Отключение цилиндров для экономии топлива

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 …

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.

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.

Экономия топлива изменением объема и отключением цилиндров. — DRIVE2

Регулирование нагрузки путем изменения рабочего объема цилиндров Одним из способов снижения эксплуатационных расходов топлива и снижения выброса токсичных веществ является регулирование нагрузки путем изменения рабочего объема цилиндров. Это достигается следующими способами:

—изменением хода поршня;

—отключением части цилиндров;

—прекращением подачи топлива или рабочей смеси в группу цилиндров.

Дпя изменения хода поршня были разработаны различные конструктивные решения, среди которых следует отметить два основных направления:

—введение в кинематическую схему шатунно-кривошипного механизма промежуточного элемента (кулисного механизма), позволяющего изменять ход поршня;

—применение аксиального двигателя с изменяемым углом наклона качающейся шайбы, расположенной на кривошипе, установленном под утлом к основному валу. При этом необходимо изменять и объем камеры сгорания.

При выключении группы цилиндров на режимах частичных нагрузок остальные цилиндры переводятся на работу при большей нагрузке. 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.

Снижение расхода топлива на частичных нагрузках достигается за счет более эффективного протекания процесса сгорания при меньшем количестве отработавших газов и большем давлении заряда. При некоторых способах отключения цилиндров снижаются потери на газообмен во время хода впуска и внутренние потери, что также способствует уменьшению удельного расхода топлива.

Испытания автомобиля БМВ-323 с б-тицилиндровым двигателем по ездовому циклу показали, что экономия топлива достигает 26%. Отключение 4-х цилиндров из 8-ми двигателя Porsche с распределенным впрыском бензина в сочетании с другими усовершенствованиями позволили снизить расход топлива на 35%.

Выпускаемые серийно автомобили Cadillak с 8-мицилиндровым двигателем с рабочим объемом 6 л имели систему отключения 2-ух или 4-х цилиндров с использованием микропроцессорной системы
управления путем отключения клапанов.

По сигналу электронного блока с помощью электромагнита опоры коромысел клапанов перемещаются вверх и коромысло перестает воздействовать на клапан. При отключении 4-х цилиндров внутренние потери снижаются в 1,5 раза.

Величины снижения расхода топлива достигали на холостом ходу до 40%, на частичных нагрузках до 25%, при движении по шоссе до 20%. 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. Снижение расхода топлива достигает 28%.

Создан вариант 12-ти цилиндрового двигателя с отключаемыми цилиндрами. Одной из важных проблем при создании систем отключения цилиндров является обеспечение хороших ездовых качеств. Современные системы электронного управления позволяют добиться плавных переходов без рывков и провалов во время отключения или включения цилиндров.

Наибольший эффект достигается при разъемном коленчатом вале, когда достигается полная остановка деталей поршневой группы.

Однако при этом существенно усложняется конструкция двигателя за счет дополнительного механизма сцепления и системы управления им, а также изменения теплового режима отключаемых цилиндров.

Поэтому, несмотря на разнообразие конструкций двигателей с отключением цилиндров и достаточно большой эффект, они не нашли массового применения.

Система управления цилиндрами: насколько полезна

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.

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

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.

Система отключения цилиндров: сколько можно сэкономить топлива ?

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.

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.

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.

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.

Удачи на дорогах и в жизни!

Система отключения цилиндров. Лишь бы не работать

Volkswagen — первая в мире компания, применившая в массовом производстве систему отключения цилиндров в четырехцилиндровом моторе TSI.

Основной ее целью является значительное сокращение потребления топлива путем временного отключения двух из четырех цилиндров при низких и средних нагрузках. Отключение цилиндров фактически сокращает расход топлива агрегата 1.

4 TSI на 0,4 литра на каждые 100 км в новом европейском цикле движения (NEDC). В сочетании с системой «старт-стоп», останавливающей двигатель при остановке автомобиля, экономия топлива достигает 0,6 л/100 км.

Максимальная экономия достигается при езде с постоянной скоростью. Вождение при 50 км/ч на 3-й или 4-й передаче помогает экономить до 1 литра бензина на 100 км.

