簡述柴油機(jī)配氣機(jī)構(gòu)工作過程和相位圖
發(fā)布時(shí)間：2024-06-01 點(diǎn)擊：172
簡述柴油機(jī)配氣機(jī)構(gòu)工作過程和相位圖
配氣機(jī)構(gòu)與進(jìn)排氣系統(tǒng)的功用是按柴油機(jī)的工作循環(huán)和著火順序，定時(shí)地開啟和關(guān)閉各缸的進(jìn)排氣門，以保證新鮮空氣適時(shí)充入氣缸，并將燃燒后的廢氣即時(shí)排出。發(fā)動(dòng)機(jī)配氣機(jī)構(gòu)的類型有：氣門式、氣孔式和氣孔-氣門式三種類型。四沖程柴油機(jī)普遍采用氣門式配氣機(jī)構(gòu)。柴油機(jī)對(duì)配氣機(jī)構(gòu)及進(jìn)排氣系統(tǒng)的要求是：進(jìn)入氣缸的新鮮空氣要盡可能多，排氣要盡可能充分；進(jìn)、排氣門的開閉時(shí)刻要準(zhǔn)確，開閉時(shí)的振動(dòng)和噪聲要盡量??；另外，要工作可靠，使用壽命長和便于調(diào)整。本節(jié)著重講述四沖程柴油機(jī)的氣門式配氣機(jī)構(gòu)及其進(jìn)排氣系統(tǒng)。
一、 配氣機(jī)構(gòu)工作過程
氣門式配氣機(jī)構(gòu)由氣門組（氣門、氣門導(dǎo)管、氣門座及氣門彈簧等）和氣門傳動(dòng)組（推桿、搖臂、凸輪軸和正時(shí)齒輪等）組成。
1、按氣門相對(duì)于氣缸位置分類
柴油機(jī)配氣機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)形式較多，按照氣門相對(duì)于氣缸的位置不同可分為兩種形式：
（1）側(cè)置式
氣門布置在氣缸側(cè)面的稱為側(cè)置式氣門配氣機(jī)構(gòu)；采用側(cè)置式氣門配氣機(jī)構(gòu)布置的燃燒室橫向面積大，結(jié)構(gòu)不緊湊，而高度又受氣流和氣門運(yùn)動(dòng)的限制不能太小，所以當(dāng)壓縮比大于7.5時(shí)，燃燒室就很難布置。對(duì)于柴油機(jī)，由于壓縮比不能太低，所以廣泛采用頂置式氣門配氣機(jī)構(gòu)。其結(jié)構(gòu)組成如圖1所示。
（2）頂置式
氣門布置在氣缸頂部的稱為頂置式氣門配氣機(jī)構(gòu)。頂置式氣門配氣機(jī)構(gòu)如圖2所示，由凸輪軸、挺柱、推桿、氣門搖臂和氣門等零件組成。進(jìn)、排氣門都布置在氣缸蓋上，氣門頭部朝下，尾部朝上。如凸輪軸為了傳動(dòng)方便而靠近曲軸，則凸輪與氣門之間的距離就較長。中間必須通過挺柱、推桿、搖臂等一系列零件才能驅(qū)動(dòng)氣門，使機(jī)構(gòu)較為復(fù)雜，整個(gè)系統(tǒng)的剛性較差。
頂置式氣門配氣機(jī)構(gòu)工作過程如下：
凸輪軸由曲軸通過齒輪驅(qū)動(dòng)。當(dāng)柴油機(jī)工作時(shí)，凸輪軸即隨曲軸轉(zhuǎn)動(dòng)，對(duì)于四沖程柴油機(jī)而言，凸輪軸的轉(zhuǎn)速為曲軸轉(zhuǎn)速的1/2，即曲軸轉(zhuǎn)兩轉(zhuǎn)完成一個(gè)工作循環(huán)，而凸輪軸轉(zhuǎn)一轉(zhuǎn)，使進(jìn)、排氣門各開啟一次。當(dāng)凸輪軸轉(zhuǎn)到凸起部分與挺柱相接觸時(shí)，挺柱開始升起。通過推桿和調(diào)整螺釘使搖臂繞搖臂軸轉(zhuǎn)動(dòng)，搖臂的另一端即壓下氣門，使氣門開啟。在壓下氣門的同時(shí)，內(nèi)、外兩個(gè)氣門彈簧也受到壓縮。當(dāng)凸輪軸凸起部分的最高點(diǎn)轉(zhuǎn)過挺柱平面以后，挺柱及推桿隨凸輪的轉(zhuǎn)動(dòng)而下落，被壓緊的氣門彈簧通過氣門彈簧座和氣門鎖片，將氣門向上抬起，最后壓緊在氣門座上，使氣門關(guān)閉。氣門彈簧在安裝時(shí)就有一定的預(yù)緊力，以保證氣門與氣門座貼合緊密而不致漏氣。
