动机造成损害,可能是危险的。
  • 在需要时(吸气时),为发动机提供混合空气和燃油,或在柴油发动机的情况下提供空气,这是发动机的必要条件。
  • 为燃烧残余物提供出口,以便进行发动机的下一个循环。
  • 理想的打开和关闭进气和出气阀的时间,从而保护发动机免受敲打或爆炸等缺陷。
  • 燃烧燃料需要很高的压缩比,特别是在柴油发动机通过重叠关闭阀门的情况下。
  • 清洁发动机气缸,从而保持燃烧质量,减少气缸内部的磨损。
  • 对发动机功率改变所需的燃烧细节的研究。

因此,根据配气正时图设计了2冲程或4冲程的发动机,使活塞从上止点到下止点的运动分别具有理想的进、排气门开、关正时。

另请阅读:

四冲程发动机(汽油机和柴油机)的气门正时图

众所周知,在四冲程发动机中,循环是在吸气、压缩、膨胀和排气的四个冲程中完成的,气门(进气和排气)和活塞从上止点到下止点的运动之间的关系用被称为气门正时图的图形来表示。

理论上的

四冲程发动机理论配气正时图

吸气冲程- - - - - -T发动机循环从这个冲程开始,当上止点处的活塞开始向下止点移动时,进气阀打开,汽油机的空燃混合气和柴油机的新鲜空气开始进入气缸,直到活塞向下止点移动。

压缩冲程-吸入冲程后,活塞再次开始从下止点移动到上止点,以压缩空气燃料(汽油发动机)和新鲜空气(柴油发动机),从而提高缸内的压力,这对燃料的燃烧是必不可少的。

  • 在此操作过程中,进气阀关闭,以使压缩燃油的腔室卡住。

膨胀行程-压缩燃油后,燃油燃烧,进而将位于上止点的活塞推向下止点,以释放燃烧产生的压力,从而获得输出。

注-在汽油发动机中发生燃烧是由于火花的产生火花塞.

  • 在汽油发动机中,空气和燃油在吸气冲程时进入气缸。
  • 在柴油发动机中,燃烧是由于压缩行程提供的高压缩,压缩行程负责将气缸内的温度提高到柴油和空气的自动点火温度。
  • 在柴油发动机的新鲜空气进入缸内吸入冲程和燃料被喷油器喷在空气。

排气冲程-在膨胀行程后,位于下止点的活塞开始向上止点移动,随后打开排气门以清除残余燃烧

  • 活塞到达上止点后,排气门关闭。

实际或实际过程

四冲程汽油机配气正时图

四冲程柴油机气门正时图

  • 吸入冲程四冲程发动机进气阀提前10-20度打开至上止点,以适当吸入空气-燃料(汽油)或空气(柴油),这也提供了清理燃烧室中残留的燃烧残留物。
  • 当活塞到达下止点时,压缩行程开始,活塞再次开始向上止点移动。在压缩行程中,进气阀关闭下止点25-30度,为空气-燃料(汽油发动机)和空气(柴油发动机)的压缩提供完整的燃烧室俘获。
  • 在压缩冲程中,当活塞向上止点移动时,燃料燃烧在上止点前20-35度处发生,从而提供燃料的适当燃烧和火焰的适当传播。
  • 膨胀冲程的开始是由于燃料的燃烧,从而释放燃烧室内的压力,并使曲轴旋转。活塞在膨胀冲程中从上止点移动到下止点,在下止点前连续移动30-50度。
  • 排气门在下止点之前打开30-50度,然后开始排气冲程,燃烧残余物的排放随着活塞从下止点到下止点的移动而发生,在活塞到达上止点后继续移动到10-20度。

我们可以看到,在整个循环中,发动机气门重叠2次,即在压缩行程中关闭两个气门,在排气行程中打开两个气门。

二冲程发动机的端口正时图

众所周知,在二冲程汽油机中,发动机的循环在二冲程即膨胀冲程和压缩冲程中完成,在这两个冲程中分别发生燃油进气和燃烧残余排气。

理论气门正时

膨胀行程-

在膨胀冲程开始时,由于压缩冲程期间压缩空气燃料(汽油发动机)和(柴油发动机中喷射的柴油)的燃烧,位于上止点的活塞开始向下止点移动,并获得动力输出。

  • 当活塞在膨胀冲程中从上止点移动到下止点时,空气燃料(汽油发动机)和空气(柴油机)通过进气口进入。
  • 膨胀行程持续到活塞到达下止点。
压缩冲程-

在膨胀行程结束时,位于下止点的活塞开始向上止点移动,由于活塞从下止点移动到上止点,空气燃料(汽油发动机)和柴油喷射燃料(柴油发动机)的压缩以及燃烧残余物通过排气口排出。

  • 活塞由于从下止点到上止点的运动而关闭了进气道和排气口,从而提高了燃烧室内的压力。
  • 在压缩行程结束时,即活塞到达上止点时,燃油(汽油机)因火花燃烧,柴油(柴油机)因高压喷油燃烧,循环再次重复。

实际或实际过程

二冲程汽油机配气正时图

二冲程柴油机配气正时图

  • 扩张前中风即完成压缩行程,进气口打开活塞到达前10 - 20度TDC进而开始扩张中风由于燃烧的燃料(汽油发动机)曲轴箱和空气(柴油机)从进气口进入进而推动活塞对下死点。
  • 在二冲程发动机的膨胀冲程中,进气口在TDC后关闭15-20度。
  • 由于活塞在膨胀行程中从上止点移动到下止点,在活塞到达下止点之前,排气口打开35-60度,从而开始排出残余燃烧。
  • 输送口在BDC前打开30-45度,以便进行扫气过程。
  • 当活塞从下止点向上止点移动时,传输端口在下止点后关闭30-45度,从而停止扫气过程。
  • 活塞从下止点到上止点运动过程中,下止点占据燃烧室后排气阀关闭35-60度,由于压缩行程的开始,燃烧室内压力增大。然后循环又开始了。
  • 在打开传输端口的过程中,空气燃油混合气(汽油发动机)和空气(柴油发动机)被输送到气缸中。

注-在上止点和下止点前几度打开和关闭气门是发动机正常工作所必需的,因为这一度的间隙提供了冲程操作的正确完成,防止了发动机出现爆震等缺陷,也减少了排放。

  • 对于功率修改,调整气门正时,从而增加发动机的功率和扭矩,但降低经济性。

本文学习了二冲程和四冲程汽油机和柴油机的气门正时图。如果你喜欢这个信息,不要忘记在社交网络上分享它。

Pankaj Mishra

潘卡吉米什拉是一个博客的激情和机械工程师的职业。他在2015年完成了机械工程学士学位。他喜欢分享知识和帮助他人。

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