Устройство и принцип работы системы отключения цилиндров двигателя
Здравствуйте! Наверняка, многие из вас, мои дорогие читатели, являются активными автолюбителями и часть своей жизни проводят за рулём. А если так, то вам будет интересно знать, что на некоторых двигателях есть такая система — система отключения цилиндров. Зачем она?
Заезжая каждый раз на заправку и обращая внимание на стоимость топлива, вы, возможно, задумывались о том, что было бы неплохо, если б автомобиль расходовал меньше этой драгоценной жидкости и позволял экономить.
Оказывается, этой мыслью озабочены не только владельцы машин, но и автопроизводители, поэтому технологии, позволяющие значительно снизить расход и увеличить эффективность моторов, появились ещё в середине ХХ века. А идея эта, как вы догадались, выключить часть цилиндров из работы, когда не нужна большая мощность.
Конструктивные особенности
Вначале хочется отметить, что такие двигатели существуют с 1950 годов прошлого века. Именно тогда, как ни странно, стали задумываться над экономией топлива у очень мощных и «прожорливых» автомобилей. Однако разработчики столкнулись с непредвиденной проблемой:
Все дело в том, что (изначально) применять ее можно только на автомобилях с большим количеством поршней, от 5 и выше. Идеальное применение 8 и более. Если устанавливалась на обычный мотор с 4 цилиндрами, то он начинает работать неравномерно, очень сильно детонировал. Таким образом, первые применения получили моторы V8.
Однако сейчас в современных реалиях, конструкции реально шагнули вперед, изменились как топливо, так и строение самого двигателя. Поэтому некоторые компании имеют разработки двигателей с 4 поршнями, у которых может отключаться 1 или 2 цилиндра.
За счёт чего достигается экономия
В процессе отключения цилиндра происходит перераспределение воздуха с нерабочих на рабочие цилиндры, в результате у рабочих цилиндров значительно увеличивается коэффициент полезного действия. Кроме того, эффективнее начинает работать и система охлаждения, насос в свою очередь снижает количество подаваемого топлива, и тоге давление падает, а с ним и расход топлива.
Так сколько можно сэкономить?
Знаете тут все не однозначно. Такие конструкции работают в «узком» диапазоне оборотов двигателя, наиболее хорошая экономичность достигается с 2000 до 3500. Если нужна работа при более «высоких» оборотах, то полезное действие и экономия снижаются в геометрической прогрессии и вот почему – «отключение цилиндров двигателя» рассчитано на спокойную езду, так например если из «8» — отключить «4», то при высоких оборотах им придется «тащить» весь двигатель. Что однозначно для них будет сложно, в них будет перерасход.
Стиль езды при включенной системе, должен поменяться – так например обороты не должны выходить за пределы 3000, даже при разгонах и маневрах. Идеально будет плавное ускорение и длинное торможение, можно подключить и «движение накатом» (при определенном опыте).
Экономия обусловлена некоторыми факторами:
1) При отключении цилиндров, воздух перераспределяется из «нерабочих» его отводят и подают в «рабочие». Таким образом, их КПД намного возрастает, эксперты заверяют что удваивается.
2) Система охлаждения начинает работать также эффективнее, ведь охлаждать нужно только рабочие цилиндры, что также немного повышает КПД.
3) Подача топлива. Насос начинает меньше качать бензина (только в рабочие поршни), таким образом — его давление уменьшается, что также сказывается на экономичности.
Если подвести итоговые значения, можно получить экономию до 30%. Как заверяют производители основное назначение таких конструкций это «городская езда» по пробкам.
Борьба за экономичность моторов толкает автопроизводителей на внедрение в двигатели всевозможных систем, позволяющих снизить расход топлива. Один из наиболее очевидных способов уменьшить аппетит силового агрегата — отключение цилиндров при условии, что водителю не требуется максимальная мощность.
Впервые инженеры задумались об этом во второй половине двадцатого века, однако они столкнулись с неожиданным препятствием. Дело в том, что частичное отключение было возможно только на двигателях, имеющих шесть и более цилиндров, моторы с меньшим количеством цилиндров, при отключении хотя бы одного из них, начинали неравномерно работать.
