一种旋转前进气门的串联气门速度控制系统技术领域
本发明属于内燃机技术领域，涉及一种旋转前进气门的串联气门
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
本发明的目的在于提供一种旋转前进气门的串联气门速度控制系
统(SVSC)。该系统包括两个进气门，两个进气门串联连接，取消了传
统点燃式内燃机的节气门；所述的两个进气门结构如下：一个进气门
的结构和控制方式与传统发动机的进气门一致，为后进气门；另一个
进气门为前进气门，前进气门采用旋转进气门，旋转进气门的旋转由
曲轴控制，调整旋转进气门套；两个进气门同时打开的角度一致，具
有重叠角，前进气门通过调节进气始点，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。取消了传统点燃式内燃机的进气
门，此系统不但减小了中低负荷的进气泵气损失，也能控制大负荷下
的最佳进气关闭角调节。
为实现上述目的，本发明的技术方案是：
一种旋转前进气门的串联气门速度控制系统(SVSC)的配气系统
包括发动机缸头1、旋转进气门套2、旋转进气门3、电喷嘴4、后进
气门5、燃油混合室6和气缸7。
旋转前进气门的串联气门速度控制系统(SVSC)包括两个进气门，
两个进气门串联连接，后进气门5的结构与控制方式与现有的传统的
发动机进气门一致；前进气门为一旋转进气门3；旋转进气门3由缸
头1、旋转进气门套2和旋转进气门3组成，旋转进气门套2和旋转
进气门3上开有气口。
所述的旋转进气门3的旋转由曲轴驱动，其开启频次与后进气门
5的开启频次一致，且具有同时开启的角度，即重叠角，通过控制重
叠角的大小，控制发动机的进气量。
所述的旋转进气门套2的旋转调节控制旋转进气门3相位，控制
调节进入气缸7的空气量；
所述的旋转进气门3的进气持续角大于后进气门5的进气持续角；
所述的旋转进气门3与后进气门5之间组成燃料混合室6；燃料
混合室6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6容积尽量小。
旋转前进气门的串联气门速度控制系统(SVSC)工作过程为：
前进气门和后进气门串联连接，随着曲轴旋转，后进气门5关闭，
旋转进气门3打开，空气通过旋转进气门3进入混合室6，使混合室6
内空气压力与旋转进气门前的压力一致；
曲轴继续旋转，后进气门5打开，此时旋转进气门3依然打开，
在旋转进气门和后进气门开启重叠期间，空气从旋转进气门3前经后
进气门5直接进入气缸；
曲轴继续旋转，旋转进气门3关闭，空气停止进入混合室6和气
缸7，直到后进气门5关闭，完成气缸7进气过程。
调整旋转进气门套2的角度，即可改变旋转进气门3的开启相位，
从而控制调节进入气缸7的空气量。
本发明结构简单，成本低廉，对原发动机改动小，对发动机节能
具有重要意义。由于取消了传统点燃式内燃机的节气门，使该系统既
能减小中低负荷的进气泵气损失，极易控制最佳进气滞后角，也能控
制大负荷下的最佳进气关闭角调节，高了发动机的经济性。通过电脑
控制前气门的开启时刻，即电脑控制旋转进气门套旋转角度，可很容
易实现大负荷情况下的最佳进气滞后角的控制。
附图说明
图1为本发明的实施例的结构示意图。
图2为前气门(本例中为旋转进气门)进气过程示意图，
a为旋转进气门进气起始时刻；b为旋转进气门进气中；
c为旋转进气门进气结束时刻。
图3为前气门控制进气量调节示意图。
a为怠速时旋转进气门套位置；b为部分负荷旋转进气门套位
置；c为最大负荷时旋转进气门套位置。
图4为前气门、后气门的开启流通面积曲线和前气门、后气门的
重叠角。
图中：1发动机缸头；2旋转进气门套；3旋转进气门；4电喷嘴；
5后进气门；6燃油混合室；7气缸；8怠速时旋转进气门的开启流通
面积曲线；9部分负荷时旋转进气门的开启流通面积曲线；10最大负
荷时旋转进气门的开启流通面积曲线；11后进气门的开启流通面积曲
线。
具体实施方式
下面结合附图与具体实施方式对本发明作进一步说明。
本例中旋转前进气门的串联气门速度控制系统(SVSC)前气门为
一旋转进气门3，后气门为进气门5，旋转进气门3、后进气门5之间
组成燃油混合室6，电喷嘴4将燃料喷人燃油混合室6中，混合气由
后进气门5进入气缸7。
旋转进气门3与曲轴通过链条连接，其速比为1:2，即曲轴转720°，
旋转进气门3转360°。旋转进气门套2的旋转角度由司机控制或ECU
控制，从而控制旋转进气门3与后进气门5的气门重叠角，控制进入
发动机的进气量。
图2中为旋转进气门套2固定，旋转进气门3旋转的进气过程图，
a为旋转进气门3开启始点，c为旋转进气门3关闭点。
图3为旋转进气门套2旋转不同位置，控制旋转进气门3和后进
气门5重叠角过程图，a为怠速时的旋转进气套2位置，b为部分负荷
旋转进气套2位置，c为最大负荷旋转进气套2位置。如图示，顺时
针方向旋转旋转进气门套2为加大进气量；逆时针方向旋转旋转进气
门套2为减小进气量。
图4为前气门、后气门的开启流通面积曲线和前气门、后气门的
重叠角。怠速时旋转进气门的开启流通面积曲线8，部分负荷时旋转
进气门的开启流通面积曲线9；最大负荷时旋转进气门的开启流通面
积曲线10；后进气门的开启流通面积曲线11。
设旋转进气门3开启持续角为![]()
后进气门5开启持续角为![]()
且![]()
旋转进气门3与后进气门5重叠角![]()
在![]()
之间变化，
控制发动机进气量，达到控制发动机目的。![]()
为怠速时旋转进气门3
与后进气门5重叠角，为最小进气开度；![]()
为最大负荷时旋转进气门
3与后进气门5重叠角，为最大进气开度。