Система отключения цилиндров двигателя

Система отключения цилиндров двигателя

Американские мускул кары

Считаете, что впечатляющая мощность современного многоцилиндрового силового агрегата и топливная эффективность — это две не совместимые вещи? Утверждение верное лишь от части, но благодаря технологии «Fuel Saver», которая дословно и означает экономию топлива, при определенных условиях, вполне достижимо.
Что же собой представляет эта технология? А представляет она следующее — отключает в двигателе части (для восьмицилиндрового или четырехцилиндрового двигателя, обычно половину, а для шестицилиндрового — половину или одну треть) цилиндров в режиме холостого хода и в других ситуациях, в которых не требуется использование всей его мощности.

Из курса физики мы помним, что чем больше бензина (или другого топлива) сожгли в единицу времени, тем больше мощности получили. Верна и обратная зависимость. Но нужна ли абсолютная производительность, скажем 6,4 литрового V-8 двигателя Hemi на холостом ходу? Вряд ли. А отключая, скажем 4 «горшка», на светофорах в условиях города или в дорожном заторе, можно несколько сократить растрачивание горючего своего «железного коня» впустую.

Сказать по правде, технология эта далеко не новая. Теорию топливной экономичности предложил в своих монографиях русский советский учёный Евгений Алексеевич Чудаков еще в 1947-48 годах, который обобщил все предыдущие практические наработки в этой области, а главное, отметил перспективы к дальнейшему совершенствованию.

Например, дизельные двигатели тракторов, как в СССР, так и у иностранных производителей, уже довольно продолжительное время используют отключение цилиндров на холостом ходу, как в четырехцилиндровых, так и в восьмицилиндровых моторах, уменьшая как расход топлива, задымленность, а так же выбросы оксида углерода в отработавших газах. Бензиновые же двигатели с технологией отключения цилиндров, в отсутствии нагрузки появились лишь в начале восьмидесятых. Первой маркой легковых автомобилей стал продукт автоконцерна General Motors — Cadillac, который начиная с 1981 года, использовал двигатель L62 со схемой работы V-8-6-4.

Принцип работы отключения цилиндров.

Для деактивации «лишних» цилиндров необходимо выполнить всего два условия — закрыть впускные / выпускные клапана и блокировать подачу топлива в цилиндр. За координирование подачи топлива отвечают электромагнитные форсунки с системой управления. Тут все просто, форсунка включилась / выключилась лишь от сигнала с Блока управления (ЭБУ), выполнив по сути безусловную функцию (сразу вспомнился Turbo Pascal). Сложнее другое, а именно регулировать положения клапанов. На сегодняшний день широко распространены три технологии деактивации цилиндров — это Multi-Displacement System (MDS), Variable Cylinder Management (VCM) и Active Cylinder Technology (ACT).

Технологии, направленные на изменения объема.

Американские мускул кары

1. Multi-Displacement System (в переводе с английского — Система видоизменения объема) — это прежде всего электронная функция, реализованная на восьмицилиндровых моторах в автомобилях американского производства — Chrysler, Dodge и Jeep, которая откалибрована для работы в течение определенного спектра скорости и оборотов двигателя. Когда технология задействована, цилиндры под номерами один, четыре, шесть и семь деактивируются. Т.е. на одной стороне блока в работе остаются два внешних цилиндра, а на противоположной — два внутренних. При этом на приборной панели автомобиля загорается соответствующая пиктограмма «Eco».

Для работы в системе видоизменения объема «MDS» используются уникальные толкатели, управляющиеся с помощью электромагнитных клапанов (соленоидов), которые и обеспечивают отключение клапанов от распределительного вала. В расчетное время в толкатели, под давлением поступает масло, вытесняя блокирующий штифт — так происходит отключение самих толкателей. За регулировку (подачу) масла отвечают те самые соленоиды. Электромагнитные клапаны, с помощью Powertrain Control Module (PCM) — модуля управления трансмиссией, определяют, когда двигатель будет работать как V-8, а когда как V-4. Поэтому только лишь автомобили, оборудованные автоматическими коробками передач, могут использовать эту функцию. В номинальном режиме работы двигателя (когда задействованы все восемь цилиндров), электромагнитный клапан находится в «открытом» состоянии, что позволяет форсункам впрыскивать бензин во все цилиндры блока.

