配气相位 是内燃机（如汽油发动机或柴油发动机）中一个非常重要的概念，它描述了发动机进气门和排气门的开启与关闭时刻，以及它们与曲轴旋转角度之间的关系。配气相位的设计直接影响发动机的性能、效率和排放特性。
1. 配气相位的基本概念
在四冲程发动机中，每个工作循环包括四个行程：进气行程 、压缩行程 、做功行程 和排气行程 。为了确保发动机能够高效运行，进气门和排气门的开启与关闭时间必须精确控制，这就是配气相位的作用。
关键术语
上止点（TDC, Top Dead Center） ：活塞在气缸中运动到最高点的位置。下止点（BDC, Bottom Dead Center） ：活塞在气缸中运动到最低点的位置。曲轴转角 ：以曲轴旋转的角度来表示气门开启和关闭的时间点。气门重叠（Valve Overlap） ：进气门和排气门同时打开的一段时间，通常发生在排气行程末期和进气行程初期。
2. 配气相位的主要参数
配气相位通常用以下四个关键角度来描述：
进气门开启提前角（IVO, Intake Valve Opening Advance Angle）
表示进气门在活塞到达上止点之前提前开启的角度。
进气门关闭延迟角（IVC, Intake Valve Closing Retard Angle）
表示进气门在活塞到达下止点之后延迟关闭的角度。
排气门开启提前角（EVO, Exhaust Valve Opening Advance Angle）
表示排气门在活塞到达下止点之前提前开启的角度。
排气门关闭延迟角（EVC, Exhaust Valve Closing Retard Angle）
表示排气门在活塞到达上止点之后延迟关闭的角度。
这些角度的设置会影响发动机的充气效率、燃烧效率以及动力输出。
3. 气门重叠的作用
气门重叠是指进气门和排气门同时开启的一段时间。这种设计有以下优点：
废气排出更彻底 ：利用排气惯性将残余废气排出气缸。新鲜空气进入更充分 ：利用进气惯性让新鲜空气更快进入气缸。提高燃烧效率 ：减少废气残留，改善混合气质量。
但需要注意的是，如果气门重叠过大，可能会导致部分新鲜空气直接被排出气缸，降低充气效率。
4. 配气相位的设计考虑
配气相位的设计需要综合考虑发动机的工作特性、用途以及运行工况。以下是几个主要因素：
（1）发动机转速
低速发动机 ：通常采用较小的气门重叠角，以保证低速时的扭矩输出。高速发动机 ：采用较大的气门重叠角，以提高高速时的功率输出。
（2）进排气系统
进排气管路的设计会影响气流的惯性和压力波，从而影响配气相位的选择。可变气门正时（VVT, Variable Valve Timing）技术可以根据发动机工况动态调整配气相位。
（3）燃料类型
不同燃料（如汽油、柴油、天然气等）的燃烧特性不同，对配气相位的要求也不同。
（4）排放要求
现代发动机为了满足严格的排放标准，通常会优化配气相位以减少未燃碳氢化合物和氮氧化物的排放。
5. 可变气门正时技术（VVT）
传统发动机的配气相位是固定的，无法适应不同的工况需求。而可变气门正时技术通过调整凸轮轴的相位角，使进气门和排气门的开启与关闭时间可以根据发动机转速和负载动态变化。这种技术的优点包括：
提高燃油经济性。增强低速扭矩和高速功率。减少排放。
常见的可变气门正时技术包括：
本田 VTEC ：通过切换不同形状的凸轮实现气门升程和正时的变化。丰田 VVT-i ：通过液压机构调整凸轮轴相位。宝马 VANOS ：类似于VVT-i，用于优化进排气效率。