点火正时和配气正时相位及调节.doc

点火正时和配气正时相位点火正时 即 正确的点火时刻 点火过早发动机会有爆震倾向 点火过迟会功率损失太大发动机的进气门、排气门根据发动机的工作循环打开及关闭的时刻所对应的曲轴转角称之为配气相位角,也叫配气相位。配气正时(相位)到底指的是什么？根据吉林工业大学陈家瑞主编的汽车构造上的定义：配气正时(相位)就是进、排气门的实际开启时刻。为了提高发动机的充气系数，提高发动机的动力性，进、排气门的开启和关闭均有一个提前和迟后角度。在讲到气门传动组时，汽车构造中指出：气门传动组的作用，是使进、排气门能按配气正时(相位)规定的时刻开闭，且保证有足够的开度。凸轮轴用以使气门按照一定的工作次序和配气正时(相位)及时开闭，并保证气门有足够的升程。发动机工作时，凸轮轴的变形会影响配气正时(相位)。凸轮轴上的凸轮的轮廓应保证气门开启和关闭的持续时间符合配气正时(相位)的要求，且使气门有合适的升程及其升降过程的运动规律。凸轮轴是由曲轴通过正时带或正时链条或正时齿轮驱动的，因此，在装配曲轴和凸轮轴时，必须将正时记号对准，以保证正确的配气正时(相位)和发火时刻。通过上面的描述我们可以看出，正确的配气正时(相位)是发动机正常工作的必备条件，一旦配气正时(相位)错了，将影响发动机的正常工作。其实对准正时记号和配气正时(相位)正确两者之间就是一对因果关系。对准正时记号是原因，配气正时(相位)正确是结果。在正常的情况下，装配时必须将正时记号对准，因此，正时记号对准是配气正时(相位)正确和发火顺序(点火正时)正确的前提条件，就是说，要想配气正时(相位)和发火顺序(点火正时)正确，必须正时记号对准。但是，值得注意的是，正时记号对准并不是配气正时(相位)正确和发火顺序(点火正时)正确的充分条件，也就是说，即使正时记号对准了，配气正时(相位)和发火顺序(点火正时)也并不一定正确。这是因为，正时传动系统中有许多零件，曲轴通过键传动或过盈配合方式带动曲轴正时齿(链)轮，再通过正时带或正时链带动凸轮轴正时齿(链)轮，凸轮轴正时齿(链)轮在通过键传动或过盈配合方式带动凸轮轴，凸轮轴再通过挺柱、挺杆、摇臂驱动或直接驱动气门开闭，这中间存在许多环节，其中的任何一个环节出现问题，例如，键错位、正时带老化、正时链条磨损、凸轮轴变形或磨损、气门间隙错误或液压挺柱故障等均会最终影响进、排气门的实际开启时刻，也就是影响了配气正时(相位)，从而导致故障。对于现代电控汽车而言，发动机ECU还要利用曲轴位置传感器、凸轮轴位置传感器等来检测曲轴和凸轮轴的位置，以确定正确的喷油时刻和点火时刻，那么曲轴位置传感器、凸轮轴位置传感器信号不准也会导致发动机ECU监测的配气正时(相位)不正确。对于现在采用可变气门正时系统的车辆，像广州本田雅阁轿车的VTEC、i-VTEC系统，丰田系列轿车采用的VVT-i系统，大众/奥迪车系采用的可变配气正时(相位)系统等，可变气门正时系统发生故障，最终也是影响了进、排气门的实际开启时刻，导致配气正时(相位)错误。在上述部件和系统出现故障的情况下，正时记号再对准，配气正时(相位)也是错的，车辆照样出现故障。如何检查调整电控发动机点火正时？1 电控汽油机点火系统的故障现象及产生原因 1.1电控汽油机对点火系统的要求 电控汽油机的点火系统用来点燃被压缩的混合气，是发动机中最重要的系统之一。对点火系的要求是：1）点火系能够产生足够高的击穿电压。有触点的点火系点火电压约1215千伏，无触点点火系统的点火电压可达到20千伏以上；2）电火花要有足够的能量。一般点火线圈产生的高压电的能量约150毫焦，作用在火花塞上用来点火的能量约为80毫焦，该能量越大越好，可以点燃较稀的混合气；3）点火时间必须与发动机工况相匹配,也就是说，点火必须要正时。 对于点火系统的元件没有损坏的前提下，前两点都可以达到要求，但是对后一点，对于有分电器的车辆大多都可调，所以应予以重视，按照规定调整点火提前。 