第5期（总第226期） 2016年10月
车用发动机 VEHICLE ENGINE
新型无节气门进气系统
No 5 (Serial No 226 )
Oct2016
串联气门速度控制系统
孙培岩，李翔，万怡，满长忠，唐运榜
（大连理工大学海洋能源利用与节能教育部重点实验室，辽宁大连116024）
摘要：为了改善车用汽油机在城市路况下(即中小负荷的工况下)的燃油经济性，设计了一种由两个串联进气
门组成的进气控制系统(SVSC）采用全新的进气控制原理，不通过节气门的操控来降低部分负荷工况下发动机进气损失并提高燃油经济性。仿真计算与试验表明SVSC系统可大幅减少发动机部分负荷下的进气损失，并且不需要对发动机的尺寸或结构作较大改动。
关键词：点燃式发动机；节气门；进气损失；进气系统；仿真 DOI:10 3969/jissn 1001-2222 2016 05 004
2文献标志码：B
中图分类号：TK41432
文章编号：1001-2222(2016)05-0017-06
能源与环境问题是目前汽车工业面临的两个主要问题。为了在提高汽油机燃油经济性和动力性的同时满足越来越严格的排放法规要求，配气控制技术的研究备受关注"。如何有效地根据发动机的运行状态改变进气量，如何有效地减小发动机中低负荷工况下的泵气损失等，都是进一步提高汽油机燃油经济性需要考虑的问题。
各国学者正在广泛研究可变气门执行器（VVA）,并且已经发表了一系列与可变气门升程、可变气门开启持续时间以及气门正时控制策略相关的研究文献。比如：NISSAN公司在30LV6 发动机平台上推出了一种二阶凸轮限位机构来实现全转速范围内扭矩的提升，并降低了燃油经济性： Toyota+」，Ford-5」，Porschel公司相继推出了凸轮相位可以连续改变的机构。此后日本的Honda"了公司与德国BMW"公司相继开发了可以使气门升程与进排气相位均可变的机构。但以上这些机构都没有完全取消节气门，进气损失依然存在。基于此，德国BMW公司推出了一种可以改变进气量的机构Valvetronic机构，取消了节气门.机构中凸轮不直接控制进排气门，而是通过一种传动机构间接地实现进气门升程的连续改变，该机构已投入生产。瑞典学者ShahnawazAhmedKhan和Prajod Ayyappath"开发了一种高转速与低转速可以相应改变进气量的机构，取消广节气，此外，大津大
收稿日期：2016-04-05；修回日期：2016-09-28
学研究了一种可以取消节气门的机构，而且取消凸轮，但这两种机构均存在装置庞大复杂，安装过程繁琐且成本非常高的弊端。
考虑到大部分汽车经常工作在城市工况下，本研究特别设计了一种由2个串联进气门构成的串联气门速度控制系统（SVSC)来降低发动机进气损失，该系统没有采用现有的改变发动机即时进气量的方法。理论计算与试验验证表明，在中小负荷工况下， SVSC系统对进气损失的降低效果尤为明显，节油率平均可达5%～6%，且对发动机的功率特性基本没有影响。
1串联气门速度控制系统（SVSC） 1.1SVSC系统结构
SVSC系统由2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（见图1）。两个进气门串联连接，后面的气门（称后进气门)的结构和控制方式与传统的发动机进气门一致；前面的气门（称前进气门)的进气持续角一定，但开启时刻是可变的，即关闭时刻也是可变的·前进气门的开启频次与后进气门的开启频次一致。前进气门与后进气门须有同时打开的角度，或称重叠角，控制重叠角的大小，即控制了发动机的进气量。前进气门的进气持续角大于后进气门的进气持续角。前进气门与后进气门之间组成燃料混合室，燃料喷射进混合
作者简介：孙培岩（1962一），男，副教授，博士，研究方向为内燃机电子控制、压缩空气与燃油混合动力发动机、汽油机的进气系统优化等；
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通讯作者：李翔（1991一），男，硕士，研究方向为点燃式发动机可变气门的研究实现与优化；lx1540704308@163eom