При отсутствии сигнала с PCM, силовой агрегат переходит В экономичный V-4 режим, MDS переходит в «закрытое» состояние, клапана не используемых цилиндров блокируются, топливо подается лишь в половину цилиндров. Двигатель будет работать в этом состоянии, пока PCM не подаст сигнал на «разблокировку», и цикл начнется заново.

Американские мускул кары

2. Вторая «школа» деактивации цилиндров — Variable Cylinder Management (в переводе с английского — цилиндры с переменным управлением), детище компании Honda. Силовые агрегаты тут обычно шестицилиндровые, не такие брутальные, как у американцев. Принцип работы тоже несколько отличается, задействованными остаются либо 4 цилиндра (V-образный режим) на небольшой нагрузке, либо, в отсутствии последней, всего три (одну сторону).

Конструктивно, система VCM базируется на изменении фаз газораспределения VTEC (Variable valve Timing and lift Electronic Control), которая по замыслу инженеров, должна обеспечивать устойчивость и максимальную отдачу от двигателя во всем диапазоне оборотов. Ведь, допустим, настроив силовой агрегат под максимальную мощность, мы теряем тяговитость на «низах», и наоборот, двигатель, настроенный на быстрое достижение максимального момента, будет чувствовать себя достаточно слабо на высоких оборотах. А благодаря VTEC, эта ситуация решаема, подстройка происходит что называется, в режиме «онлайн». Для отключения цилиндра перемещается штифт, отсоединяя коромысло, которые, в свою очередь, толкают клапана вниз.

Американские мускул кары

3. ACT — дословно, можно перевести как «Технология активного цилиндра», разработанная немецкими учеными, устанавливается на последние малообъемные (1.0, 1.2 и 1.4 л.) высокотехнологичные двигатели с нагнетателем концерна Volkswagen. Суть ее следующая — отключение двух из четырех цилиндров в заданном диапазоне оборотов (от 1,400 до 4,000 об/мин.). Переключение происходит в течение 13-36 миллисекунд, что является для четырехцилиндрового двигателя, в силу своих размеров и мощности, очень неплохим показателем. Активация функции ACT информируется соответствующей иконкой на многофункциональном дисплее приборной панели. Основа Active Cylinder Technology — кулачки различной формы, расположенные на скользящей по распределительному валу муфте. Кулачки и муфта образуют блок кулачков. Всего в двигателе четыре блока — два на впускном распредвале и два на выпускном вале. Блоки кулачков перемещаются четырьмя исполнительными механизмами. Для перемещения блока в исполнительном механизме служит стержень, который скользит по специальной, закручивающей формы канавке, и перемещает его. Исполнительные механизмы срабатывают по команде с ЭБУ.

Плюсы и минусы данной технологии.

+ Экономия топлива (в городском цикле)
+ Экологическая составляющая (оксиды углерода, оксиды азота и др.)
— Усложнение конструкции, как следствие, снижение надежности
— Увеличение себестоимости и цены за обслуживание
— Снижение акустического комфорта от работы двигателя (актуально для блоков небольшого объема)

Заключение.

Подводя итог, хочется подчеркнуть, что Технология сбережения топлива все чаще используется для мощных восьмицилиндровых автомобилей, таких, как Chrysler 300C или Dodge Challenger. А последнее время не боятся ее использовать даже американские тюнинг-ателье для своих маслкаров, спорткаров и спортивных внедорожников, не говоря уже про немецкие автоконцерны, которые оснащают ею свои, и без того экономичные четырехцилиндровые автомобили с турбонагнетателями. Смею предположить, что интерес в данном направлении у автопроизводителей будет только подкрепляться. Эта технология не только интересная для потребителя, она необходимая для экологии в целом, это следующий шаг в развитии бензиновых силовых агрегатов.

Система отключения цилиндров двигателя. Вся правда.

Сегодня реально интересная статья, будем опять говорить про двигатель, а именно об одной из его систем. Как вы уже поняли из названия это «отключение цилиндров». Многие задаются вопросом – а такое вообще возможно? Как отключить несколько или один цилиндр, ведь они все работают в определенной последовательности и закономерности? Ребята можно! И причем такая конструкция применяется, и по сей день многими производителями …

Читайте также  Количество промывочного масла в двигателе

Система отключения цилиндров двигателя

ОГЛАВЛЕНИЕ СТАТЬИ

Для начала определение.