点火提前的调整方法一般是利用点火正时灯，对准飞轮或曲轴皮带轮上的标记，看看正时标记是否在标定的范围内，可以估读出数值大小，一般轿车的基准点火提前角为812度(曲轴转角)，但也有相对较小的，比如三菱车系，现代车系，其基准提前角为5度。一旦点火提前角调好，没必要经常调整。 1.2 点火正时的常见故障 点火正时不当会引发多种故障，比如点火过早的故障现象是起动时，阻力较大，转速低，起动困难；怠速不稳，或易熄火；急加速时有点火敲击声，耸车（发闯）；油耗增多，动力不足，行车收油时车辆向前闯；或怠速行车时车速不稳等。点火晚的现象为发动机发闷；加速无力；高速无力；耸车；温度易升高；达不到预期转速；排气管冒黑烟；排气放炮，急加速时回火等。一般过早或过晚的现象很容易判别，但是在修理过程中，有时正时不当与其他故障一同出现导致的现象在诊断时有一定的难度，现举例说明。2 电控汽油机点火正时不当导致的特殊故障实例分析 2.1 故障实例1 a. 故障现象 一桑塔纳2000GLi轿车，行驶约20万公里，出现急加速无力、耸车，并伴有进气管回火的故障现象，且冷热车均有故障。 b. 故障原因分析与检修 根据现象，应首先解决回火的问题。回火的主要原因有三点：1）点火错乱；2）混合气过稀；3）进气门关闭不严或配气相位严重不当。经检查，点火顺序无误，分电器盖良好，火花塞工作良好，点火能量足够，高压线全部更换新的；利用正时灯检测正时在标定的范围内，用发动机诊断仪检测点火波形正常；测量尾气中CO含量为1.0%，燃油压力为250kpa，正常；为排除喷油嘴长时间使用导致积炭过多的原因，清洗了喷油嘴；测量进气管压力传感器输出值怠速时为0.9伏，急加速能达到3.9伏，正常；由于冷热车都有此故障，所以与温度传感器无关。测量四个气缸的压缩压力，都约为10kg/cm2（1.0MPa），也正常。利用V.A.G1552检查电控系统，ECU内无故障内存。 此时维修工作陷入了僵局。突然想到几个月前修理的一辆化油器式红旗CA7220，该车是从外地抵帐回来的，一直存在加速不畅现象，经检查无机械故障，利用点火正时灯检查点火正时，也在标准范围内。后来一位维修经验丰富的老师傅说是点火正时不当导致的故障，经过手工调整后故障消失。后来发现此车的发动机是翻新的，正时标记不对。那么该桑塔纳GLi轿车的故障是否同样因为正时不对导致的呢？于是试着手工调整点火正时到加速正常后故障消失，此时再用正时灯检测点火正时，已看不见飞轮上的标记。 由此看出，对有些故障不一定完全相信检测仪器，检测仪器毕竟是无智能的机器，应根据故障现象综合分析，根据理论及经验进行修理，以达到最佳修理效果。 2.2 故障实例2 a. 故障现象 一辆红旗明仕轿车，行驶2万公里时出现了特殊故障：发动机熄火，故障指示灯点亮，数次起动无法着车，停放了约1小时之后，发现故障指示灯熄灭，又能够起动。 b. 故障原因分析与检修 来到修理厂后读取故障码，只有一个偶然故障码，含义是氧传感器超出调节范围，但是该故障并不能导致熄火且不着车，但又找不出其他原因，并且车辆当时毫无故障现象，只能清除故障内存，车主将车提走。但该车行驶到3万多公里时又现此故障，现象一样。在行驶到4万1千多公里后，一次去外地途中，车辆在大功率行驶时突然熄火，再也无法起动。经检查，有高压电火花，且起动几次之后拆检火花塞，火花塞的电极是湿润的，说明喷油嘴喷油。那么，这次故障的原因应该与正时有关才对。于是用手调整分电器位置到极限的时候，发动机油着火的迹象。于是拆下正时皮带罩，校对正配气正时，完全正常，但发觉正时皮带较松弛，很可能导致跳齿。于是拆检中间轴校对正时，果然错过两个齿。更换正时皮带后一次起动成功。且经过此次维修后，至今再未出现前述故障。 由这个例子可以看出，在修理过程中分析故障时，不应认为新车或者新更换的配件肯定没有问题，修理过程中要大胆怀疑，努力求证，谨慎操作。比如实例2中的红旗，刚行驶4万多公里，正时皮带居然会错齿，一般维修中是不会考虑的，因为正时皮带的更换周期为80,000100,000Km。 