圖1 側(cè)置氣門式配氣機(jī)構(gòu)
1-氣缸蓋；2-氣門導(dǎo)管；3-氣門；4-氣門主彈簧；5-氣門副彈簧；6-氣門彈簧座；7-鎖片；8-氣門室罩；9-搖臂軸；10-氣門搖臂；11-鎖緊螺母；12-調(diào)整螺釘；13-推桿；14-挺柱；15-凸輪軸
圖2 柴油機(jī)頂置式氣門結(jié)構(gòu)
2、按凸輪軸的布置位置分類
按凸輪軸的布置位置可分為上置凸輪軸式、中置凸輪軸式和下置凸輪軸式。
（1）上置凸輪軸式
上置凸輪軸式配氣機(jī)構(gòu)的凸輪軸安裝在汽缸蓋上，它一般有兩種形式：一種是單凸輪軸式，如圖3（a）所示；另一種是雙凸輪軸式，如圖3（b）所示。
（2）凸輪軸中置式配氣機(jī)構(gòu)
對(duì)于轉(zhuǎn)速較高的發(fā)動(dòng)機(jī)，為了減小氣門傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的往復(fù)運(yùn)動(dòng)質(zhì)量，通常將凸輪軸位置移至氣缸體上部(相當(dāng)于整個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)的中部)，由凸輪軸經(jīng)過挺柱直接驅(qū)動(dòng)搖臂，而省去推桿，由搖臂驅(qū)動(dòng)氣門，這種結(jié)構(gòu)稱為凸輪軸中置式配氣機(jī)構(gòu)，如圖4（a）所示。這種方案如仍采用齒輪傳動(dòng)，需要加中間齒輪(隋輪)。
（3）凸輪軸下置式配氣機(jī)構(gòu)
凸輪軸由曲軸通過正時(shí)齒輪驅(qū)動(dòng)，一般將凸輪軸布置在曲軸箱從底部偏向中部的位置，目的是盡可能縮短凸輪軸與曲軸之間的距離，此種結(jié)構(gòu)稱為凸輪軸下置式配氣機(jī)構(gòu)，如圖4（b）所示。這種方案傳動(dòng)簡單，一般都采用齒輪傳動(dòng)。
圖3 上置凸輪軸配氣機(jī)構(gòu)
圖4 下置式和中置式凸輪軸配氣機(jī)構(gòu)
3、按曲軸與凸輪軸之間的傳動(dòng)方式分類
按曲軸與凸輪軸之間的傳動(dòng)方式可分為齒輪傳動(dòng)式和鏈條傳動(dòng)式。
（1）齒輪傳動(dòng)
為了使齒輪嚙合平順，減小噪聲和磨損，配對(duì)正時(shí)齒輪多用斜齒并用不同材料制成。為了保證配氣正時(shí)，齒輪上都有正時(shí)記號(hào)，裝配時(shí)必須使記號(hào)對(duì)齊。
（2）鏈條傳動(dòng)
正時(shí)齒輪通過鏈條驅(qū)動(dòng)凸輪軸，在鏈條側(cè)面有張緊機(jī)構(gòu)和鏈條導(dǎo)板，利用張緊機(jī)構(gòu)可以調(diào)整鏈條的張力。
4、按每缸的氣門數(shù)目
按每缸的氣門數(shù)目可分為二氣門、三氣門、四氣門和五氣門機(jī)構(gòu)。
一般發(fā)動(dòng)機(jī)采用較多的是每缸兩個(gè)氣門，即一個(gè)進(jìn)氣門和一個(gè)排氣門。這種結(jié)構(gòu)在可能的條件下應(yīng)盡量加大氣門的直徑，特別是進(jìn)氣門的直徑，以改善汽缸的換氣性能。但是，由于受到燃燒室尺寸的限制，從理論上講，最大氣門直徑一般不超過汽缸直徑的一半。當(dāng)汽缸直徑較大、活塞平均速度較高時(shí)，每缸一進(jìn)一排的氣門結(jié)構(gòu)就不能滿足發(fā)動(dòng)機(jī)對(duì)換氣的要求。這就要采用每缸三氣門（如圖5所示）、四氣門（如圖6所示）的結(jié)構(gòu)。
圖5 三氣門配氣機(jī)構(gòu)布置示意圖
