排气门提前开启的目的:做功行程当活塞接近下止点时,气缸内压力虽然有0.3~0. 4 MPa,但对活塞做功而言作用不大。这时若稍开启排气门,大部分废气在此压力作用下可迅速从气缸内排出。当活塞到达下止点时,气缸内压力已大大下降(约0. 115MPa),这时排气门开度进一步增加,从而减少了活塞上行时的排气阻力。高温废气的迅速排出,还可防止发动机过热。当活塞到达上止点时,燃烧室内的废气压力仍高于大气压力,加之排气时气流有一定的惯性,所以排气门迟一点关,可以使废气排得更加彻底。
由于进气门在上止点前开启,而排气门在上止点后延迟关闭,由此出现排气门和进气门同时开启的一段时间,称为气门叠开,反映到曲轴转角上就称为气门重叠角。由于新鲜气流和废气流惯性都比较大,在短时间内不会改变流向,因此只要气门重叠角选择适当,就不会有废气倒流入进气管和新鲜气体随同废气排出的可能,这对于换气是有利的。
对于不同的发动机,由于结构型式、转速各不相同,所以配气正时也不相同,合理的配气正时应根据发动机性能要求,通过反复试验确定。
气门传动组件的作用:使进、排气门按配气正时规定的时刻开闭,并且保证有足够的气门升程。凸轮轴由曲轴通过正时带(链条)驱动,因此,在装配曲轴和凸轮轴时,必须将正时记号对准,以保证正确的配气正时。凸轮轴正时带(链)轮,再通过键传动或过盈配合带动凸轮轴,凸轮轴再通过气门、摇臂驱动或直接驱动气门开闭。这中间存在许多环节,其中任何一个环节出现问题,如键错位、正时带掉齿、凸轮轴磨损、气门间隙、液压挺柱故障等均会影响进、排气门的实际开启时刻。
对于现代电控发动机,发动机
ECU利用
曲轴位置传感器、
凸轮轴位置传感器来检测曲轴和凸轮轴的位置,以确定正确的点火时刻和喷油时刻,两个传感器信号不准确也会导致发动机
ECU监测到故障码“配气正时不正确”。
当今发动机大多采用可变气门正时系统,如本田稚阁VTEC系统,丰田汽车VVTi系统,大众/奥迪车系可变配气正时(相位)系统等。可变气门正时系统发生故障,最终也影响进、排气门的实际开启时刻,导致配气正时错误。
在配气机构出现故障的情况下,即使正时记号对准,配气正时也是错的,例如本案例中凸轮轴带轮与凸轮轴之间的移位。还要注意,对于每气缸装有两只以上气门的发动机,配气正时不正确极易发生活塞顶撞气门的严重事故。
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