Благодаря новой системе отключения цилиндров топливной экономичности двигатель TSI уже сегодня соответствует будущему европейскому экологическому стандарту Евро-6. Высокая экономичность не исключает комфортное вождение: даже на двух цилиндрах 1.

4 TSI отличается превосходной сбалансированностью, тишиной работы и низкой вибрацией.

Система отключения цилиндров работает в диапазоне оборотов коленчатого вала от 1400 до 4000 мин-1 при крутящем моменте от 25 до 75 Нм. Этому диапазону соответствует примерно 70% расстояния, которое проходит автомобиль в европейском экономичном испытательном цикле движения.

Как только водитель достаточно активно нажимает на газ, неработающие 2-й и 3-й цилиндры незаметно включаются. Режим вождения определяется с помощью датчика педали акселератора.

Система отключения цилиндров не работает в том случае, если стиль вождения не подпадает под определенную схему, например при спортивном вождении по шоссе.

Алгоритм переключения режимов заложен в программу блока управления двигателем. Его разработка, по всей вероятности, потребовала многочисленных испытаний и последующей обработки результатов, но, с технической точки зрения, особой сложности не представляла.

Куда интереснее не электронная, а гидромеханическая часть системы.

Основную идею Volkswagen позаимствовал у «старшего брата» — Audi. О системе изменения фаз газораспределения Audi мы писали уже неоднократно.

По шлицам распределительного вала его кулачки, выполненные в виде отдельного блока деталей, могут перемещаться в осевом направлении. На каждый клапан приходится по два кулачка разного профиля.

В зависимости от режима, по команде процессора гидропривод вводит в контакт с роликом коромысла клапана один из двух кулачков. Второй продолжает вращаться, но в работе не участвует.

Этот механизм перенесли на крайние цилиндры двигателя TSI почти без изменений, установив вместо одного из кулачков круглую шайбу. Когда требуется отключить цилиндр, она занимает место кулачка, и клапан перестает закрываться.

Чтобы снизить расход энергии (т.е. топлива) и не заставлять двигатель, уподобляясь компрессору, впустую качать воздух, открытыми оставляют все клапаны отключаемых цилиндров. Разумеется, прекращается и впрыск топлива через форсунки.

Конструкция получилась достаточно изящной, но возникли некоторые вопросы. Судя по всему, возрастут требования к качеству масла: кулачки и диски должны всегда легко перемещаться по шлицам. Сравнение с успешно работающими коробками передач.

Внутри этих агрегатов нет продуктов сгорания топлива, а принудительная подача масла к валам встречается крайне редко.

Не совсем понятно, как будет изменяться работоспособность двигателя по мере износа поршневых колец: открытые «наверху» клапаны не могут препятствовать «выкачиванию» масла из картера.

По всей вероятности, немецкие инженеры предусмотрели и такие теоретически возможные напасти. Что получилось в действительности, узнаем совсем скоро.

Система отключения цилиндров двигателя

Система управления цилиндрами предназначена для отключения части цилиндров при работе двигателя на небольших нагрузках. При этом снижается расход топлива и, соответственно, выброс токсических веществ. Однако есть и недостатки: увеличивается вибрация и шум, двигатель испытывает дополнительные нагрузки.

Практика эксплуатации свидетельствует о том, что автомобили работают в режиме максимальной мощности не более 30% времени. То есть, по большей части двигатель работает с неполной нагрузкой и большими насосными потерями. Особенно актуально это для многоцилиндровых моторов.

Технически отключение цилиндров реализуется прекращением подачи топлива и закрытием впускных и выпускных клапанов. Но если отключить форсунки не представляется большой проблемой, то осуществить отключение клапанов довольно сложно. Здесь каждый производитель выбирает свой путь.

Впервые такая система появилась еще в 1981 году на автомобилях Cadillac. Закрытие клапанов в ней осуществляли специальные электромагнитные катушки, установленные на коромыслах. По команде блока управления катушки срабатывали, обеспечивая неподвижность коромысел.