圖6 每缸四氣門配氣機(jī)構(gòu)布置圖
二、配氣相位
原理上柴油機(jī)的進(jìn)氣、壓縮、做功和排氣等過程，都是在活塞到達(dá)上止點(diǎn)和到達(dá)下止點(diǎn)時(shí)開始或完成。但是為了進(jìn)氣更充分、排氣更干凈，進(jìn)、排氣門要提早打開、延遲關(guān)閉。柴油機(jī)的進(jìn)、排氣門開始開啟和關(guān)閉終了的時(shí)刻以及開啟的延續(xù)時(shí)間，通常用相對(duì)于上、下止點(diǎn)時(shí)的曲軸轉(zhuǎn)角來表示，稱為配氣相位或配氣定時(shí)。表示每缸進(jìn)、排氣配氣相位（正時(shí)）關(guān)系的環(huán)形圖，稱配氣相位（正時(shí)）圖，如圖7所示。
在四沖程發(fā)動(dòng)機(jī)的簡單工作循環(huán)中，為了方便，曾把進(jìn)、排氣過程都看作是在活塞的一個(gè)行程內(nèi)即曲軸轉(zhuǎn)180°完成的，即氣門開關(guān)時(shí)刻是在活塞的上、下止點(diǎn)處。但實(shí)際情況并非如此。由于發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速很高，一個(gè)行程的時(shí)間極短，這樣短的時(shí)間難以做到進(jìn)氣充分，排氣干凈。為了改善換氣過程，提高發(fā)動(dòng)機(jī)性能，實(shí)際發(fā)動(dòng)機(jī)的氣門開啟和關(guān)閉并不恰好在活塞的上、下止點(diǎn)，而是適當(dāng)?shù)靥崆昂蜏?，以延長進(jìn)、排氣的時(shí)間。也就是說，氣門開啟過程中曲軸轉(zhuǎn)角都大于180°。
1、進(jìn)氣門的配氣相位
（1）進(jìn)氣提前角
在排氣行程接近終了，活塞到達(dá)上止點(diǎn)之前，進(jìn)氣門便開始開啟。從進(jìn)氣門開始開啟到上止點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的曲軸轉(zhuǎn)角稱為進(jìn)氣提前角（或早開角），用α表示，一般為10°～30°。進(jìn)氣門提前開啟的目的，是為了保證進(jìn)氣行程開始時(shí)進(jìn)氣門已開大，新鮮氣體能順利地充入汽缸。
（2）進(jìn)氣滯后角
在進(jìn)氣行程下止點(diǎn)過后，活塞重又上行一段，進(jìn)氣門才關(guān)閉。從下止點(diǎn)到進(jìn)氣門關(guān)閉所對(duì)應(yīng)的曲軸轉(zhuǎn)角稱為進(jìn)氣滯后角（或晚關(guān)角），用β表示，β一般為4°～8°。進(jìn)氣門晚關(guān)，是因?yàn)榛钊竭_(dá)下止點(diǎn)時(shí)，由于進(jìn)氣阻力的影響，汽缸內(nèi)的壓力仍低于大氣壓，且氣流還有相當(dāng)大的慣性，仍能繼續(xù)進(jìn)氣。下止點(diǎn)過后，隨著活塞的上行，汽缸內(nèi)壓力逐漸增大，進(jìn)氣氣流速度也逐漸減小，至流速等于0時(shí)，進(jìn)氣門便關(guān)閉的β角最適宜。β過大便會(huì)將進(jìn)入汽缸的氣體重新又壓回進(jìn)氣管。
由上可見，進(jìn)氣門開啟持續(xù)時(shí)間內(nèi)的曲軸轉(zhuǎn)角，即進(jìn)氣持續(xù)角為α+180°+β，其配氣相位如圖8（a）所示。
2、排氣門的配氣相位
（1）排氣提前角