8-цилиндровые «восьмерки» объемом 6,0 литра снабдили системой отключения четверти или половины цилиндров на машинах Cadillac еще в начале 1980-х годов. В 1990-х идею реализовали и в Европе. 600-е и 500-е «Мерседесы» в кузовах w140 и w220 также умели отключать половину цилиндров у своих 8- и 12-цилиндровых двигателей.
В настоящее время система отключения цилиндров успешно применяется и на четырехцилиндровых моторах.
Основная идея заключается вовсе не в том, чтобы не впрыскивать топливо в половину цилиндров и тем самым его сэкономить. Главный плюс тут в другом. Дело в том, что КПД бензинового двигателя прямо зависит от открытия дросселя и на частичном газу коэффициент полезного действия очень низок. А, скажем, 12-цилиндровому двигателю полностью открытый дроссель требуется весьма редко. Если же мы временно делаем такой двигатель 6-цилиндровым, то дроссель на той же скорости сразу открывается почти в два раза больше, что автоматически сильно поднимает КПД и, тем самым, позволяет экономить бензин.
На 8-цилиндровых двигателях отключают по два цилиндра из каждого ряда. Электроника прекращает подачу топлива в эти цилиндры и отключает впускные и выпускные клапана. Кроме этого, изменяются угол открытия дросселя, угол опережения зажигания. А, например, на двигателе V6 на Honda Inspire полностью отключается один ряд. И делается все это незаметно для водителя.
При отключении, разумеется, возникает ряд проблем. Например, неработающие цилиндры начинают переохлаждаться. А нарушение теплового режима работы — это всегда плохо.
Наконец, изменяется вибронагруженность двигателя. Для того, чтобы вибрации работающей одной половинки мотора не слишком раздражали водителя, на Honda Inspire применили активную гидроопору двигателя, которая управляется и меняет свою жесткость в такт вспышкам в оставшихся цилиндрах.
Из многочисленных способов отключения цилиндров следует выделить несколько основных:
— отключение топливоподачи, с одновременным сообщением неработающих цилиндров с атмосферой или с выпускным трубопроводом (при соединении с выпускным коллектором поддерживается температурный режим отключенных цилиндров)
— отключение топливоподачи с сохранением переменной степени дросселирования неработающих цилиндров.
— отключение впрыскивания топлива по заданной в электронном блоке программе (через один или несколько циклов) с целью поддержания температурного режима отключенных цилиндров. Эффект от применения данной системы меньше, чем от приведенных выше способов, т.к. после отключения каждого цикла приходится подавать несколько обогащенную смесь.
— отключение путем удержания впускных и выпускных клапанов в закрытом состоянии и прекращения газообмена в неработающих цилиндрах с периодическим приоткрытием для предотвращения их от залипания. Это более эффективный способ экономии топлива, но его использование связано с существенным изменением конструкции двигателя.
— Оригинальная система отключения цилиндров была создана для автомобиля Mercedes-Benz 500SE. В механизме привод клапана осуществляется через тарелку с нажимными штангами и сегментный элемент. При его повороте втулка с сегментным элементом выходит за пределы нажимных штанг и клапан остается в закрытом положении.
— На кафедре «Автомобили и двигатели» КГТУ был предложен способ отключения цилиндров (ОЦ), который применим к современным ДВС с искровым зажиганием. Сущность способа заключается в следующем : в разрыв цепей между ЭБУ и топливными форсунками устанавливается специальное логическое устройство, которое блокирует или пропускает сигнал без изменения от ЭБУ к форсункам в зависимости от заданной программы. Такой подход позволяет реализовать различные программы ОЦ, это и постоянное отключение того или иного цилиндра(ов) и кратковременное.
Под программой отключения цилиндров ДВС понимается порядок чередования процессов сгорания в цилиндрах двигателя. Например, для 4-цилиндрового двигателя с порядком работы цилиндров 1-3-4-2 возможны две программы отключения цилиндров, причем первая — «1 через 1», где постоянно отключены два цилиндра, вторая — «1 через 2», где отключаемые цилиндры чередуются.