В 1999 году подобная система появилась и на автомобилях Mercedes. В ней закрытие клапанов осуществлялось коромыслами особой конструкции. Они состояли из двух рычагов, соединенных между собой фиксатором в единое целое.

При активации системы электромагнитный клапан смещал фиксатор, и рычаги разъединялись, не имея, таким образом, возможности воздействовать на клапана.

Клапана удерживались пружинами в закрытом состоянии, а блок управления прекращал подачу топлива в отключаемые цилиндры.

С 2004 года на автомобилях концерна GM используется система отключения цилиндров, в которой разъединение распредвала и клапана осуществляется толкателем специальной конструкции. По команде блока управления срабатывает электромагнитный клапан, и давление масла сдвигает блокирующий штифт, отключая толкатель.

В 2005 году Honda применила свою систему Variable Cylinder Management (VCM), которая на разных режимах способна отключать разное количество цилиндров. При равномерном движении на небольшой скорости отключается 3 цилиндра из 6.

В переходном режиме с максимальной мощности к неполной нагрузке система обеспечивает работу 4 цилиндров. Основу конструкции составляют коромысла и распредвал с кулачками различной формы. В зависимости от режима работы коромысла включаются или выключаются с помощью управляемого фиксатора.

Система VCM взаимодействует с системой регулирования фаз и дополнена системами снижения вибраций двигателя и подавления шума в салоне.

Отключение впускных клапанов

Все вышеописанные системы использовались в многоцилиндровых моторах. Volkswagen же разработал аналогичную систему для своего четырехцилиндрового двигателя 1,4 TSI. В ней отключаются только впускные клапаны. За основу взята система изменения высоты подъема клапанов Valve Lift, применяемая в двигателях Audi.

Разница состоит в том, что впускной распредвал оснащен, кроме обычных кулачков, кулачками нулевой, а не «половинной» высоты. Четыре из восьми кулачков на впускном распредвале могут перемещаться по команде блока управления, осуществляя, таким образом, переход с обычных на «нулевые».

Срабатывает система в диапазоне оборотов от 1400 до 4000 об/мин при крутящем моменте от 25 до 75 Нм. Отключаются два цилиндра, обеспечивая экономию в среднем 0,4 литра на 100 км. При движении с постоянной скоростью около 50 км/ч на третьей или четвертой передаче можно снизить расход на 1л/100 км.

Активация системы осуществляется от датчика педали акселератора, при этом не происходит увеличения шума и вибраций.

Свою собственную систему отключения цилиндров Cylinder on demand создала и Audi. Она базируется на фирменной же системе регулирования высоты подъема клапанов Audi valvelift.

Применяется Cylinder on demand на V-образных «восьмерках», где она отключает 4 цилиндра, и на «четверках», где из работы «выводятся» два цилиндра.

Экономия топлива может достигать до 1 литра на 100 км пробега.

Андрюхина Т.Н., Шарапов Р.Р. Улучшение показателей топливной экономичности бензиновых двигателей путем применения систем отключения цилиндров

Библиографическая ссылка на статью:
// Современная техника и технологии. 2012. № 12 [Электронный ресурс]. URL: http://technology.snauka.ru/2012/12/1426 (дата обращения: 07.02.2019).

Андрюхина Т.Н., Р. Р. Шарапов

Самарский Государственный Технический Университет,

факультет Машиностроения и автомобильного транспорта,

кафедра «Инструментальные системы и сервис автомобилей»

Одним из самых важных вопросов в поиске альтернатив развития для бензинового двигателя является поиск путей сокращения потребления топлива, уменьшение вредных выбросов в атмосферу.

Одними из быстро развивающихся технологий являются системы отключения цилиндров, которые способны отключать несколько цилиндров в некоторых режимах работы ДВС для экономии топлива и сокращения вредных выбросов в атмосферу.

При обычной езде по городу автомобиль, как правило, использует лишь 30 процентов от максимальной мощности двигателя. При этом дроссельная заслонка почти закрыта, и двигатель вынужден совершать работу для закачки свежей порции воздуха. Это приводит к увеличению так называемых насосных потерь.

