氣門重疊角工作原理

理想狀況下四行程引擎的運(yùn)作包含「進(jìn)氣」、「壓縮」、「做功」、「排氣」四個(gè)行程。當(dāng)進(jìn)氣行程開始時(shí)，進(jìn)氣門逐漸開啟活塞必須同步逐漸往下止點(diǎn)移動(dòng)。當(dāng)進(jìn)氣門開啟到最大時(shí)（也就是下壓到最深處，這就是凸輪軸的揚(yáng)程）活塞必須移動(dòng)到下止點(diǎn)并且在活塞下移的過程中同時(shí)就由先前燃燒后汽缸真空（負(fù)壓）吸入新鮮的混合油氣（空氣與燃油的混合）到此完成進(jìn)氣行程。

接下來活塞由下止點(diǎn)開始上移，此時(shí)進(jìn)入壓縮行程在這個(gè)行程中活塞會(huì)逐漸朝上止點(diǎn)移動(dòng)。同時(shí)將吸入汽缸的混合油氣向上擠壓直到上止點(diǎn)時(shí)，所有的混合油氣會(huì)被擠壓在活塞頂部與汽缸頭的間隙中（這個(gè)間隙就是俗稱的「燃燒室」，此時(shí)進(jìn)氣門與排氣門接為「關(guān)閉」?fàn)顟B(tài)）至此壓縮行程完成。

完成壓縮行程后ECU會(huì)發(fā)出訊號(hào)，讓火花塞進(jìn)行點(diǎn)火借此引爆被壓縮的混合油氣被引爆的混合油氣則會(huì)將活塞推向下止點(diǎn)。這就是「動(dòng)力」的來源也是所謂的「燃燒（或爆炸）」行程，接著當(dāng)活塞被推向下止點(diǎn)后會(huì)再度往上止點(diǎn)移動(dòng)在往上止點(diǎn)移動(dòng)的過程中，排氣門則同步逐漸開啟透過活塞的上移將燃燒后的廢氣「推擠」出汽缸這就是排氣行程。

以上四個(gè)行程不斷循環(huán)維持引擎的運(yùn)轉(zhuǎn)而產(chǎn)生動(dòng)力的輸出。

由上述的文字我們可以發(fā)生在理想狀況下，進(jìn)氣門和排氣門不會(huì)有「同時(shí)開啟」的狀況，也就是沒有「氣門重疊」的現(xiàn)象。不過在某些特定需求下比如要求高轉(zhuǎn)速域的輸出表現(xiàn)時(shí)，為求排氣更加順暢會(huì)刻意讓進(jìn)氣門在排氣門尚未完全關(guān)閉時(shí)，就逐漸開啟因?yàn)樾迈r的混合油氣要進(jìn)入汽缸內(nèi)主要是依靠上述燃燒后活塞下移所產(chǎn)生的負(fù)壓吸力。由于混合油氣具有質(zhì)量與阻力，當(dāng)進(jìn)氣行程從進(jìn)氣門開啟到關(guān)閉氣門那一刻止汽缸內(nèi)所吸入的混合油氣往往未能達(dá)到飽和。因此引擎工程師在設(shè)計(jì)凸輪開啟角度時(shí)，會(huì)趨向早開及晚關(guān)的方式這樣能讓混合油氣有更多的時(shí)間，進(jìn)入汽缸既然進(jìn)排氣門有著早開及晚關(guān)的角度設(shè)計(jì)。

當(dāng)排氣行程結(jié)束后緊接著又是進(jìn)氣行程的開始，排氣門晚關(guān)進(jìn)氣門早開造成進(jìn)排氣門同時(shí)開啟的角度重復(fù)。這就是學(xué)理上所謂的Over Lap 「氣門重疊」。氣門重疊是因?yàn)樵玳_晚關(guān)設(shè)計(jì)所產(chǎn)生的機(jī)械現(xiàn)象而此現(xiàn)象也讓排氣門尚未關(guān)閉前，利用新鮮混合油氣進(jìn)入汽缸來驅(qū)離汽缸內(nèi)尚未完全排除的廢氣。這種設(shè)計(jì)也有效增加汽缸的進(jìn)排氣量的功效。

采用一維仿真方法探討了進(jìn)氣門晚關(guān)角在某較高轉(zhuǎn)速外特性工況點(diǎn)對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)性能的影響規(guī)律和作用機(jī)制。分析可知,進(jìn)氣門關(guān)閉時(shí)刻氣門座處的流速為零并不會(huì)使充量系數(shù)達(dá)到最大,適當(dāng)增大進(jìn)氣門晚關(guān)角可使得正向進(jìn)氣量增加,但過度增大進(jìn)氣門晚關(guān)角將使得進(jìn)氣倒流量顯著增加,從而不利于提高綜合進(jìn)氣量 。可以根據(jù)氣門控制參數(shù)的變化情況,對(duì)可變氣門技術(shù)進(jìn)行了詳細(xì)的分類 。

氣門錐面與氣門頂平面的夾角 。

氣門錐面與錐角 氣門頭部與氣門座接觸的工作面，是與桿身同心的錐面。通常將這一錐面與氣門頂平面的夾角稱為氣門錐角，如圖3.37所示。

一般按發(fā)動(dòng)機(jī)高速旋轉(zhuǎn)工況的需要來設(shè)計(jì)氣閥重疊角。它的原理如下, 理想狀況下：四行程引擎的運(yùn)作包含「進(jìn)氣」、「壓縮」、「做功」、「排氣」四個(gè)行程