— Систему Active Cylinder Control ( АСС ) применяется компанией Мерседес-Бенц с 1999 года. Закрываются клапаны коромыслом особой формы, оно состоит из двух рычагов которые соединены фиксатором. В рабочем режиме рычаги соединяются фиксатором в единое целое, при деактивации (отключении) цилиндров соединение освобождается и каждый рычаг может движется самостоятельно. При этом пружины держат клапаны в закрытом состоянии. Перемещается фиксатор при помощи подачи масла под давлением. Топливо в отключенные цилиндры не подаётся. Чтобы сохранить звук многоцилиндрового двигателя могут применяться специальные клапаны которые могут изменять проходное сечение выпускного тракта.
— Multi-Displacement System ( MDS ) используется на автомобилях Chrysler, Dodge, Jeep начиная с 2004 года. Система деактивирует цилиндры на скоростях больше 30 км/ ч и при оборотах двигателя до 3000 об/ мин. В системе используют толкатель специальной конструкции, который когда необходимо разъединяет распредвал и клапан. В определённый момент в толкатель подаётся масло и выдавливается блокирующий штифт, это и дезактивирует толкатель. Давление масла регулируется электромагнитным клапаном.
— Система Displacement on Demand (DoD) похожа на предыдущую систему. Использует её концерн GM с 2004 года.
— Система Variable Cylinder Management (VCM) разработана Хондой и используется с 2005 года. При равномерном движении система отключает блок цилиндров V- образного двигателя, т.е. 3 из 6. Когда происходит переход от максимальной к неполной нагрузке, то система обеспечивает работу 4 цилиндров. Система VCM базируется на системе изменения фаз газораспределения VTEC. Система основана на коромыслах, которые взаимодействуют с кулачками различной конфигурации. Когда необходимо коромысла включаются или выключаются из работы специальным блокирующим механизмом. Помогают системе VCM такие системы как система подавления шумоподавления и система гашения вибраций.
— Систему Zylinderabschaltung (ZAS) использует концерн Фольксваген с 2012 года. Используется система на 1,4 литровых двигателях TSI, система отключает цилиндры в диапазоне оборотов двигателя от 1400 до 4000 об/ мин. Базируется система на системе фаз газораспределения от Ауди. Она использует кулачки различной конфигурации и скользящую муфту, которая позволяет переключаться между кулачками.
— Двигатель 1,4 л TSI 103 кВт с системой отключения циндров (ACT) — это представитель новой серии бензиновых двигателей EA211. Он также является первым массово выпускаемым четырёхцилиндровым двигателем, в котором половина цилиндров может быть отключена для уменьшения расхода топлива.
Конечно же, нельзя не сказать, что наличие данной системы значительно усложняет конструкцию двигателя, что ведет к повышению его стоимости. Ремонт такого силового агрегата в случае поломки также обойдется дороже, да и не в каждом автосервисе за него возьмутся.
Схема работы
Хочется отметить — что системы «отключения» бывают различными, сейчас различают до трех основных видов:
1) Механическое отключение. Происходит по средствам распределительного вала, при включении системы он как бы смещается и работает на других «орбитах». Именно он регулирует подачу топлива в поршни мотора, так впускные клапана постоянно закрыты, в них не поступает топливо, а вот выпускные клапана открыты, таким образом поршни просто гоняют воздух внутри. Получается, что работает ровно половина двигателя, именно так достигается экономия.
2) Отключение подачи топлива. Также все элементарно — в определенные цилиндры не поступает топливо, оно ограничивается на уровне «подачи». Если можно так выразиться — система перекрывает «топливопроводы» в определенных местах, и топливо просто не идет в нужные поршни. Причем поршни могут чередоваться. Нужно отметить — что механически это такая же система, здесь не перекрываются клапана, не двигаются распредвалы и т.д., однако в какие-то цилиндры идет топливо в какие-то нет, и они работают в пустую, качая обычный воздух. Небольшое видео.
3) Электронная система. Есть и более продвинутые электронные варианты, применяемые сейчас у компании BMW. Здесь выполняются как «движения» валов, так и электронное перекрытие топливопроводов. Нужно отметить — что может включаться-выключаться автоматически. Например, в городе — когда скорость малая и обороты тоже, ЭБУ дает команду на «включение», если вы выехали на трассу, и надавили «акселератор» система отключается, задействовав весь мотор.
