[发明专利]一种点燃式内燃机串联气门速度控制系统

说明书

技术领域

本发明属于内燃机技术领域，涉及内燃机配气系统，特别涉及一种点燃式内燃机串联气门速度控制系统(SVSC)。

背景技术

点燃式内燃机负荷调节是依靠调节节气门开度控制进气量完成，控制进入气缸空气量的是节气门，即通过节气门的节流作用，控制发动机所需的进气量。当节气门开度小时，发动机泵气损失增大，发动机经济性变差。

低负荷时发动机需要的进气量少，节气门开度小，节流作用增大，空气进入气缸需要相应的吸气功增大，即泵气损失增大，油耗增加。

大负荷时，发动机处于高速，希望有较大的进气滞后角，以期借助高速气流的惯量达到多进气目的；低速时，希望有较小的进气滞后角，防止进入气缸的混合气倒流回进气支管。发动机工作在不同工况，相位有不同的进气滞后角，而根据某种工况设计的配气系统一旦完成设计，其配气相位便固定不变。

目前，传统的点燃式内燃机的发动机调整是通过节气门开度控制的，在中小负荷情况下，由于节气门的节流作用，发动机的泵气损失很大，从而影响发动机在中小负荷下的经济性。为了解决点燃式发动机进气系统的诸多问题，世界各国做出了很大努力。

纵观各国对配气系统的优化，大多是针对可变气门的探讨和研究。可变气门技术大体可分为可变气门正时控制、可变气门升程控制或者两者同时可变控制。实现上述控制的手段有可变凸轮型线、可变凸轮从动件、可变凸轮相位、无凸轮配气机构等。无论哪一种方法，除了结构复杂、造价昂贵外，大多没有真正消除节气门所带来的泵气损失。目前，只有BMW公司的Valvetronic结构可实现无节气门的负荷控制方式。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供一种点燃式内燃机串联气门速度控制系统(SVSC)，该系统由前后两个串联的进气门组成进气控制系统，取消了传统点燃式内燃机的节气门。一个进气门与原发动机进气门一样，采用传统的进气门结构和控制方式，定义为后进气门，另一进气门定义为前进气门，通过控制前进气门的开启时刻控制两个气门的开启重叠角，从而控制进入发动机气缸的进气量，达到调节发动机的目的。

为实现上述目的，本发明的技术方案是：

点燃式内燃机串联气门速度控制系统(SVSC)的配气系统包括前进气门1、前进气门凸轮2、后进气门凸轮3、后进气门4、前气门、电喷嘴5、燃油混合室6、气缸7、排气门凸轮8、排气门9、曲轴上控制配气的曲轴齿轮10、前进气门凸轮相位控制器11、前进气门凸轮齿轮12、后进气门凸轮齿轮13、排气门凸轮齿轮14和配气链条15。所述的燃料混合室由前进后气门1与后进气门5组成，其所存储的空气量不大于发动机怠速时发动机所需空气量，即燃料混合室容积尽量小。

点燃式内燃机串联气门速度控制系统包括两个进气门，两个进气门串联连接，后进气门的结构和控制方式与传统发动机的进气门一致，前进气门的进气持续角的开启和关闭时刻可变，进气持续角的角度大小一定；两个进气门的开启频次一致，具有进气重叠角，即两个进气门同时打开的角度；进气重叠角由前进气门凸轮与后进气门凸轮之间的相位角度控制，即：通过控制前进气门的开启始点，调节两个进气门的进气重叠角；通过控制进气重叠角的大小，控制发动机的进气量；

所述的进气重叠角度大小由φ2变化从φ1到φ3：所述的φ1为怠速时的前进气门与后进气门的进气重叠角，为最小进气开度；φ2为部分工况时前进气门与后进气门的进气重叠角；φ3为最大负荷时前进气门与后进气门的进气重叠角，最大进气开度。

所述的前进气门的进气持续角大于后进气门的进气持续角；

所述的燃料混合室所存储的空气量不大于发动机怠速时发动机所需空气量，即燃料混合室的容积越小越好；

所述的两个进气门之间组成燃料混合室，燃料喷射进混合室与空气混合。

点燃式内燃机串联气门速度控制系统(SVSC)的工作过程为：

前进气门和后进气门串联连接，随着曲轴旋转，在前进气门凸轮控制下，前进气门打开，此时后进气门处于关闭状态，空气通过前进气门进入混合室，混合室内空气压力与前进气门前的压力一致。

曲轴继续旋转，在后进气门凸轮控制下，后进气门打开，此时前进气门依然打开，在前、后进气门开启重叠期间，空气从前进气门经后进气门直接进入气缸；

曲轴继续旋转，前进气门凸轮控制下，前进气门关闭，空气停止进入混合室和气缸，直到后进气门凸轮控制后进气门关闭，完成气缸进气过程。

操控前进气门凸轮相位控制器，即改变前进气门开启始点，从而改变前、后进气门开启重叠角，改变了进入气缸的进气量。