3 结论 通过以上两个例子可以看出校准点火正时在维修中的重要性，因此在检修发动机故障时，万万不能忽略正时不当这一原因，以便更快更好的解决问题因此，我们一定要记住：1.要想配气正时(相位)和点火正时正确(结果正确)，必须对准正时记号(原因正确)。2.在系统正常的情况下，正时记号对准(原因正确)，配气正时(相位)和点火正时一定正确(结果正确)。3.正时记号对准(原因正确)，并不代表配气正时(相位)和点火正时正确(结果正确)。而配气正时(相位)和点火正时正确(结果正确)，则正时记号一定正确(原因正确)。因此我们在进行车辆故障诊断中，当怀疑车辆的“配气正时(相位)错误”(即怀疑结果错误)时，不应该仅仅去检查“正时记号是否对准”(检查原因是否存在)。而应该首先确认“配气相位是否正确”(结果是否正确)，当“结果”确实错误的时候，我们再来确认“原因”是否正确(正时记号是否对准)。也就是当怀疑“因果关系”发生问题时，应该首先确认“结果”是否正确，在“结果”确实错误的情况下，再来确认“原因”是否错误。这样才能对车辆的故障进行精确定位。但是在维修实践中，维修技术人员常常是在怀疑“配气相位”错误时，第一反映是检查“正时号”是否对准，的确“正时记号没有对准”(原因错误)会导致“配气正时(相位)错误”(结果错误)，但是维修人员却忽略了“正时记号对准”(原因正确)却仍然会出现“配气相位错误”(结果错误)的客观事实，其实是犯了将“原因(正时记号对准)”当成了“结果(配气相位正确)”的“因果倒置”的逻辑错误。下面让我们来看一个非常典型的维修案例：切诺基越野车高速时严重回火故障现象：一辆1999年生产北京切诺基BJ6420越野车(装配直列4缸多点电控燃油喷射式发动机)只要在发动机转速超过2500r/min时加速，无论是急加速还是匀速，发动机都会出现进气管回火现象，并且随着发动机转速的升高，回火现象会更加严重，转速再高时，发动机便会熄火，发动机转速无法超过3500r/min。但是车辆在怠速至中速状态下运转基本正常，只是车辆急加速明显反应迟钝。当变速器换入5挡后，发动机动力不足，车速只能保持在100km/h左右，无法继续提速，这时发动机严重回火。该车因此故障已经两次到不同维修厂进行修理。先后更换了大量的电控系统元件，其中包括发动机ECU、MAP(进气器管绝对压力)传感器、TPS(节气门位置)传感器等，然后又更换了汽油滤芯、燃油泵、分电器总成、高压线、火花塞等大部分外围元件，该车的点火正时和配气正时(相位)先后校对过三次，并研磨过气门一次，也更换过液压挺柱，故障一直未能排除。某维修人员的现场维修过程：维修人员接车后首先使用故障故障检测仪调取该车故障码，故障检测仪显示发动机电控系统正常，无故障代码记录。正时皮带 正时皮带（Timing belt）是发动机配气系统的重要组成部分，通过与曲轴的连接并配合一定的传动比来保证进、排气时间的准确。使用皮带而不是齿轮来传动是因为皮带噪音小，传动精确，自身变化量小而且易于补偿。显而易见皮带的寿命肯定要比金属齿轮短，因此要定期更换皮带。正时皮带简介正时皮带的作用是起到承上启下的，上部连接是发动机缸盖的正时轮、下部连接是曲轴正时轮；正时轮连接的是凸轮轴，这个凸轮轴上有凸轮，它的接触点是小摇臂，摇臂通过正时皮带带来的动力产生压力，起到顶起的作用；顶起进气门的作用是让雾化的汽油进入缸体，顶起排气门的时候是让废气排出缸体；当凸轮轴凹陷（注：不是凸起的地方）的地方同时接触小摇臂的时候，这时候进气门、排气门都关闭，压缩比产生、分电器打火，内燃开始并产生动力！ 看不懂的网友请看解释：以四缸车辆为例，他的点火顺序是4、1、2、3，也可以3、4、1、2，也可以2、3、4、1；咱从一缸说起； 一缸的进气门、排气门都关闭产生内燃； 二缸这时候的进气门差一点马上关闭、排气门是关闭的； 三缸这时候的进气门是差点完全打开吸进汽油、排气门关闭； 四缸这时候完成内燃进气门是关闭的、排气门完全打开排气！ 