Отключение цилиндров как вид диагностики двигателя
Это интересно, но что нам практически даёт отключение цилиндров. Вернее так, как и зачем мы можем применить этот метод для своих, порой не совсем новых автомобилей.
В практической жизни отключение цилиндров может нам понадобится в двух случаях. Если вы затеваете (или уже требуется) ремонт двигателя, в частности ремонт ГБЦ или ремонт блока цилиндров, то всё начинается с диагностики двигателя.
Помимо применения таких методов диагностики в ручном режиме, как измерение компрессии двигателя или визуальное определение дефектов блока цилиндров, отключение цилиндров тоже выступает как метод диагностики.
Проводится он, как правило, народно-некорректными способами. Но, тем не менее, для настоящих автомастеров является подспорьем в определении неисправностей двигателя. Способы отключения цилиндров для тестирования работы цилиндров заключаются либо в отключении (блокировке) искры или отключении форсунок (когда речь идёт о дизельном двигателе).
Минусы
Конечно же, есть и существенные минусы, именно из-за них многие производители не применяют ее на своих автомобилях.
1) Сложная конструкция двигателя. Особенно если использовать первый вариант, со смежающимися валами.
2) Дороговизна. Всех вариантов, причем самый дорогой считается электронный.
3) Ремонт и запчасти. Как вы поняли отремонтировать намного сложнее и дороже, также найти запчасти сложно, под заказ и ждать до нескольких месяцев.
4) В случае поломки, может не работать половина мотора, ездить на таком авто неудобно, нужно ставить на стоянку.
5) Последнее что хочется отметить это сложность конструкции балансировки. Здесь применяется множество подушек, подпоров и т.д. За ними также нужно следить, потому как если они выйдут из строя работа такого мотора будет неравномерной!
В заключении хочется сказать, что многие производители опять начали разработку в этой области потому как направление перспективное. Представьте, что будете экономить на 30% меньше топлива по пробкам и в городе! Тут как говориться есть над чем подумать.
НА этом заканчиваю, искренне ваш АВТОБЛОГГЕР.
Похожие новости
- Спускает бескамерное колесо | Почему?
- Через сколько менять свечи зажигания
- Скрип спереди (Chevrolet AVEO)
Добавить комментарий Отменить ответ
SCR — Selective Catalytic Reduction
Самая эффективная система для снижения NOx использует присадку
Нейтрализатор SCR (Selective catalytic reduction) превращает оксид азота (NOJ в незагрязняющие вещества, такие как вода и азот. Это превращение происходит при использовании синтетического раствора мочевины (самая известная марка AdBlue), содержащегося в отдельном баке автомобиля (вверху — горловина под синей пробкой у Mercedes G). Вещество, содержащее 32,5% мочевины, впрыскивается в систему выпуска перед нейтрализатором SCR, дозировкой при этом заведует электроника, использующая датчик NOx. Система выпуска включает элементы, перечисленные на изображении внизу.
Автономный транспорт
Любой уважающий себя автомобилестроитель может похвастаться беспилотными моделями автомобилей и автономной системой управления. На самом деле, впервые автономный автомобиль появился еще в 1964 году в лаборатории искусственного интеллекта Стэнфордского университета в форме повозки. Не принимая во внимание то, что эта повозка не могла перевозить пассажиров, это был автомобиль размером с современный гольф-мобиль, который управлялся при помощи камеры и беспроводного соединения с компьютером. Небольшая повозка записывала видео на бортовую камеру и отсылала изображения на компьютер, находящийся неподалеку, для обработки. Проанализировав видео материал, компьютер создавал своего рода 3D карту окружающей территории и передавал команды движения обратно повозке.
Смотрите также: Уровни автономных автомобилей – испытано на себе
Понятно, что это был очень долгий процесс, и машина могла ездить самостоятельно всего несколько метров. Именно поэтому, до сегодняшнего дня, мы не видели беспилотные автомобили, гоняющие по улицам городов.
Станции замены аккумуляторов электромобилей
Помните фильм «Лучший мир»? В нем уже можно сказать было положено начало сенсационной идее внедрения аккумуляторной системы в автомобили. Совсем недавно Илон Маск экспериментировал с идеей создания станций по быстрой замене батареи, несмотря на то, что ее масштабному внедрению может помешать Tesla и ее станция супербыстрой зарядки.
