發(fā)動機換氣過程包括從排氣閥開始打開到吸氣閥完全關閉的全過程，主要有自由排氣、強制排氣和進氣這幾個階段。自由排氣階段，廢氣靠自身壓力排出，排放量與轉速無關；強制排氣階段，活塞上行強制擠出大部分廢氣；進氣過程則是新鮮空氣或混合氣進入氣缸。這一系列過程緊密相連，對發(fā)動機性能影響重大，確保排氣充分、進氣充足，發(fā)動機才能高效運轉 。

在自由排氣階段，當排氣門開啟的瞬間，氣缸內的廢氣壓力較高，遠高于排氣管內的壓力，此時廢氣在巨大的壓力差作用下，以極高的速度從排氣門噴涌而出。在特定狀態(tài)下，排氣門口廢氣流速甚至能達到音速。隨著廢氣的大量排出，缸內壓力逐漸降低，當缸內壓力與排氣管內壓力之比降到1.9以下時，就進入了亞臨界狀態(tài)，此時廢氣流速降低，產生的噪音也隨之減小。一般來說，高速發(fā)動機的排氣提前角通常在30° - 80°曲軸轉角，提前開啟排氣門，能為后續(xù)的排氣過程爭取更多時間，讓廢氣排放得更為順暢。

緊接著是強制排氣階段，這個時候活塞開始從下止點向上止點運動。由于活塞的上行，氣缸內的空間不斷縮小，廢氣被活塞強制擠出氣缸。在整個廢氣排放過程中，強制排氣階段大約占60%左右的廢氣排放量。在此階段，缸內平均壓力略高于排氣管內平均壓力，大概高出10kpa左右。為了保證廢氣能盡可能地排出，排氣門不會在活塞到達上止點時就立刻關閉，而是會延遲關閉，排氣門遲閉角通常為10° - 35°(CA) ，利用廢氣的慣性進一步排出剩余廢氣。

最后是進氣過程，這是從進氣門開啟到關閉的整個階段。當進氣門打開，活塞從上止點向下止點運動，氣缸內形成負壓，新鮮的空氣或混合氣在壓力差的作用下被吸入氣缸。而且，利用過后充氣現(xiàn)象，也就是在活塞到達下止點后，進氣門延遲關閉，借助氣流的慣性可以增加進氣量。不過，進氣遲閉角并非越大越好，如果過大，在發(fā)動機低速運轉時，就會出現(xiàn)缸內氣流倒流進進氣管的情況，這不僅會影響發(fā)動機的有效壓縮比，還會降低壓縮終了溫度，導致發(fā)動機冷起動困難。

發(fā)動機換氣過程涵蓋從排氣門開啟至進氣門關閉的時期，約占410 - 480°曲軸轉角。這幾個階段相互配合、環(huán)環(huán)相扣，共同完成了發(fā)動機的換氣使命。它們的順暢進行，對發(fā)動機的動力輸出、燃油經濟性以及排放性能等方面都有著決定性的影響。只有確保每個階段都能高效完成，實現(xiàn)排氣充分、進氣充足，發(fā)動機才能保持良好的工作狀態(tài)，為汽車的行駛提供穩(wěn)定而強勁的動力支持。

（圖/文/攝：太平洋汽車 整理于互聯(lián)網）