四、配气相位
为了保证LNG发动机进气、排气充分,进气门在活塞运行到上止点之前会提前开启,排气门在活塞运行到下止点之前会提前打开,这样气门从打开到关闭的曲轴转角,就称为配气相位,如图3-29所示。
每一种型号的发动机配气相位都不相同。为了保证配气相位准确,在发动机的齿轮系啮合齿上有装配“0、0”标记或者“0”标记,在装配正时齿轮系时,“0、0”标记与“0”标记分别对准。
1.进气相位
(1)进气提前角 在排气行程接近终了时,活塞到达上止点前,进气门便提前打开,从进气门打开到上止点之间所对应的曲轴转角,就叫进气提前角。进气门提前打开,保证了进气行程开始阶段提前进气,有利于提高发动机进气量。
(2)进气延迟角 活塞越过进气下止点,开始上行(压缩行程开始)一段时间后,再关闭进气门,从下止点延迟至气门关闭所对应的曲轴转角,称为进气延迟角。延迟进气门关闭时刻,能够充分利用进气行程结束前缸内存在的压力差和较高的气流惯性继续进气。下止点过后,随着活塞的上行,气缸内的压力也逐渐减小,当气缸内外压力差消失,流速接近零时,关闭进气门,此时所对应的进气延迟角最佳。若进气延迟角过大,会出现进入气缸的进气发生回流现象。
2.排气相位
(1)排气提前角 在做功行程接近终了时,活塞到达下止点前,排气门便提前打开,从排气门打开到下止点之间所对应的曲轴转角,就叫排气提前角。排气门适时一段时间提前打开,虽然会损失一定的功率,但是可以利用较高的缸内压力,将大部分燃烧废气迅速排出,待活塞开始上行时,缸内的压力已经大大下降,可以减小排气行程所消耗的功率。另外,由于高温废气的有效排出,排气温度也会有所下降,有利于防止发动机过热。
(2)排气延迟角 活塞越过排气上止点,延迟一定时刻再关闭排气门,从上止点到排气门关闭所对应的曲轴转角,称为排气延迟角。活塞到达上止点时,气缸内的压力仍然高于大气压力,由于废气气流具有较高的惯性,适当延迟排气门关闭时刻,可以利用此压力和气流的惯性使废气排得较为干净。
3.气门重叠角
从图3-29可以看出,由于进气门在活塞到达上止点前便打开,而排气门在活塞到达上止点后关闭,这样就出现了在上止点附近,同一时间内进、排气门同时开启,进气、排气二者重叠在一起的现象,称为气门叠开。所对应的曲轴转角,称为气门重叠角。气门叠开期间,进、排气门的开度均较小,而且由于进气气流和排气气流的惯性作用,短时间内不会改变气流的流向,因而只要气门重叠角恰当,就不会出现废气回流进气管,及混合气随同废气一同排出的问题。若气门重叠角过大,发动机在低负荷运行时,则可能出现上述现象,使发动机的混合气回流,功率下降。
4.配气机构的主要零部件
配气机构由凸轮轴、挺柱体、推杆、摇臂、摇臂轴、气门弹簧及气门导管等一些相关部件组成,如图3-30所示。
凸轮轴在发动机上的布置有下置,侧置和顶置等形式,重型载货汽车(LNG发动机)采用顶置凸轮。)
图3-29 WP10NG336E40发动机配气相位
图3-30 配气机构分解
1—气门弹簧 2—气门套管 3—进气门座圈 4—进气门 5—进气门上座 6—排气门 7—凸轮轴 8—排气门座圈 9—摇臂轴卡簧 10—摇臂、摇臂调整螺栓 11—摇臂座、摇臂螺栓 12—摇臂轴 13—摇臂轴弹簧 14—推杆 15—挺柱体