Суть технологии быстрой зарядки проста: вы паркуете свой электромобиль на специальной системе с автоматическим или ручным управлением, открывается капот автомобиля, оттуда достается разряженная батарея и заменяется на новую.
Весь процесс предположительно должен занять не больше, чем поездка на обычную газозаправочную станцию, поэтому преимущества очевидны. Если будет построено достаточное количество станций по замене батарей и если все они будут стандартизированы и смогут принимать любой электромобиль, то страх длительных поездок останется в прошлом.
Если говорить о прошлом, то ни этот фильм, ни даже Tesla не были первопроходцами. Эта технология старее многих автопроизводителей. Еще в конце 1890-х, когда электрические и паровые транспортные средства были обычным делом, американская служба такси уже имела в своем парке несколько электрических машин с заменяемыми батареями.
После нескольких поездок, каждая машина возвращалась на базу, где разряженная батарея заменялась на новую буквально за несколько минут. К сожалению, компания электрических автомобилей, базирующаяся в Нью-Йорке, разорилась, а ее машины были постепенно заменены на машины с газовым двигателем, преимущественно, благодаря распространению газозаправочных станций по всему миру.
Общественные заправки для электромобилей
Говоря об электромобилях и их успехе на рынке, вы когда-нибудь задумывались, как их заряжали, особенно, когда боязнь ограничения дальних поездок всегда была проблемой? Оказывается, практически у каждого автомобилестроителя в конце 1800-х и начале 1900-х было свое решение этой проблемы. Большинство компаний дополнительно предлагали купить или взять в прокат зарядные устройства разного типа для конкретного автомобиля. Любопытно, но между супербыстрой зарядкой от Tesla и ее косвенными предшественниками не так и много различий.
Смотрите также: Какие проблемы возникнут с электрокарами в будущем?
У некоторых продавцов электромобилей были свои места для зарядки, где владельцы могли оставить свои машины. Другие продавцы вынимали батарею и заряжали сразу несколько штук одновременно, а затем снова их устанавливали. Ни одно из этих решений не могло предоставить человеку полную свободу передвижения на дальние расстояния, поэтому некоторые компании стали продавать станции подзарядки владельцам электромобилей.
Так, как и этого было недостаточно, то компания General Electric построила своего рода общественную сеть станций для зарядки автомобилей. На этих станциях были расположены «электранты» (или электрические гидранты). Они представляли собой что-то вроде телефонной будки и располагались в городской среде, где владелец электромобиля мог оставить машину на зарядку и тем временем отправиться по своим делам. Такие зарядные станции передавали энергию за 10 центов/кВт/ч. Эти станции также прекратили свою работу, так как на рынке стали появляться машины с двигателем внутреннего сгорания. К тому же, тогда, как и сейчас, не было единого стандарта для гнезд зарядки. Это означает, что только некоторые модели автомобилей можно было заряжать на этих станциях. Польза от станций была такой же, как польза станций быстрой зарядки, предназначенная для обслуживания только владельцев Nissan Leaf.
Современные автомобильные технологии, которые не такие уж и новые
Не только колесо было изобретено много лет назад, но и, казалось бы, современные автомобильные технологии и опции также изобретали заново и не один раз. Некоторые технологии в свое время, возможно, были еще не так востребованы, они опережали время; другие — просто не прижились. Как бы то ни было, после своего исчезновения, некоторые изобретения стали настолько актуальны, что они снова потребовались современным людям.
Двигатель с отключаемыми цилиндрами — отличная замена гибридам
Некоторые автолюбители задаются вопросом, а можно ли отключить цилиндр, один или несколько, от системы подачи топлива, не нарушив тем самым их работу в определённой последовательности. Ведь некоторые производители заявляют, что их двигатели умеют деактивировать на ходу несколько цилиндров. Специалисты уверяют, что сделать это можно, более того, приводят в пример ряд даже средних по технологической оснащённости компаний, которые используют такую конструкцию, но обо всём по порядку.