«Отключения цилиндров» – это система при помощи, которой, отключается подача топлива в 1 или несколько цилиндров двигателя. В свою очередь чтобы «нерабочие» не тормозили работу других, клапана ГРМ (газораспределительного механизма) в них — открываются, не препятствуют порождению воздуха. Также есть конструкции, где они постоянно закрыты. Эта система призвана экономить топливо, как заверяют некоторые производители – она может быть очень существенной.

отключенные цилиндры

Как становится понятно, устройство двигателя усложняется, причем значительно! Нужно учесть многие факторы, это и работа ГРМ, и подача топлива, и работа цилиндров и т.д. Однако применяемость системы доказала свою экономичность, поэтому применяется на многих автомобилях, например компаний Volkswagen, SKODA, Chevrolet, BMW и т.д.

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.

Двигатель 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.

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.

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.

схема

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.

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.

(15 голосов, средний: 4,40 из 5)

Отключил пару цилиндров и сэкономил треть бака

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.

Система отключения цилиндров. Отключаем и экономим

Каким образом можно быстро и заметно снизить расход топлива? Чтобы ответить на этот вопрос, необходимо вспомнить, что тратим мы бензин или солярку в процессе сжигания их в цилиндрах. Если мы хотим уменьшить потребление «горючки», логично сократить количество элементов, где она сгорает, но тогда и упадёт мощность двигателя, что тоже не выход.

Конструкторы нашли решение – можно просто временно отключать часть цилиндров, а когда понадобится полная отдача мотора – включать в работу все. В этом и заключается принцип функционирования системы, о которой мы сегодня говорим.

По заявлениям автопроизводителей, современные решения в этом направлении позволяют экономить до 30% топлива, что, согласитесь, может благотворно отражаться на наших с вами карманах.

Идея, несомненно, хороша и, главное, полезна!

Но как можно временно исключить из слаженного механизма двигателя цилиндры, ведь остановить движение поршней в них невозможно – они жёстко закреплены к коленвалу?

На самом деле всё просто, какой бы ни была разновидность системы отключения, принцип работы у всех одинаковый – блокировка подачи топлива в цилиндры и отключение отдельных клапанов.

Читайте также  Как узнать модель двигателя по VIN коду

Таким образом, сгорание смеси не происходит и некоторые поршни не выполняют никакой полезной работы.

Система отключения цилиндров

С решением первой задачи не возникает никаких проблем, так как форсунки, через которые подаётся горючее, управляются электронно. Что же касается клапанов, то тут разработчикам пришлось проявить свою смекалку, потому как заблокировать работу отдельных элементов газораспределительного механизма (ГРМ) оказалось не так уж и легко, и многие автопроизводители предложили свои варианты.

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.

Система отключения цилиндров автоконцерна Мерседес

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».

Система отключения цилиндров автоконцерна Фольксваген

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.

Система включения и выключения цилиндров

Деактивация цилиндров? Не всё так гладко

Подозреваем, что в Вашей голове уже созрел вопрос: «Если система отключения цилиндров такая эффективная, почему она не используется повсеместно?»

Было бы здорово, и с этим трудно не согласиться, но нужно признать, что, несмотря на явные преимущества этой технологии, у неё есть и ряд ощутимых недостатков, а именно:

  • значительное усложнение конструкции мотора;
  • дорогой ремонт в случае поломки, сложности в облуживании;
  • необходимость для автопроизводителей использовать нестандартные системы балансировки двигателя и шумоподавления.

Все вышеперечисленные пункты очень сильно отражаются на цене автомобиля, поэтому производители не могут оснащать абсолютно все свои модели системой деактивации цилиндров. Особенно это важно для бюджетного сегмента рынка, где идёт борьба за каждую копейку.

Таким образом, друзья, мы имеем интересную ситуацию.

Вроде бы полезная во всех смыслах система отключения цилиндров пригодилась бы каждому автомобилю, но из-за стоимости и сложности применять её пока что целесообразно только в довольно дорогих моделях с многоцилиндровыми двигателями.

Тем не менее, производители продолжают совершенствовать данную технологию и, возможно, когда-нибудь она станет такой же массовой, как, к примеру, подушки безопасности или ABS.