正时皮带属于耗损品，而且正时皮带一旦断裂，凸轮轴当然不会照着正时运转，此时极有可能导致汽门与活塞撞击而造成严重毁损，所以正时皮带一定要依据原厂指定的里程或时间更换。 汽车发动机工作过程中，在汽缸内不断发生进气、压缩、爆炸、排气四个过程，并且，每个步骤的时机都要与活塞的运动状态和位置相配合，使进气与排气及活塞升降相互协调起来，正时皮带在发动机里面扮演了一个“桥梁”的作用，在曲轴的带动下将力量传递给相应机件。有许多高档车为保证正时系统工作稳定，采用金属链条来替代皮带。由于车辆正时齿形皮带断裂后会造成发动机内部气门损坏，危害较大，故一般厂家都对正时皮带规定有更换周期。 正时皮带属于橡胶部件，随着发动机工作时间的增加，正时皮带和正时皮带的附件，如正时皮带张紧轮、正时皮带张紧器和水泵等都会发生磨损或老化。因此，凡是装有正时皮带的发动机，厂家都会有严格要求，在规定的周期内定期更换正时皮带及附件，更换周期则随着发动机的结构不同而有所不同，一般在车辆行驶到6万10万公里时应该更换，具体的更换周期应该以车辆的保养手册说明为准。 正时皮带一般是在80000公里时考虑更换。就算你车上备有正时皮带，一旦发生其断裂，自己也无法更换。因此，当总行驶路程到达8万时，建议考虑更换之。正时皮带在水箱风扇的后面。 正时皮带的历史正时皮带于60年代首次出现,用于大多数4缸车，并越来越多应用于V6发动机上。正时带最初应用于凸轮顶置发动机上，与传统正时链相比，正时皮带。 正时皮带应定期维护当今，随着汽车先进程度越来越高，维修的工作量将逐渐减少。于是，车主们往往认为他们的车辆基本不需要修理。而各汽车制造商明确规定了正时皮带进行常规检查及更换的周期，作为专业维修技师，你应该将这一点向车主讲明：作为定期维护、全面检查的一项内容，正时皮带的维护应该加在定期维护的程序中。如果忽视了这一点，没有定期检查、及时更换有故障的正时皮带，可能会导致严重的后果。不同于附属装置的驱动皮带，它们很容易被看到而且易于检查。正时皮带往往隐藏在一个盖子后面，要依据发动机及发动机舱的布置才能触及到。然而，在多数情况下，正时皮带上的盖子，至少盖子的上半部，是可以拆下或者移开的，便于你能仔细地检查及更换皮带。检查时，如果看到的不是保养良好、张紧适度的皮带，你就应该及时把它更换掉。 正时皮带破裂正时皮带破裂时，如果皮带被咬住，那么气门停在打开状态，同时发动机停止运转；破裂时如果发动机是空转，就意味着在行程顶部的活塞与张开的气门之间存有空隙。这两种情况下的破裂，损坏的只是正时皮带本身。但是，如果发动机是“过盈配合”设计，活塞和气门占据着相同空间，它们之间没有间隙，那么很快就会损坏其他部件，如气门被弯曲，活塞受冲压等。这些故障将使顾客破费更多，而且还面临长时间不能用车的麻烦。因此，应该让顾客了解定期检查、及时更换正时皮带的重要性。同时，也应该让用户知道：常规保养时更换正时皮带，比日后拖进修理厂进行大修要便宜很多。 增加的收入、忙碌的员工及顾客对定期维护的加深了解将使你获益菲浅。有些维修厂忽视了正时皮带定期维护所提供的维修机会。而作为修理店的经营者应该记住：车辆在你的店里，你就有机会对它进行维修，并使顾客满意。这是你赚钱的良机。然而，如果车辆在行驶途中，皮带损坏，车就会被拖到附近其他的维修厂。这意味着你不仅失去了顾客和维修车辆的机会，同时也失去了赚钱的可能。 正时皮带检查正时皮带没有破裂，并不意味着它没有问题。随着皮带越用越旧，它拉伸的程度势必超过张紧装置能够补偿的范围，因而产生正时链轮打滑。而轮齿磨损、有润滑油附着等也会导致打滑。检查时，如果皮带有硬度降低、磨蚀、纤维断裂、或者裂纹、裂缝的现象，就表明皮带已破损，不可以继续使用。接下来，检查链轮故障。损坏的链轮能“烧毁”皮带材料，并加剧皮带齿磨损。链轮故障还可能使气门机构对正时皮带产生更大的阻力。可变气门正时技术1、概述近几十年来，基于提高汽车发动机动力性、经济性和降低排污的要求，许多国家和发动机厂商、科研机构投入了大量的人力、物力进行新技术的研究与开发。