在做功行程的后期，活塞到達(dá)下止點(diǎn)前，排氣門便開始開啟。從排氣門開始開啟到下止點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的曲軸轉(zhuǎn)角稱為排氣提前角（或早開角），用y表示，γ一般為40°～80°。排氣門恰當(dāng)?shù)卦玳_，汽缸內(nèi)還有0.3～0.5mpa的壓力，做功作用已經(jīng)不大，但利用此壓力可使汽缸內(nèi)的廢氣迅速地自由排出，待活塞到達(dá)下止點(diǎn)時(shí)，汽缸內(nèi)只剩0.11～0.12mpa的壓力，使排氣行程所消耗的功率大為減小。此外，高溫廢氣的早排，還可防止發(fā)動(dòng)機(jī)過熱。但y角若過大，則將得不償失。
（2）排氣滯后角
在活塞越過上止點(diǎn)后，排氣門才關(guān)閉。從上止點(diǎn)到排氣門關(guān)閉所對(duì)應(yīng)的曲軸轉(zhuǎn)角稱為排氣滯后角（或晚關(guān)角），用δ表示，δ一般為10°～30°。由于活塞到達(dá)上止點(diǎn)時(shí)，汽缸內(nèi)的壓力仍高于大氣壓，且廢氣氣流有一定的慣性，所以排氣門適當(dāng)晚關(guān)可使廢氣排得較干凈。
由上可見，排氣門開啟持續(xù)時(shí)間內(nèi)的曲軸轉(zhuǎn)角，即排氣持續(xù)角為y+180°+δ，其配氣相位如圖8（b）所示。
3、氣門的疊開
由于進(jìn)氣門早開和排氣門晚關(guān)，就出現(xiàn)了一段進(jìn)、排氣門同時(shí)開啟的現(xiàn)象，稱為氣門疊開。同時(shí)開啟的角度，即進(jìn)氣門早開角與排氣門晚關(guān)角的和α+δ，稱為氣門疊開角。
由于進(jìn)氣門關(guān)閉時(shí)，活塞距下止點(diǎn)已較遠(yuǎn)，其速度已相當(dāng)大。因而晚關(guān)角的變化對(duì)汽缸內(nèi)的容積及充量的影響較大。在配氣相位的4個(gè)角中，進(jìn)氣滯后角的大小，對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)性能的影響最大。因此，一般發(fā)動(dòng)機(jī)當(dāng)配氣相位變滯后，影響發(fā)動(dòng)機(jī)性能最大的進(jìn)氣滯后角變大，而這正是高速時(shí)所要求的，所以對(duì)高速稍有利但低速性能變壞；反之，配氣相位變早時(shí)，進(jìn)氣滯后角變小，對(duì)低速稍有利而高速性能變壞。
對(duì)于不同發(fā)動(dòng)機(jī)，由于結(jié)構(gòu)形式、轉(zhuǎn)速各不相同，因而配氣相位也不
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一、 配氣機(jī)構(gòu)工作過程
氣門式配氣機(jī)構(gòu)由氣門組（氣門、氣門導(dǎo)管、氣門座及氣門彈簧等）和氣門傳動(dòng)組（推桿、搖臂、凸輪軸和正時(shí)齒輪等）組成。
1、按氣門相對(duì)于氣缸位置分類
柴油機(jī)配氣機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)形式較多，按照氣門相對(duì)于氣缸的位置不同可分為兩種形式：
（1）側(cè)置式
氣門布置在氣缸側(cè)面的稱為側(cè)置式氣門配氣機(jī)構(gòu)；采用側(cè)置式氣門配氣機(jī)構(gòu)布置的燃燒室橫向面積大，結(jié)構(gòu)不緊湊，而高度又受氣流和氣門運(yùn)動(dòng)的限制不能太小，所以當(dāng)壓縮比大于7.5時(shí)，燃燒室就很難布置。對(duì)于柴油機(jī)，由于壓縮比不能太低，所以廣泛采用頂置式氣門配氣機(jī)構(gòu)。其結(jié)構(gòu)組成如圖1所示。
（2）頂置式