Ну что ж, уважаемый гость моего блога, надеюсь, что вам было приятно узнать, что автопроизводители заботятся о наших кошельках, разрабатывая технологии, которые экономят топливо.

Мы обязательно продолжим наши беседы об узлах, агрегатах и системах автомобилей, а чтобы не пропустить свежие рассказы, обязательно подписывайтесь на наш блог, если вы этого ещё не сделали, и давайте шире смотреть на мир, не скупитесь на информацию, кидайте ссылки Вашим друзьям.

Отключение цилиндров: Лошадки по потребности

Не многие знают, что дроссельная заслонка в автомобильном двигателе в прикрытом состоянии (в режимах холостого хода и малых нагрузок) является виновницей уменьшения коэффициента полезного действия мотора, что приводит к повышению расхода топлива.

Не многие знают, что дроссельная заслонка в автомобильном двигателе в прикрытом состоянии (в режимах холостого хода и малых нагрузок) является виновницей уменьшения коэффициента полезного действия мотора, что приводит к повышению расхода топлива. Улучшить показатели в этих режимах можно двумя способами – усовершенствованием процесса сгорания (форкамерное и послойное смесеобразование, изменение степени сжатия и др.) и выключением из работы части цилиндров в режиме частичных нагрузок. Во втором случае оставшиеся цилиндры функционируют с открытой шире дроссельной заслонкой. На данный момент этот способ повышения экономичности ДВС – один из самых эффективных.

Малая история

Идея отключения цилиндров не нова. Исследования в этом направлении проводятся уже около 50 лет. Теория регулирования мощности автомобильного двигателя путем отключения цилиндров впервые была разработана в Советском Союзе академиком Э. А. Чудаковым. В теории такой способ помогает снизить расход топлива бензиновым поршневым двигателем до 25%, двухсекционным роторнопоршневым – до 20% и дизелем – до 15%.

Воплотить эту идею в жизнь можно только на многоцилиндровых моторах (шесть и более цилиндров). При меньшем количестве цилиндров не обеспечивается равномерность работы мотора при отключении одного или нескольких из них.

Запас мощности двигателей V6, V8 или V12 таков, что при движении с постоянной скоростью в среднем они работают только на 25% своей мощности. При этом проявляются недостатки «больших» моторов: частичное наполнение цилиндров свежим зарядом, низкое давление в них, малый механический КПД – все это и ведет к перерасходу топлива.

В начале 1980-х отключение части цилиндров (2-х или 4-х) применял на своих 6,0-литровых «восьмерках» Cadillac, однако широкого распространения этот мотор тогда не получил. На рубеже веков концерн General Motors проектирует новые восьмицилиндровые моторы с системой отключения цилиндров Displacement-on-Demand («рабочий объем по требованию»). Во время пуска мотора работают все цилиндры. Когда же двигатель прогреется, электроника «оценивает» реальную потребность в «услугах» всех цилиндров. Если мотор не нагружен (например, автомобиль двигается с постоянной скоростью по шоссе), электроника прекращает подачу топлива в четыре цилиндра из восьми. Цилиндры отключаются по диагонали – два «передних» на одном блоке и два «задних» на другом. Испытания показали, что пикап Chevrolet Silverado с двигателем Vortec V8 Displacement-on-Demand «экономит» около 8% бензина.

Европа

В Европе в 1990-х годах технологию отключения отдельных цилиндров в числе первых внедрил в «серию» Mercedes-Benz на 6,0-литровом моторе V12 (W140), а затем и V8 рабочим объемом 5,0 л (W220). На частичных нагрузках в «восмерке» отключаются четыре цилиндра, а при необходимости увеличения мощности они подключаются вновь. Электронная система управления двигателем отключает цилиндры – 2-й и 3-й из правого ряда и 5-й и 8-й из левого. Происходит это сразу после перехода двигателя на режим частичной нагрузки за счет отключения соответствующих впускных и выпускных клапанов и прекращения подачи топлива к указанным цилиндрам. Расход топлива в среднем уменьшился приблизительно на 7%. Мало того, в определенных эксплуатационных условиях возможна даже большая экономия. Например, при постоянной скорости 120 км/ч потребление горючего снижается на 13%, а при 90 км/ч – на 15%.