В больших двигателях в таких условиях также происходит значительное снижение давления в цилиндре, т.е. топливо используется неэффективно. Отключение некоторых цилиндров позволяет уменьшить количество потребляемого топлива, снизить насосные потери и увеличить давление в рабочих цилиндрах. В итоге экономия топлива может составлять от 8 до 25 процентов.

Нужно отметить, что применение таких систем особенно эффективно в двигателях, имеющих много цилиндров и большой объем.

Дезактивация цилиндров осуществляется за счет закрытия впускных и выпускных клапанов для конкретного цилиндра. При закрытии обеих клапанов создается эффект «воздушной пружины» за счет оставшихся в цилиндре отработавших газов.

Компрессия и декомпрессия этих газов имеют уравнительный эффект – в целом, практически нет дополнительной нагрузки на двигатель.

В современных поколениях систем отключения цилиндров отключается и подача топлива в дезактивированный цилиндр, переход между обычной работой двигателя и режимом дезактивации сглаживается с помощью изменения моментов зажигания, фаз газораспределения, положения дроссельной заслонки.

Таким образом, отключение части цилиндров при частичной нагрузке в шутку можно сравнить с временной установкой меньшего двигателя. При этом сохраняется возможность в любой момент получить всю мощность большого двигателя, в отличии от других систем, созданных для повышения экономичности и экологичности двигателя.

Первым производителем, установившим систему отключения цилиндров на серийный автомобиль, был Cadillac 1981 года (рис. 1).

Pic. 1 – Cadillac Eldorado with L62 V8-6-4

Его двигатель, разработанный совместно с компанией Eaton, имел обозначение L62 V8-6-4. Другими словами, этот двигатель мог работать на 8, 6 или 4 цилиндрах.

В этом двигателе отключение цилиндров происходило за счет применения серии соленоидов, отключавших рычаги впускного и выпускного клапанов, клапаны при этом закрывались под действием пружин (рис. 2).

Управление соленоидами и положением дроссельной заслонки осуществлялось электронным блоком управления, с его помощью также производилась индикация количества активных цилиндров и среднего расхода топлива.

Экономия топлива, заявленная производителем, составляла 20%.

Рис. 2 – Система отключения цилиндров Cadillac

Двигатель Cadillac L62 V8-6-4 был технологическим чудом того времени.

Однако этот двигатель имел многочисленные проблемы: при включении дезактивированного цилиндра в работу из-за невозможности управлять каждой топливной форсункой в отдельности, получалась очень богатая рабочая смесь, двигатель плохо работал на переходных режимах.

Вдобавок к этому электронный блок управления имел малую производительность. Через год из-за этих проблем производство двигателей с системой отключения цилиндров было прекращено на долгие годы.

Однако отключаемым цилиндрам вновь нашли применение. General Motors, первая возобновившая интерес к этой идее, назвала систему «Displacement on Demand (DoD)». DaimlerChrysler, первый производитель серийных машин с системой дезактивации цилиндров, назвал свой подход Multi-Displacement System (MDS). В автомобилях Honda эта система называется Variable Cylinder Management (VCM).

Мотивация осталась прежней – уменьшить расход топлива. Современные электронные системы управления стали несравнимо лучше, благодаря этому отключение цилиндров стало происходить очень плавно и почти незаметно для водителя.

Дезактивация цилиндров происходит в тех режимах работы двигателя, когда требуется лишь небольшая часть мощности двигателя, например, при поддержании крейсерской скорости автомобиля.

При выключении части цилиндров дроссельная заслонка открывается более широко, что способствует сокращению насосных потерь. Также это уменьшает энергию, затрачиваемую на поворот распределительного вала, снижаются потери системы охлаждения.

Механические компоненты, необходимые для отключения цилиндров, на удивление просты.

Системы всех трех рассматриваемых производителей используют управляемые компьютером соленоиды для перемещения штоков в толкателях клапанов (системы DaimlerChrysler and GM) или в половине коромысел клапанов (Honda).