氣門布置在氣缸頂部的稱為頂置式氣門配氣機(jī)構(gòu)。頂置式氣門配氣機(jī)構(gòu)如圖2所示，由凸輪軸、挺柱、推桿、氣門搖臂和氣門等零件組成。進(jìn)、排氣門都布置在氣缸蓋上，氣門頭部朝下，尾部朝上。如凸輪軸為了傳動(dòng)方便而靠近曲軸，則凸輪與氣門之間的距離就較長。中間必須通過挺柱、推桿、搖臂等一系列零件才能驅(qū)動(dòng)氣門，使機(jī)構(gòu)較為復(fù)雜，整個(gè)系統(tǒng)的剛性較差。
頂置式氣門配氣機(jī)構(gòu)工作過程如下：
凸輪軸由曲軸通過齒輪驅(qū)動(dòng)。當(dāng)柴油機(jī)工作時(shí)，凸輪軸即隨曲軸轉(zhuǎn)動(dòng)，對(duì)于四沖程柴油機(jī)而言，凸輪軸的轉(zhuǎn)速為曲軸轉(zhuǎn)速的1/2，即曲軸轉(zhuǎn)兩轉(zhuǎn)完成一個(gè)工作循環(huán)，而凸輪軸轉(zhuǎn)一轉(zhuǎn)，使進(jìn)、排氣門各開啟一次。當(dāng)凸輪軸轉(zhuǎn)到凸起部分與挺柱相接觸時(shí)，挺柱開始升起。通過推桿和調(diào)整螺釘使搖臂繞搖臂軸轉(zhuǎn)動(dòng)，搖臂的另一端即壓下氣門，使氣門開啟。在壓下氣門的同時(shí)，內(nèi)、外兩個(gè)氣門彈簧也受到壓縮。當(dāng)凸輪軸凸起部分的最高點(diǎn)轉(zhuǎn)過挺柱平面以后，挺柱及推桿隨凸輪的轉(zhuǎn)動(dòng)而下落，被壓緊的氣門彈簧通過氣門彈簧座和氣門鎖片，將氣門向上抬起，最后壓緊在氣門座上，使氣門關(guān)閉。氣門彈簧在安裝時(shí)就有一定的預(yù)緊力，以保證氣門與氣門座貼合緊密而不致漏氣。
圖1 側(cè)置氣門式配氣機(jī)構(gòu)
1-氣缸蓋；2-氣門導(dǎo)管；3-氣門；4-氣門主彈簧；5-氣門副彈簧；6-氣門彈簧座；7-鎖片；8-氣門室罩；9-搖臂軸；10-氣門搖臂；11-鎖緊螺母；12-調(diào)整螺釘；13-推桿；14-挺柱；15-凸輪軸
圖2 柴油機(jī)頂置式氣門結(jié)構(gòu)
2、按凸輪軸的布置位置分類
按凸輪軸的布置位置可分為上置凸輪軸式、中置凸輪軸式和下置凸輪軸式。
（1）上置凸輪軸式
上置凸輪軸式配氣機(jī)構(gòu)的凸輪軸安裝在汽缸蓋上，它一般有兩種形式：一種是單凸輪軸式，如圖3（a）所示；另一種是雙凸輪軸式，如圖3（b）所示。
（2）凸輪軸中置式配氣機(jī)構(gòu)
對(duì)于轉(zhuǎn)速較高的發(fā)動(dòng)機(jī)，為了減小氣門傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的往復(fù)運(yùn)動(dòng)質(zhì)量，通常將凸輪軸位置移至氣缸體上部(相當(dāng)于整個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)的中部)，由凸輪軸經(jīng)過挺柱直接驅(qū)動(dòng)搖臂，而省去推桿，由搖臂驅(qū)動(dòng)氣門，這種結(jié)構(gòu)稱為凸輪軸中置式配氣機(jī)構(gòu)，如圖4（a）所示。這種方案如仍采用齒輪傳動(dòng)，需要加中間齒輪(隋輪)。
（3）凸輪軸下置式配氣機(jī)構(gòu)
凸輪軸由曲軸通過正時(shí)齒輪驅(qū)動(dòng)，一般將凸輪軸布置在曲軸箱從底部偏向中部的位置，目的是盡可能縮短凸輪軸與曲軸之間的距離，此種結(jié)構(gòu)稱為凸輪軸下置式配氣機(jī)構(gòu)，如圖4（b）所示。這種方案傳動(dòng)簡單，一般都采用齒輪傳動(dòng)。
圖3 上置凸輪軸配氣機(jī)構(gòu)
圖4 下置式和中置式凸輪軸配氣機(jī)構(gòu)
3、按曲軸與凸輪軸之間的傳動(dòng)方式分類
按曲軸與凸輪軸之間的傳動(dòng)方式可分為齒輪傳動(dòng)式和鏈條傳動(dòng)式。
（1）齒輪傳動(dòng)