Переход от 4-цилиндрового режима работы двигателя к 8-цилиндровому и обратно осуществляется незаметно. Электроника мгновенно изменяет положение дроссельной заслонки и угол опережения зажигания таким образом, чтобы предотвратить внезапное изменение крутящего момента. Автоматическое отключение цилиндров осуществляется в диапазоне частот вращения коленвала от 1000 до 3500 об/мин на 3-й, 4-й и 5-й передачах при использовании автоматической коробки, что соответствует диапазону скоростей от 40 до 160 км/ч. Чтобы предотвратить переохлаждение отключенных цилиндров, выпускной клапан после рабочего хода не открывается, и горячие отработавшие газы после сгорания остаются в цилиндре, сохраняя тепловой режим.

Япония

Honda вывела на внутренний японский рынок обновленную Inspire (в США – Acura TL), оснащенную V-образной 3,0-литровой 250-сильной «шестеркой» с системой Variable Cylinder Managemen. Работает она следующим образом: при низкой нагрузке управляющий процессор отключает три из шести цилиндров (задний ряд); их клапаны остаются закрытыми, цилиндры не работают. 24-клапанная «шестерка» оснащена двумя распредвалами – по одному в каждой головке блока. Клапаны приводятся в движение коромыслами, в которые теперь встроены (в головке заднего ряда цилиндров) фирменные «хондовские» механизмы гидроблокировки. В зависимости от положения поршеньков коромысла либо жестко блокированы (клапаны работают), либо «ломаются» (клапаны отключены). По сути – то же, что и у Mercedes, только газораспределение у немецких моторов не четырех, а трехклапанное.

Читайте также  Какие датчики влияют на обороты двигателя

Для поглощения повышенных вибраций конструкторы Honda предусмотрели «активную» гидроопору силового агрегата, которая управляется центральным процессором и меняет жесткость в такт вспышкам в цилиндрах. Мало того, имеется система active noise control (активное гашение шума), которая управляет отдельным динамиком, издающим звуковые импульсы «в противофазе». Как утверждает производитель, водитель не замечает момента отключения или подключения цилиндров.

Украинские достижения

Технология отключения цилиндров пока не получила широкого распространения. Причин тому несколько. Главные из них – ступенчатость регулирования, наличие дросселирования между режимами работы, нарушение температурного режима и равномерности износа цилиндров.

Работы над решением «дроссельной проблемы» ведутся и в Украине. Правда, отечественные ученые пошли иным путем. Еще в 1967 году в Киевском автомобильнодорожном институте профессор П. И. Андрусенко предложил принципиально новый способ регулирования мощности двигателя – отключением не определенных цилиндров, а отдельных рабочих циклов. В 1996 году метод регулирования мощности двигателя отключением отдельных рабочих циклов (ДРЦ) был представлен совместно с «АвтоВАЗом» на выставке «Автомобилестроение» в Детройте и вызвал колоссальный интерес крупных зарубежных автомобильных компаний. На данный момент на эту систему получено около 30 патентов.

Сущность данного метода заключается в том, что по мере уменьшения (или увеличения) нагрузки за счет прекращения подачи топлива в разные цилиндры отключается часть рабочих циклов, обеспечивающих получение необходимой в данном режиме мощности. Реализуется это с помощью электромагнитных форсунок. Дроссельная заслонка во всем диапазоне изменения нагрузок двигателя остается полностью открытой, что ведет к увеличению индикаторного и механического КПД двигателя.

Экономия топлива при использовании данного метода на режимах частичных нагрузок составляет 20 – 23% с одновременным существенным уменьшением в 2,5 – 4 раза токсичности отработавших газов. На холостом ходу расход топлива уменьшается почти вдвое.

На данный момент в Национальном аграрном университете разработаны и исследованы системы регулирования мощности отключением отдельных рабочих циклов для бензиновых двигателей и частично для дизелей.

1 Количество отключаемых циклов может быть любым, что позволяет обеспечить работу двигателя на оптимальном составе смеси в широком диапазоне нагрузок, вплоть до холостого хода. Величина «отключаемой» мощности ограничивается числом цилиндров.

2 При регулировании мощности отключением цилиндров изменяется их температурный режим, так как они остаются незадействованными в течение длительного времени. При методе ДРЦ пропущенные циклы приходятся на различные цилиндры, поэтому они практически не успевают охлаждаться.