Что такое отключение цилиндров и для чего оно нужно
Система, позволяющая регулировать подачу топлива в выборочные цилиндры, называется «отключением цилиндров» двигателя. Речь идёт об отключении «нерабочих» цилиндров от системы, которые не помогают в данный момент, а только нагружают её и тормозят. Кроме того, можно закрыть, или заблокировать клапан газораспределительного механизма, для того чтобы перекрыть доступ воздуха. Следует заметить, что существуют конструкции, в которых клапана находится в стабильно закрытом положении. Отключение от системы цилиндров и клапанов способствует существенной экономии топлива, поскольку незадействованные цилиндры не потребляют топливо.
Система управления цилиндрами
Система управления цилиндрами представляет собой особую схему, которая при необходимости производит изменение рабочего объема двигателя. Для этого система временно отключает часть цилиндров двигателя. Такое конструктивное решение позволяет снизить расход топлива до 20% и уменьшить выделение вредных соединений в окружающую среду.
Система была разработана для типового режима, при котором максимально развиваемая мощность двигателя используется менее чем на 30%. Преобладающую долю времени, ДВС работает с минимальными нагрузками. Дроcсельная заслонка в таком режиме практически закрыта, но для работы, двигатель вынужден всасывать обычный объем воздуха, это приводит к снижению эффективности, по причине насосных потерь.
Система управления цилиндрами позволяет отключать часть цилиндров в режимах, когда двигатель работает на малых нагрузках. Чаще всего, данная система реализуется на двигателях с высокой мощностью, имеющих 6,8, 12 и более цилиндров.
Отключение цилиндра возможно при перекрытии к нему доступа воздуха, закрытии его впускного и выпускного клапанов, а также прекращении подачи топлива в него.
Современные ДВС имеют электромагнитные форсунки, управление которыми осуществятся электронной системой. Ввиду того, что данная система технически очень сложна, каждый из производителей видит ее реализацию по-своему. Из всех методов, мы выделим лишь три самых распространенных:
- Внедрение специальных толкателей (система Multi-Displacement System, Displacement on Demand);
- Система с отключением коромысла (системы Active Cylinder Control, Variable Cylinder Management);
- Установка на коленвале кулачков различных форм.
Принудительное отключение нескольких цилиндров имеет свое преимущество, но в тоже время есть и недостатки. Это дополнительные нагрузки на работающие цилиндры, и избыточный шум.
Избыточные нагрузки компенсируются тем, что в камерах отключенных цилиндров остается объем отработавших газов, которые сжимаются при движении поршня вверх и выталкивают поршень при его возвратном движении вниз.
Снижение уровня вибрации при работе двигателя призван обеспечить двухмассовый маховик
. Уменьшение шума осуществляется выхлопной системой, состоящей из труб различных размеров и двух резонаторов.
Первоначально, система управления за работой цилиндров была реализована на автомобилях марки Cadillac в 1981 году. В ее состав входили специально изготовленные электромагнитные катушки. Они располагались на коромыслах. При подаче тока на катушку, она блокировала работу коромысла, клапана оставались закрытыми. Система позволяла отключать сразу пару расположенных напротив друг друга цилиндров. На приборной панели отображались данные о числе работающих в настоящее время цилиндров.
Активного распространения данная система не смогла получить, так как имела серьезные проблемы с подачей топлива во все цилиндры.
На смену вышеописанной системе пришла новая, под названием Active Cylinder Control
,
ACC
. Она стала устанавливаться на автомобилях концерна Mercedes-Benz начиная с 1999 года. Клапана цилиндра блокировались при помощи специального коромысла, которое состояло из двух рычагов, соединенных между собой фиксатором. В режиме работы, фиксатор делал работу клапанов синхронной, но при его отключении каждый клапан работал самостоятельно. При этом под действием пружин они находились в закрытом состоянии. Фиксатор приводился в действие с помощью масла, находящегося под давлением, которое в свою очередь поступало или перекрывалось при помощи электромагнитного клапана. В момент отключения клапанов, перекрывалась подача и топливной смеси.
Чтобы во время отключения нескольких клапанов двигателя, звук его работы в системе выхлопа не изменялся, в нее устанавливался специальный клапан, который позволял регулировать сечение выпускного тракта.
