关于气门叠开角的一点疑问

swpplt

我们知道内燃机换气过程中，为保证进排气质量，通常会提前开启进气门，推迟关闭排气门，在这一段曲轴转角内，我们称为气门叠开，在这一期间，进气管，气缸，排气管三者直接相通，此时气流方向取决于压力差。良好的气门叠开角，对发动机换气过程非常重要，不过在这一换气过程中，我有以下疑问，望大家指教：
1.气门叠开之间，虽然依靠气体惯性，能进更多的燃气和能排更多的废气，但是进排气门相隔那么近，此时进气门进气，排气门排气，无论是进气惯性还是气流运动都会是一部分燃气直接排掉，这就造成的燃油浪费，和环境污染。而且我从相关内燃机上查的通常气门叠开角还不小，通常会在30度以上（我不确定是否真有这么大，希望知道确定值的指教一下），这么大的叠开角，是否真能用多进的气抵消浪费的气产生的功率？就算能够，那这是否是用经济性和排放性来换高功率？这样的画，还不如直接增大排量。
2.对于自然吸气的汽油机来说，通常进气压力低于大气压力，温度也叫排气低，而当气门叠开时，强制排气过程已经完成，此时处于吸气过程，气流惯性真能抵消高温高压带来的气流运动方向改变，而不使废气回流到燃烧室，甚至是进气管（个人觉得，回到进气管不太可能，不过回到气缸却是很大可能的，毕竟此消彼长嘛）这样的话，是否不利于换气，不利于燃烧呢？
  气门叠开在内燃机上广泛存在，肯定有它的道理，不过以上是本人的一点疑问，欢迎大家讨论！

yanjc

个人理解：
1.气门重叠角应该是配合工况变化进行调整的（理想状态即VVT）
   怠速工况时，需要小气门重叠角，因为此时进气惯性小，易发生楼主所说的排气倒流影响燃烧的情况，严重的出现怠速不稳或启动困难。
  高速工况时，希望尽可能利用进气惯性，此时多延迟进气关闭角，即出现大的气门重叠角。
2.不知道楼主有没有了解过内部EGR的概念，（什么叫发动机内部EGR？
http://www.cartech8.com/forum-vi ... fromuid-277345.html
），为达到内部EGR以起到降低排放的目的，通过调整排气门关闭角,即改变气门重叠角的方法实现。

随谈

哈哈哈哈哈哈，啥是部分燃气直接排掉啊，那还是发动机？如此低级的知识还想对发动机配气讨论，

swpplt

恩，很同意二楼的说法，现在发动机采用可变配气正时和可变凸轮机构改变气门重叠角，从而改善换气过程。在低速和高速时分别采用较小和较大的气门叠开角，这些是不是都为了补偿我提出的哪些疑问了？或者说是为了尽量减小可能出现的机会。或者说在以前没有这些技术时，我所提到的问题是不是客观存在？关于内部EGR的说法，我觉得这只是一种被动的存在，即并不是为了降低排放而采用气门叠开！气门叠开只是为了改善换气过程，在这个工程中可能顺带产生内部EGR，使内燃机排放有所好转，但这些都不是主要目的吧！    我想问的是，我所提到的问题是不是客观存在，或者说本身存在，但没有到我所说的程度而已!

yanjc

应该说是楼主说的现象确实存在，但没有达到楼主说的那种程度。
对于无VVT的发动机，气门重叠角设计时就设置在一个较小的值以保证低速启动时燃烧稳定，联电的经验值是在20°以下。
另外，内部EGR同样可以达到降低排放的效果，为达到此目的（因为法规控制越来越严格），内部EGR现在已经变成主动控制的策略，不再只是一个被动的存在了。

随谈

气门叠开角使怠速稳定的，对发动机的性能绝对不是吹的那样好，气门的升程可变得要

pony01

楼主同学很爱思考，很好。我简单总结一下。
事实上，对应于发动机的每一种工况，理论上都有一组最佳的的配气相位存在，即你们所说的最佳进排气提前角。近几年由于VVT技术的出现，使得我们下可以利用VVT技术优化任一工况进排气过程成为可能。1）在怠速时，发动机控制唯一的控制目标是稳定的燃烧以实现稳定转速。因此小的重叠角可以避免废气回吸形成过量内部EGR，可以减小燃烧间循环波动，实现稳定的燃烧。2）低负荷时的控制目标是尽可能低的油耗。这个工况下VVT的特点是形成较大的重叠角，以减小泵气损失。（即miller循环）3）高速高负荷下，最重要的目标是功率。此时较大的进气提前角，提高进气效率，从而获得最高功率。

另外，楼主担心重叠角过大造成燃油浪费，环境污染。对于缸内直喷发动机完全可以忽略这个问题。并且在低速高负荷时，经常有意识加大重叠角以利用扫气效应（Scavaging effect）以提高低端扭矩。对于进气道喷射发动机，则在充分利用扫气效应提高扭矩以及充分估计因重叠角过大而引起的油耗增加之间去平衡。

gzxclj

楼主说的没错，确实有一部分废气会进入进气门，但是，这正是目的之一！今天培训老师正好给我们讲到了气门重叠角！

gzxclj

不过，楼主的部分概念搞错了！ 不是让多进空气来补偿什么排气功率损失！