3 Не требуется особых изменений конструкции (в отличие от других подобных методов).

Отключение цилиндров для экономии топлива

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.

Отключение цилиндров

Таким образом, компании, выпускающие многоцилиндровых «монстров», например, Порше или Дженерал Моторс, с данной проблемой не столкнулись, а производители, ориентирующиеся на покупателей с умеренным достатком (а стало быть, куда больше заботящихся об экономии горючего), вынуждены были искать решение этой проблемы. В настоящее время система отключения цилиндров успешно применяется и на четырехцилиндровых моторах.

Насколько эффективно отключение цилиндров

Эффективно ли отключение цилиндров

Минимальный расход топлива достигается лишь в небольшом диапазоне оборотов коленвала. У бензиновых двигателей это обычно 2000 – 3000 об./мин. Затем для более сильной «раскрутки» коленчатого вала требуется все больше топлива, т.е. происходит падение КПД мотора. До определенной степени повысить топливную эффективность позволяет коробка передач. Логика проста: чем больше ступеней, тем больше топлива можно сэкономить.

Теоретически максимальной экономичности можно добиться, если плавно разгонять машину до максимально разрешенной скорости, после чего выключить передачу и зажигание и катиться, пока скорость не упадет слишком низко. Однако на практике этот метод не только неприменим, но и опасен.

  1. Отключение цилиндров позволяет остальным работать более эффективно. Если в восьмицилиндровом моторе четыре цилиндра отключить, а весь воздух, проходящий через дроссельную заслонку, направить оставшимся четырем, их нагрузка возрастет в два раза, а КПД повысится.
  2. Поскольку охлаждать придется также не восемь, а только четыре цилиндра, более эффективной становится и работа системы охлаждения.
  3. Кроме того, выключенные цилиндры не несут насосных потерь, т.к. не подают воздух в выпускной коллектор, а при движении накатом создают гораздо меньшее сопротивление.

В итоге расход горючего может снизиться на 25 %. Особенно ощутима разница в расходе топлива при движении в городском цикле.

Первый серийный двигатель появился в 1981 году. Это был шестилитровый V8, устанавливавшийся на автомобили Cadillac. Американские моторы сами по себе никогда не отличались скромным аппетитом, а при таком рабочем объеме об экономичности и подавно мечтать не приходится. Благодаря системе отключения цилиндров, потребление топлива удалось сократить почти на четверть.

Как реализуется отключение цилиндров

Чаще всего отключение цилиндров осуществляется посредством управления приводом клапанов. Когда все клапаны закрыты, рабочая смесь внутрь не поступает, а поршень циклично сжимает находящийся в цилиндре газ. В результате двигатель развивает ту же эффективную мощность, но за счет половины цилиндров, расходуя при этом значительно меньше топлива. Удобство этого способа обусловлено тем, что отключение происходит автоматически, как только падает нагрузка на силовой агрегат. С нажатием на педаль газа, например, при обгоне, отключенные цилиндры мгновенно возобновляют работу.

Как работает система отключения

У моторов с нижним расположением распредвала отключить цилиндры удобнее всего посредством перемещаемого электромагнитом упора коромысла клапана. Когда электромагнит включается, клапан остается закрытым, поскольку коромысло под воздействием кулачка распредвала поворачивается вокруг точки соприкосновения с торцом стержня клапана. При этом упор коромысла может свободно перемещаться.

У двигателей с верхним расположением распредвала в силу конструктивных особенностей такой способ неприменим, поэтому отключение цилиндров реализуется иными способами. Например, у моторов BMW отключается впрыск и зажигание. При этом через отключенные цилиндры выпускаются отработавшие газы из работающих. Благодаря этому в отключенных цилиндрах поддерживается рабочая температура.

Во всех двигателях, независимо от конструкции, отключаемые цилиндры по возможности равномерно чередуются с неотключаемыми, для обеспечения максимально сбалансированной работы.

Подводные камни

Система отключения цилиндров, безусловно, вносит важный вклад, как в экономичность автомобиля, так и в экологию, ведь чем меньше сгорает топлива, тем меньше продуктов его сгорания попадает в атмосферу. Однако владельца автомобиля с таким мотором могут подстерегать неожиданные сюрпризы.

Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Добавить комментарий

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: