Система отключения цилиндров двигателя

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 …

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.

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.

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.

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.

Сергец

Не помню в каком году завод Форда занимался системой управления двигателем путем отключения цилиндров. Итогом стал 16 (кажется) цилиндровый V-образный двигатель. Суть в том, что при полной цикловой подаче цилиндр имеет максимальный индикаторный КПД. На этом двигателе на холостом ходу работало лишь 2 цилиндра. Проект оказался нерентабельным. Во первых была жуткая разбалансировка и потребовались дополнительные балансирные системы. Во-вторых потери на трения неработающих цилиндров. В-третьих гораздо большая масса и габариты. В-четвертых потери на насосные ходы (всасывание и выталкивание воздуха). В-пятых увеличенный износ первой (холостой) пары цилиндров, Они даже на холостом ходу претерпевали нагрузки номинального режима. В-шестых сильный перепад теплонапряженности в блоке от 1й пары к последней, что приводило к сильным внутренним напряжением в блоке. В-седьмых каждое включение топлива во временно неработающей паре сродни «холодному пуску с предварительным подогревом» — внем образовывалась сажа и нагар. На сегодняшний день система отключения цилиндров это такой же «Эксклюзив» как двигатель на водороде. Дорого, сложно, нецелесообразно.

Сергец, вполне может быть! Сейчас это действительно сложная тема.

Не буду спорить на счёт Форда, но сейчас системы отключения цилиндров уже недремний в серийное производство автомобилей многих ведущих фирм. Первой был Кадилак ещё в далёком 1981 году. Правда это касается бензиновых двигателей в т.ч. 4-цилиндровых. С дизельными дела обстоят гораздо хуже. Буду очень благодарен, если кто-то назовёт хоть один серийный автомобиль или трактор с дизельным двигателем с деактивацией цилиндров (кроме автомобиля Ифа, и тракторов Т-100М, Т-130М и Т-170М). Вплоть до материального вознаграждения за информацию (разумеется в разумных пределах).

Источники: http://avto-blogger.ru/texchast/sistema-otklyucheniya-cilindrov-dvigatelya-vsya-pravda.html

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.

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.

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

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.

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.

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.

Удачи на дорогах и в жизни!

Датчик уровня топлива: зачем поплавок в топливном баке?

Датчик температуры двигателя: глаза и уши системы охлаждения

Бензиновый все-таки или дизельный двигатель?

Опора двигателя: где исчезает вибрация и начинается релакс?

Следите за новыми статьями

Рубрики блога

• Автомобиль (27)
• Двигатель (73)
• Новости (21)
• ПДД (1)
• Подвеска (16)
• Ремонт своими руками (4)
• Рулевое управление (8)
• Системы безопасности автомобиля (7)
• Толковые советы (34)
• Тормозная система (9)
• Трансмиссия (32)
• Устройство автомобиля (6)
• Электрооборудование (21)
• Юридические вопросы (7)

Какая коробка передач лучше: автомат, робот или вариатор?

Двухмассовый маховик — принцип работы, ремонт и замена на одномассовый

Жидкая резина: это что, новое слово в тюнинге?

Штраф за знак шипы — забота или глупость законодателей?

Дефлектор капота: красота или польза?

Самые надежные двигатели концерна Volkswagen

Когда автомобиль будет иметь паровой двигатель?

Cамые надежные коробки автомат. ТОП-5

Vvti Toyota — что это за зверь?

Система впрыска насос-форсунка

Для меня, в этом смысле, Чероки - самый крутой джип: //.

позвонить 8-800-100-58-57 и вызвать специалиста.

очинь сложна. можна проще.

Здравствуйте. Очень полезная и интересная статья! Спасибо Ва.

Источники: http://auto-ru.ru/sistema-otklyucheniya-tsilindrov.html

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.

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.

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.

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.

Источники: http://americanmusclecar.ru/misc/fuel_saver_technology/