Система Multi-Displacement System
,
MDS
Данное конструкторское решение устанавливается на модели компании Chrysler, Dodge, Jeep начиная с 2004 года. Отключение цилиндров происходит при ускорении автомобиля более 30кмч и числу оборотов в минуту — менее 3000.
В системе реализован специальный толкатель, который обеспечивает разъединение распредвала и клапана. При необходимости толкатель начинает воздействие от подаваемого к нему масла под давлением и выдавливает блокирующий штифт. За давление масла отвечает специальный электромагнитный клапан.
Displacement on Demand
,
DoD
— аналогичная система, устанавливаемая на автомобили компании General Motors начиная с 2004 года.
Более совершенной является система от компании Honda под названием Variable Cylinder Management
,
VCM
. Она устанавливается на автомобили с 2005 года. При равномерном движении автомобиля, система блокирует работу одного блока цилиндров, т.е. трех цилиндров из шести (двигатель V-образной конструкции). В случае, когда двигатель переходит с полной нагрузки на неполную мощность, система отключает два из шести цилиндров.
Исходя из своей конструкции, система VCM основана на работе системы изменения фаз газораспределения
VTEC. В ней установлены коромысла, которые работают с полным согласованием с кулачками разных форм. Когда необходимо исключить из работы цилиндр, коромысла блокируются фиксатором.
Для наиболее эффективной работы данной системы, внедряются такие решения, как Active Engine Mounts
. Оно позволяет регулировать уровень вибрации двигателя. Система активного шумоподавления
Active Sound Control
.
Active Cylinder Technology
,
ACT
— система, устанавливаемая на моторы с
двигателем TSI
с объемом 1.4 литра компании Volkswagen, начиная с 2012 года. Она отключает два из четырех цилиндров при работе двигателя в диапазоне оборотов от 1400 до 4000.
Работа системы ACT основана на изменениях фаз в ГРМ Valvelift System
, которая до этого применялась на автомобилях компании Audi. Система работает благодаря кулачкам разной формы установленные на специальной муфте, которая может перемещаться. В двигателе имеется четыре блока, состоящих из кулачков и муфт. Их режим работы и перемещение определяются блоком управления двигателем.
Слишком много цилиндров
Появились многоцилиндровые двигатели без малого 75 лет назад, примерно в тоже самое время стали задумываться и о проблемах экономии автомобильного топлива, поскольку, машины в середине прошлого века были чрезвычайно «прожорливыми». Так появилась система отключения цилиндров. Практиковалась она на автомобилях, двигатели которых имели много поршней. Разумеется, сегодня автомобилестроительная отрасль шагнула далеко вперёд, благодаря чему изменилась и конструкция двигателей, и качество автомобильного топлива, и его расход. Сейчас некоторые производители создают моторы с четырьмя поршнями, один или два из которых можно отключать.
Система отключения цилиндров
Трехцилиндровые двигатели: достоинства и недостатки
С трехцилиндровыми двигателями сталкиваются владельцы как иномарок, так и отечественных машин.
Более того, в последнее время ведущие мировые автоконцерны стали чаще использовать подобные модели мотора, поскольку они являются более экологичными, а забота об окружающей среде, как известно, — одно из самых популярных направлений в современной промышленности.
Если вы хотите приобрести автомобиль с трехцилиндровым двигателем, но сомневаетесь в правильности своего решения, то эта статья для вас. В ней мы рассмотрим основные достоинства и недостатки моторов такого типа.
Что такое трехцилиндровый двигатель?
Начнем с азов, а именно — с объяснения того, чем трехцилиндровый двигатель отличается от всех прочих.
Даже начинающим автовладельцам и просто интересующимся техникой людям известно, что внутри мотора есть цилиндры: они приводятся в движение коленчатым валом и запускают в работу весь транспортный механизм.
Из этого можно сделать логичный вывод: чем цилиндров больше, тем движок мощнее. Так оно и есть на практике.
Например, четырехцилиндровые двигатели имеют машины городского класса, направленные на экономию бензина и езду на небольших скоростях, а шестицилиндровые — мотоциклы, рассчитанные на высокую нагрузку.
