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作者:松生空谷

在发动机运行的四个冲程中,进气冲程相对于其它三个冲程稍显复杂。原因在于进气提前角,排气延迟角的相互作用下对工况的影响! 进气提前角和排气延迟角,就是通常所说的气门的“早开迟闭”,这是提升发动机功率的一个很重要的设计,且听我详细解读。

首先,进气冲程时,混合气顺利进入汽缸内是需要条件的。进气的动力来自活塞下行时产生的负压。

根据原理,密封的容器,如果将其内部容积扩大,容器内的空气压力会显著下降,此时容器内外出現压力差,如果密封的容器开个孔,空气就会在压力差的作用下产生进气。

由此可知,密封性和扩大容积是进气产生的条件。

引用过来分析就会发现,发动机活塞环与气缸的密封性,气门的密封性很重要。。虽然进气门在上止点前提前开启,但由于气缸内容积并未扩大,因此进气是不会发生的,提前开启只是为进气做准备。

为什么要做准备呢?

原因在于进气是一个过程,空气由静止到加速需要时间,当发动机在高速运行时,每个冲程的运行时间会变的很短,如果进气门延迟开启,等到空气的速度加起来时,进气门开始关闭,就会导致实际进入气缸的混合气偏少,严重影响高速的动力性能。

另一方面,排气末期缸内的废气也会通过提前开启的进气门进入进气道,对进气道内的混合气进行稀释,导致混合气的质量变差,这就是重叠角引起废气对混合气的稀释作用。

在节气门开度比较小时,进气道内混合气偏少,通过进气门在提前开启时,窜入进气道的废气稀释混合气,所占的比例偏大,混合气质量变差,就会影响启动和怠速的稳定性。这也就是为什么启动和怠速时需要供给较浓混合气的原因之一。

随着节气门的开度变大,进入进气道的混合气增多,相对而言,废气在混合气中占的比例会减少,废气对混合气的稀释作用减弱,直至小到忽略不计,因此可以提供偏稀的混合气,有利于减少排放和节油。

排气延迟角,也就是排气门延迟关闭。为什么要设计延迟角呢?

化油器节气门处,由于节流作用导致气流流速加快,产生的负压从喷孔内吸出燃油。也就是说快速流动的气流会产生负压。延迟角就是利用高速排出废气时,在废气的后方会形成负压,为混合气进入气缸提供动力,有了这个初始动力,在排气门关闭后,进气的速度会逐渐加速,有利于提高气缸的充气效率。

活塞继续下行,缸内负压持续扩大,直到到达下止点时,负压达到最大值,进气的气流流动速度也达到最快。

由正时图可以看出,进气门关闭(进气延迟角)在压缩冲程,活塞上行的途中,这样的设计又是为什么呢?

在高速路上行驶的汽车,时速达到100公里/小时的速度时,刹车到车辆停下来,车子的滑行距离达到40米以上,车速越低,滑行距离越短,这就是惯性。

同样的道理,进气道内的混合气,在流速达到最大时,也会存在较大的气流惯性,进气门延迟关闭,就是利用惯性进气来增加汽缸的充气效率,达到功率的提升的。

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责任编辑: 鲁达

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