在介绍四冲程柴油机的基本工作原理时，为了方便，把进气过程、排气过程都看做是在活塞的一个冲程内完成的。也就是说，气门开启、关闭时刻对应活塞的上止点、下止点。但实际情况并非如此。由于柴油机转速很高，一个冲程的时间极短，如康明斯柴油机额定转速1500r/min时，一个冲程时间只有0.02s，再加上用凸轮驱动气门开启需要一个过程，气门全开的时间就更短了，这样短的时间内难以做到进气充分，排气干净。为了改善换气过程，提高柴油机性能，实际柴油机的气门开启和关闭并不恰好在活塞的上止点和下止点，而是适当地提前和延迟，以延长进、排气的时间，即气门开启过程中曲轴转角都大于180°。

用曲轴转角表示的进气门、排气门开启、关闭时刻和开启持续时间，称为配气相位。配气相位的各个角度可用配气相位图（见图3-18）来表示。

图3-17 带盘上做标记

图3-18 康明斯B系列柴油机配气相位图

1.进气门的配气相位

（1）进气提前角 在排气冲程接近终了，活塞到达上止点前，进气门便开始开启。从进气门开始开启到上止点所对应的曲轴转角称为进气提前角，一般为10°～30°。进气门早开，使得活塞到达上止点开始向下移动时，因进气门已有一定开度，所以可较快地获得更大的进气通道截面积，减少进气阻力。

（2）进气滞后角 在进气冲程下止点过后，活塞重又上行一段进气门才关闭。从下止点到气门关闭所对应的曲轴转角称为进气滞后角，一般为40°～80°。进气门晚关，是因为活塞到达下止点时，由于进气阻力的影响，气缸内的压力仍然低于大气压，且气流还有相当大的惯性，仍能继续进气。下止点过后，随着活塞的上行，气缸内压力逐渐增大，进气气流速度也逐渐减小，至流速等于零时，进气门关闭的滞后角最适合。若滞后角过大会将进入气缸的气体重新又压回进气管。

由上可见，进气门开启持续时间内的曲轴转角，即进气持续角，它等于提前角、滞后角之和加180°曲轴转角。

2.排气门的配气相位(www.daowen.com)

（1）排气提前角 在做功冲程的后期，活塞到达下止点前，排气门便开始开启。从排气门开始开启到下止点所对应的曲轴转角称为排气提前角，一般为40°～80°。恰当的排气门早开，气缸内还有大约300～500kPa的压力，做功作用已经不大，但利用此压力可使气缸内的废气迅速地自由排出，待活塞到达下止点时，气缸内只剩约110～120kPa的压力，使排气冲程所消耗的功率大为减小。此外，高温废气的早排，还可防止柴油机过热，但提前角不能过大。

（2）排气滞后角 在活塞越过上止点后，排气门才关闭。从上止点到排气门关闭所对应的曲轴转角称为排气滞后角，一般为10°～30°。由于活塞到达上止点时，气缸内的压力仍高于大气压，且废气气流有一定的惯性，所以排气门适当晚关可使废气排得较干净。

由上可见，排气门开启持续时间内的曲轴转角，即排气持续角，等于排气提前角和排气滞后角之和再加180°曲轴转角。

3.气门重叠

由于进气门早开和排气门晚关，就出现了一段进气门、排气门同时开启的现象，称为气门重叠。同时开启的角度，即进气门提前角与排气门滞后角的和，称为气门重叠角。

由于重叠时气门的开度很小，且新鲜气体的和废气流动的惯性要保持原来的流动方向，所以只要重叠角适当，就不会产生废气倒流回进气管和新鲜气体随废气排出的问题。相反，由于废气气流周围有一定的真空度，对排气速度有一定影响，从进气门进入的少量新鲜气体可对此真空度加以填补，还有助于废气的排出。

柴油机的结构不同、转速不同，配气相位也有差异。

增压柴油机的配气相位，其重叠角较非增压柴油机要大得多。这是因为进气压力高，一方面不会发生废气倒流进入进气管的现象，另一方面除可使充量更大外，新鲜空气可将气缸内的废气扫除干净。虽有一部分新鲜空气会从排气门排出，但并不消耗柴油。

同一台柴油机转速不同应有不同的配气相位，转速愈高，提前角和滞后角应愈大。一般配气相位是固定的，按柴油机的性能要求，通过试验来确定某一常用转速下较合适的配气相位，配气相位对这一转速最为有利。由于进气门关闭时，活塞距下止点已较远，其速度已相当大，因而滞后角的变化对气缸内的容积及充量的影响较大。所以在配气相位的四个角中，进气滞后角的大小，对柴油机性能的影响最大。当柴油机配气相位变得滞后时，影响柴油机性能最大的进气滞后角变大，而这正是高速时所要求的，所以高速性能稍有变好但低速性能变坏；反之，当柴油机配气相位获得提前时，进气滞后角便小，所以低速性能稍有变好但高速性能变坏。为获得更高性能，也可采用可变气门正时机构。