一種點燃式內燃機串聯氣門速度控制系統的制作方法
【技術領域】
[0001]本發明屬于內燃機技術領域，涉及內燃機配氣系統，特別涉及一種點燃式內燃機串聯氣門速度控制系統(SVSC)。
【背景技術】
[0002]點燃式內燃機負荷調節是依靠調節節氣門開度控制進氣量完成，控制進入氣缸空氣量的是節氣門，即通過節氣門的節流作用，控制發動機所需的進氣量。當節氣門開度小時，發動機栗氣損失增大，發動機經濟性變差。
[0003]低負荷時發動機需要的進氣量少，節氣門開度小，節流作用增大，空氣進入氣缸需要相應的吸氣功增大，即栗氣損失增大，油耗增加。
[0004]大負荷時，發動機處于高速，希望有較大的進氣滯后角，以期借助高速氣流的慣量達到多進氣目的；低速時，希望有較小的進氣滯后角，防止進入氣缸的混合氣倒流回進氣支管。發動機工作在不同工況，相位有不同的進氣滯后角，而根據某種工況設計的配氣系統一旦完成設計，其配氣相位便固定不變。
[0005]目前，傳統的點燃式內燃機的發動機調整是通過節氣門開度控制的，在中小負荷情況下，由于節氣門的節流作用，發動機的栗氣損失很大，從而影響發動機在中小負荷下的經濟性。為了解決點燃式發動機進氣系統的諸多問題，世界各國做出了很大努力。
[0006]縱觀各國對配氣系統的優化，大多是針對可變氣門的探討和研究。可變氣門技術大體可分為可變氣門正時控制、可變氣門升程控制或者兩者同時可變控制。實現上述控制的手段有可變凸輪型線、可變凸輪從動件、可變凸輪相位、無凸輪配氣機構等。無論哪一種方法，除了結構復雜、造價昂貴外，大多沒有真正消除節氣門所帶來的栗氣損失。目前，只有BMW公司的Valvetronic結構可實現無節氣門的負荷控制方式。
【發明內容】
[0007]針對現有技術的不足，本發明提供一種點燃式內燃機串聯氣門速度控制系統(SVSC)，該系統由前后兩個串聯的進氣門組成進氣控制系統，取消了傳統點燃式內燃機的節氣門。一個進氣門與原發動機進氣門一樣，采用傳統的進氣門結構和控制方式，定義為后進氣門，另一進氣門定義為前進氣門，通過控制前進氣門的開啟時刻控制兩個氣門的開啟重疊角，從而控制進入發動機氣缸的進氣量，達到調節發動機的目的。
[0008]為實現上述目的，本發明的技術方案是:
[0009]點燃式內燃機串聯氣門速度控制系統(SVSC)的配氣系統包括前進氣門1、前進氣門凸輪2、后進氣門凸輪3、后進氣門4、前氣門、電噴嘴5、燃油混合室6、氣缸7、排氣門凸輪8、排氣門9、曲軸上控制配氣的曲軸齒輪10、前進氣門凸輪相位控制器11、前進氣門凸輪齒輪12、后進氣門凸輪齒輪13、排氣門凸輪齒輪14和配氣鏈條15。所述的燃料混合室由前進后氣門1與后進氣門5組成，其所存儲的空氣量不大于發動機怠速時發動機所需空氣量，即燃料混合室容積盡量小。
[0010]點燃式內燃機串聯氣門速度控制系統包括兩個進氣門，兩個進氣門串聯連接，后進氣門的結構和控制方式與傳統發動機的進氣門一致，前進氣門的進氣持續角的開啟和關閉時刻可變，進氣持續角的角度大小一定；兩個進氣門的開啟頻次一致，具有進氣重疊角，即兩個進氣門同時打開的角度；進氣重疊角由前進氣門凸輪與后進氣門凸輪之間的相位角度控制，即:通過控制前進氣門的開啟始點，調節兩個進氣門的進氣重疊角；通過控制進氣重疊角的大小，控制發動機的進氣量；
[0011]所述的進氣重疊角度大小由Φ2變化從Φ1到Φ3:所述的Φ1為怠速時的前進氣門與后進氣門的進氣重疊角，為最小進氣開度；Φ 2為部分工況時前進氣門與后進氣門的進氣重疊角；Φ 3為最大負荷時前進氣門與后進氣門的進氣重疊角，最大進氣開度。
[0012]所述的前進氣門的進氣持續角大于后進氣門的進氣持續角；
[0013]所述的燃料混合室所存儲的空氣量不大于發動機怠速時發動機所需空氣量，即燃料混合室的容積越小越好；
[0014]所述的兩個進氣門之間組成燃料混合室，燃料噴射進混合室與空氣混合。
[0015]點燃式內燃機串聯氣門速度控制系統(SVSC)的工作過程為:
[0016]前進氣門和后進氣門串聯連接，隨著曲軸旋轉，在前進氣門凸輪控制下，前進氣門打開，此時后進氣門處于關閉狀態，空氣通過前進氣門進入混合室，混合室內空氣壓力與前進氣門前的壓力一致。
[0017]曲軸繼續旋轉，在后進氣門凸輪控制下，后進氣門打開，此時前進氣門依然打開，在前、后進氣門開啟重疊期間，空氣從前進氣門經后進氣門直接進入氣缸；
[0018]曲軸繼續旋轉，前進氣門凸輪控制下，前進氣門關閉，空氣停止進入混合室和氣缸，直到后進氣門凸輪控制后進氣門關閉，完成氣缸進氣過程。
[0019]操控前進氣門凸輪相位控制器，即改變前進氣門開啟始點，從而改變前、后進氣門開啟重疊角，改變了進入氣缸的進氣量。
[0020]以四沖程汽油機為例，將上述方案具體化:某汽油機進氣提前角為上止點前10°，關閉滯后角為下止點后40°，進氣持續角為230°。將節氣門控制的進氣系統改為串聯氣門速度控制系統(SVSC)，即將節氣門去掉，串接一進氣門，將原機的進氣門稱后進氣門，新串接的進氣門稱前進氣門。兩個進氣門之間組成燃料混合室，噴油嘴將燃油噴入燃料混合室在此完成油氣混合，燃料混合室充入的空氣量不大于發動機怠速所需要的空氣量，即混合室的容積越小越好。前進氣門的開啟持續角不低于230°，通過調節前進氣門的開啟始點，調節前、后進氣門的重疊角為0°?230°，在前后進氣門開啟重疊期間，空氣從前進氣門前狀態直接進入氣缸。如果前氣門的開啟始點控制是由ECU控制，則可根據油門位置信號和發動機狀態信號確定最佳進氣滯后角。
[0021]本發明結構簡單，成本低廉，對原發動機改動小，對發動機節能具有重要意義。由于取消了傳統點燃式內燃機的節氣門，使該系統既能減小中低負荷的進氣栗氣損失，也能控制大