目前，这些新技术和新方法，有的已在内燃机上得到应用，有些正处于发展和完善阶段，有可能成为未来内燃机技术的发展方向。发动机可变气门正时技术(VVT, Variable Valve Timing)是近些年来被逐渐应用于现代轿车上的新技术中的一种，发动机采用可变气门正时技术可以提高进气充量，使充量系数增加，发动机的扭矩和功率可以得到进一步的提高。2、可变气门正时理论合理选择配气正时，保证最好的充气效率hv，是改善发动机性能极为重要的技术问题。分析内燃机的工作原理，不难得出这样的结论：在进、排气门开闭的四个时期中，进气门迟闭角的改变对充气效率hv影响最大。进气门迟闭角改变对充气效率hv和发动机功率的影响关系可以通过图1进一步给以说明。图1中每条充气效率hv曲线体现了在一定的配气正时下，充气效率hv随转速变化的关系。如迟闭角为40时，充气效率hv是在约1800r/min的转速下达到最高值，说明在这个转速下工作能最好地利用气流的惯性充气。当转速高于此转速时，气流惯性增加，就使一部分本来可以利用气流惯性进入汽缸的气体被关在汽缸之外，加之转速上升，流动阻力增加，所以使充气效率hv下降。当转速低于此转速时，气流惯性减小，压缩行程初始时就可能使一部分新鲜气体被推回进气管，充气效率hv也下降。图中不同充气效率hv曲线之间，体现了在不同的配气正时下，充气效率hv随转速变化的关系。不同的进气迟闭角与充气效率hv曲线最大值相当的转速不同，一般迟闭角增大，与充气效率hv曲线最大值相当的转速也增加。迟闭角为40与迟闭角为60的充气效率hv曲线相比，曲线最大值相当的转速分别为1800r/min和2200r/min 。由于转速增加，气流速度加大，大的迟闭角可充分利用高速的气流惯性来增加充气。改变进气迟闭角可以改变充气效率hv曲线随转速变化的趋向，以调整发动机扭矩曲线，满足不同的使用要求。不过，更确切地说，加大进气门迟闭角，高转速时充气效率hv增加有利于最大功率的提高，但对低速和中速性能则不利。减小进气迟闭角，能防止气体被推回进气管，有利于提高最大扭矩，但降低了最大功率。因此，理想的气门正时应当是根据发动机的工作情况及时做出调整，应具有一定程度的灵活性。显然，对于传统的凸轮挺杆气门机构来说，由于在工作中无法做出相应的调整，也就难于达到上述要求，因而限制了发动机性能的进一步提高。3、在Passat B5轿车上的应用3.1 可变气门正时的结构与传动Passat B5轿车最新选用2.8升V6发动机，该发动机对可变气门正时进行了特别设计。从俯视观察，其传动方式以及进排气凸轮轴分布如图2所示，排气凸轮轴安装在外侧，进气凸轮轴安装在内侧。曲轴通过齿形皮带首先驱动排气凸轮轴，排气凸轮轴通过链条驱动进气凸轮轴。3.2 可变气门正时调节器如图3所示，（a）图为发动机在高速状态下，为了充分利用气体进入汽缸的流动惯性，提高最大功率，进气门迟闭角增大后的位置（轿车发动机通常工作在高速状态下，所以这一位置为一般工作位置）。（b）图为发动机在低速状态下，为了提高最大扭矩，进气门迟闭角减少的位置。进气凸轮轴由排气凸轮轴通过链条驱动，两轴之间设置一个可变气门正时调节器，在内部液压缸的作用下，调节器可以上升和下降。当发动机转速下降时，可变气门正时调节器下降，上部链条被放松，下部链条作用着排气凸轮旋转拉力和调节器向下的推力。由于排气凸轮轴在曲轴正时皮带的作用下不可能逆时针反旋，所以进气凸轮轴受到两个力的共同作用：一是在排气凸轮轴正常旋转带动下链条的拉力；二是调节器推动链条，传递给排气凸轮的拉力。进气凸轮轴顺时针额外转过角，加快了进气门的关闭，亦即进气门迟闭角减少度。当转速提高时，调节器上升，下部链条被放松。排气凸轮轴顺时针旋转，首先要拉紧下部链条成为紧边，进气凸轮轴才能被排气凸轮轴带动旋转。就在下部链条由松变紧的过程中，排气凸轮轴已转过角，进气凸轮才开始动作，进气门关闭变慢了，亦即进气门迟闭角增大度。3.3 两种工作状态从图2和图3不难看出，该发动机左侧和右侧的可变气门正时调节器操作方向始