為了使齒輪嚙合平順，減小噪聲和磨損，配對(duì)正時(shí)齒輪多用斜齒并用不同材料制成。為了保證配氣正時(shí)，齒輪上都有正時(shí)記號(hào)，裝配時(shí)必須使記號(hào)對(duì)齊。
（2）鏈條傳動(dòng)
正時(shí)齒輪通過鏈條驅(qū)動(dòng)凸輪軸，在鏈條側(cè)面有張緊機(jī)構(gòu)和鏈條導(dǎo)板，利用張緊機(jī)構(gòu)可以調(diào)整鏈條的張力。
4、按每缸的氣門數(shù)目
按每缸的氣門數(shù)目可分為二氣門、三氣門、四氣門和五氣門機(jī)構(gòu)。
一般發(fā)動(dòng)機(jī)采用較多的是每缸兩個(gè)氣門，即一個(gè)進(jìn)氣門和一個(gè)排氣門。這種結(jié)構(gòu)在可能的條件下應(yīng)盡量加大氣門的直徑，特別是進(jìn)氣門的直徑，以改善汽缸的換氣性能。但是，由于受到燃燒室尺寸的限制，從理論上講，最大氣門直徑一般不超過汽缸直徑的一半。當(dāng)汽缸直徑較大、活塞平均速度較高時(shí)，每缸一進(jìn)一排的氣門結(jié)構(gòu)就不能滿足發(fā)動(dòng)機(jī)對(duì)換氣的要求。這就要采用每缸三氣門（如圖5所示）、四氣門（如圖6所示）的結(jié)構(gòu)。
圖5 三氣門配氣機(jī)構(gòu)布置示意圖
圖6 每缸四氣門配氣機(jī)構(gòu)布置圖
二、配氣相位
原理上柴油機(jī)的進(jìn)氣、壓縮、做功和排氣等過程，都是在活塞到達(dá)上止點(diǎn)和到達(dá)下止點(diǎn)時(shí)開始或完成。但是為了進(jìn)氣更充分、排氣更干凈，進(jìn)、排氣門要提早打開、延遲關(guān)閉。柴油機(jī)的進(jìn)、排氣門開始開啟和關(guān)閉終了的時(shí)刻以及開啟的延續(xù)時(shí)間，通常用相對(duì)于上、下止點(diǎn)時(shí)的曲軸轉(zhuǎn)角來表示，稱為配氣相位或配氣定時(shí)。表示每缸進(jìn)、排氣配氣相位（正時(shí)）關(guān)系的環(huán)形圖，稱配氣相位（正時(shí)）圖，如圖7所示。
在四沖程發(fā)動(dòng)機(jī)的簡單工作循環(huán)中，為了方便，曾把進(jìn)、排氣過程都看作是在活塞的一個(gè)行程內(nèi)即曲軸轉(zhuǎn)180°完成的，即氣門開關(guān)時(shí)刻是在活塞的上、下止點(diǎn)處。但實(shí)際情況并非如此。由于發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速很高，一個(gè)行程的時(shí)間極短，這樣短的時(shí)間難以做到進(jìn)氣充分，排氣干凈。為了改善換氣過程，提高發(fā)動(dòng)機(jī)性能，實(shí)際發(fā)動(dòng)機(jī)的氣門開啟和關(guān)閉并不恰好在活塞的上、下止點(diǎn)，而是適當(dāng)?shù)靥崆昂蜏?，以延長進(jìn)、排氣的時(shí)間。也就是說，氣門開啟過程中曲軸轉(zhuǎn)角都大于180°。
1、進(jìn)氣門的配氣相位
（1）進(jìn)氣提前角
在排氣行程接近終了，活塞到達(dá)上止點(diǎn)之前，進(jìn)氣門便開始開啟。從進(jìn)氣門開始開啟到上止點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的曲軸轉(zhuǎn)角稱為進(jìn)氣提前角（或早開角），用α表示，一般為10°～30°。進(jìn)氣門提前開啟的目的，是為了保證進(jìn)氣行程開始時(shí)進(jìn)氣門已開大，新鮮氣體能順利地充入汽缸。
（2）進(jìn)氣滯后角