Трехцилиндровый движок имеет невысокую мощность (отсюда появилось одно из его народных названий — «мотоциклетный двигатель»). Его устанавливают обычно на малолитражки и машины, предназначенные для езды по городу и на небольшие расстояния.
Преимущества трехцилиндрового двигателя
- Экологичность. О ней мы упомянули еще в начале статьи. Действительно, машины с таким типом движка наносят гораздо меньший ущерб окружающей среде и потому завоевывают популярность сейчас, когда забота об экологии стала одной из первостепенных задач человечества.
- Возможность комбинировать виды топлива. Трехцилиндровые двигатели рассчитаны на малый объем бензина (например, у последней разработки , мотора Kappa объем всего 1,0 л), потому для усиления мощности их часто сочетают с установкой добавочного газового баллона. Это опять-таки экологично и в условиях нашей страны вполне экономно.
- Малый расход бензина. Это преимущество логично вытекает из предыдущего: раз двигатель рассчитан на небольшой объем топлива, то и лишние дозаправки не нужны (на 100 км, в среднем, требуется 5,9 л бензина).
- Легкость и компактность. Движки такого типа чаще всего изготавливаются из аллюминия и имеют небольшой размер. Это помогает сохранить динамические свойства в условиях небольшого объема двигателя.
Сколько можно сэкономить
Следует заметить, что отключать можно несколько цилиндров только в том случае, если эксплуатация двигателя происходит, скажем так, в спокойном режиме, то есть на низких оборотах. Как показывает практика, существенную экономию топлива, равную 30 процентам можно получить при отключении четырёх из восьми цилиндров и при эксплуатации мотора в пределах 2-3,5 тысяч оборотов. Если обороты увеличивать, то экономия стремительно исчезает.
Читай также: Магнитный активатор — экономит топливо или нет
За счёт чего достигается экономия
В процессе отключения цилиндра происходит перераспределение воздуха с нерабочих на рабочие цилиндры, в результате у рабочих цилиндров значительно увеличивается коэффициент полезного действия. Кроме того, эффективнее начинает работать и система охлаждения, насос в свою очередь снижает количество подаваемого топлива, и тоге давление падает, а с ним и расход топлива.
Система управления цилиндрами
Как можно отключить цилиндр/цилиндры
- Систему «отключения цилиндров» реализовать можно несколькими способами, чаще всего это делают:
- Механически — либо производя смешение работы орбит распределительного вала, либо отключив подачу топлива на определённые цилиндры, либо создав переменную подачу топлива на тот или иной цилиндр;
- Электронным способом через бортовую систему современного автомобиля, причём можно изменить и работу распредвала, и настроить чередование подачи топлива в цилиндры, или же полностью перекрыть его.
Каждый отключает по-своему
Чтобы описать все существующие системы отключения цилиндров, понадобится не одна статья, тем не менее, давайте попробуем с Вами рассмотреть некоторые из них.
Итак, компания Mercedes-Benz в уже далёком 1999 году начала использовать в ГРМ коромысла специальной конструкции, которые состояли из двух частей, соединённых подвижным фиксатором.
При включении режима деактивации цилиндров, фиксаторы смещались, определённые клапаны обездвиживались. Эта технология получила имя Active Cylinder Control.
Немного другой подход предложил концерн Volkswagen. Если другие автопроизводители, как правило, оснащали этой системой модели с массивными многоцилиндровыми моторами, то немцы решили, что она будет полезна и в небольших агрегатах, даже с компактными рядными «четвёрками».
Технологию назвали Active Cylinder Technology, а её суть заключается в использовании сразу нескольких блоков кулачков распредвала, которые управляются специальными механизмами.
Блоки имеют разные конфигурации кулачков, которые при активации режима, позволяют не взаимодействовать распредвалу с некоторыми клапанами.
Есть и другие способы отключить лишние цилиндры. К примеру, применяются толкатели специальной конструкции или комбинация нескольких форм кулачков и коромысел с фиксаторами.
Источник https://xn—-8sban6b6a.xn--p1ai/remont/sistema-otklyucheniya-cilindrov.html
Источник https://autoclub174.ru/remont/dvigatel-s-otklyuchaemymi-cilindrami.html
Источник
Источник