在進(jìn)氣行程下止點(diǎn)過后，活塞重又上行一段，進(jìn)氣門才關(guān)閉。從下止點(diǎn)到進(jìn)氣門關(guān)閉所對(duì)應(yīng)的曲軸轉(zhuǎn)角稱為進(jìn)氣滯后角（或晚關(guān)角），用β表示，β一般為4°～8°。進(jìn)氣門晚關(guān)，是因?yàn)榛钊竭_(dá)下止點(diǎn)時(shí)，由于進(jìn)氣阻力的影響，汽缸內(nèi)的壓力仍低于大氣壓，且氣流還有相當(dāng)大的慣性，仍能繼續(xù)進(jìn)氣。下止點(diǎn)過后，隨著活塞的上行，汽缸內(nèi)壓力逐漸增大，進(jìn)氣氣流速度也逐漸減小，至流速等于0時(shí)，進(jìn)氣門便關(guān)閉的β角最適宜。β過大便會(huì)將進(jìn)入汽缸的氣體重新又壓回進(jìn)氣管。
由上可見，進(jìn)氣門開啟持續(xù)時(shí)間內(nèi)的曲軸轉(zhuǎn)角，即進(jìn)氣持續(xù)角為α+180°+β，其配氣相位如圖8（a）所示。
2、排氣門的配氣相位
（1）排氣提前角
在做功行程的后期，活塞到達(dá)下止點(diǎn)前，排氣門便開始開啟。從排氣門開始開啟到下止點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的曲軸轉(zhuǎn)角稱為排氣提前角（或早開角），用y表示，γ一般為40°～80°。排氣門恰當(dāng)?shù)卦玳_，汽缸內(nèi)還有0.3～0.5mpa的壓力，做功作用已經(jīng)不大，但利用此壓力可使汽缸內(nèi)的廢氣迅速地自由排出，待活塞到達(dá)下止點(diǎn)時(shí)，汽缸內(nèi)只剩0.11～0.12mpa的壓力，使排氣行程所消耗的功率大為減小。此外，高溫廢氣的早排，還可防止發(fā)動(dòng)機(jī)過熱。但y角若過大，則將得不償失。
（2）排氣滯后角
在活塞越過上止點(diǎn)后，排氣門才關(guān)閉。從上止點(diǎn)到排氣門關(guān)閉所對(duì)應(yīng)的曲軸轉(zhuǎn)角稱為排氣滯后角（或晚關(guān)角），用δ表示，δ一般為10°～30°。由于活塞到達(dá)上止點(diǎn)時(shí)，汽缸內(nèi)的壓力仍高于大氣壓，且廢氣氣流有一定的慣性，所以排氣門適當(dāng)晚關(guān)可使廢氣排得較干凈。
由上可見，排氣門開啟持續(xù)時(shí)間內(nèi)的曲軸轉(zhuǎn)角，即排氣持續(xù)角為y+180°+δ，其配氣相位如圖8（b）所示。
3、氣門的疊開
由于進(jìn)氣門早開和排氣門晚關(guān)，就出現(xiàn)了一段進(jìn)、排氣門同時(shí)開啟的現(xiàn)象，稱為氣門疊開。同時(shí)開啟的角度，即進(jìn)氣門早開角與排氣門晚關(guān)角的和α+δ，稱為氣門疊開角。
由于進(jìn)氣門關(guān)閉時(shí)，活塞距下止點(diǎn)已較遠(yuǎn)，其速度已相當(dāng)大。因而晚關(guān)角的變化對(duì)汽缸內(nèi)的容積及充量的影響較大。在配氣相位的4個(gè)角中，進(jìn)氣滯后角的大小，對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)性能的影響最大。因此，一般發(fā)動(dòng)機(jī)當(dāng)配氣相位變滯后，影響發(fā)動(dòng)機(jī)性能最大的進(jìn)氣滯后角變大，而這正是高速時(shí)所要求的，所以對(duì)高速稍有利但低速性能變壞；反之，配氣相位變早時(shí)，進(jìn)氣滯后角變小，對(duì)低速稍有利而高速性能變壞。
對(duì)于不同發(fā)動(dòng)機(jī)，由于結(jié)構(gòu)形式、轉(zhuǎn)速各不相同，因而配氣相位也不
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