Система VCM компании Honda является разновидностью её фирменной системы изменения фаз газораспределения VTEC; вместо выбора большого или малого открытия клапана в VTEC, система VCM производит выравнивание коромысла, что обеспечивает полное закрытие клапана.

При дезактивации цилиндров электронный блок управления двигателем подробно изучает показатели температуры охлаждающей жидкости, скорости автомобиля, загруженности двигателя и т.д. Когда цилиндр отключается, прерывается работа не только впускных и выпускных клапанов, но и зажигания и подачи топлива.

Для дезактивации требуется около 40 миллисекунд. Она происходит сразу после рабочего хода поршня, цилиндр заполняется отработавшими газами и образуется «воздушная пружина».

Управляемый электронным блоком соленоид подает масло, подходящее от гидролиний, к толкателям клапанов, оснащенных механизмами переключения.

Обычно один соленоид управляет всеми толкателями отключаемого цилиндра.

В V-образных двигателях при дезактивации отключаются крайние цилиндры левого блока и центральные цилиндры правого блока цилиндров, чтобы исключить смещений в системе зажигания (рис. 3).

Рис. 3 – Схема отключения цилиндров в двигателе V8

Одним из самых применяемых решений для дезактивации цилиндров является Lifter Pin Control Mechanism итальянского производителя автомобильных комплектующих Delphi Automotive Systems.

В настоящее время существуют две разновидности этого метода: управляемое отключение цилиндров одного блока (цилиндры выключаются одновременно); индивидуальное управляемое отключение цилиндров (цилиндры могут дезактивироваться по-отдельности).

Первая разновидность применяется на V-образных и оппозитных двигателях, вторая – преимущественно на рядных.

Другой метод заключается в использовании распределительного вала переменного профиля, разработанного компанией Lotus. Эта решение схоже с системами, применяемыми в V- образных двигателях компании Honda.

Ещё один метод, который может быть использован, Valve Train technology (активный привод клапана), это система газораспределения, лишенная распределительного вала. Однако пока это только экспериментальная разработка.

Отключение цилиндров с помощью LIFTER PIN CONTROL MECHANISM(рис. 4) включает в себя:

• электронный блок управления;
• соленоиды;
• гидролинии;
• блокирующий штифт.

Рис. 4 – Механизм отключения толкателя клапана

Когда компьютер принимает решение об отключении части цилиндров, подается электрический сигнал, соленоиды открываются и давление масла подается на штифты через специальный масляный канал в блоке цилиндров. Когда толкатель клапана находится на основной окружности кулачка распределительного вала, блокирующий штифт (рис.

5), находящийся внутри этого толкателя, способен свободно перемещаться. Масляное давление выталкивает штифт, что позволяет внутренней части гидротолкателя отсоединиться от корпуса гидротолкателя.

В результате этого корпус толкателя движется вместе с кулачком распределительного вала, а его внутренняя часть, связанная с клапаном, остается неподвижной.

Рис. 5 – Блокирующий штифт

Преимущества двигателей с системой отключения цилиндров:

• повышение топливной экономичности (10-20%);
• уменьшение количества вредных выбросов в атмосферу (20-30%);
• улучшение наполнения двигателя свежим воздухом, снижение насосных потерь.

• нарушение балансировки двигателя при включенном режиме дезактивации, что может привести к сильным вибрациям и повышению уровня шума. Эта проблема решается использованием более точных расчетов балансировки двигателя а также с помощью применения гидравлических опор двигателя и шумопоглощающих материалов;
• увеличение стоимости изготовления двигателя, однако применение этой системы снижает эксплуатационные расходы на топливо;
• небольшое увеличение веса;
• трудность обслуживания и ремонта из-за сложности системы.

Система дезактивации цилиндров была реализована компанией Chrysler в двигателях 5.7 litre HEMI V8 в 2004 году, которые устанавливаются на машины: Chrysler 300C, Dodge Magnum, Dodge Charger, Jeep Grand Cherokee, Jeep Commander, Dodge Durango, Dodge Ram.

Система носит название MDS (Multi-Displacement System) и отключает 4 из 8 цилиндров при скоростях выше 30 км/ч и частотах вращения коленчатого вала ниже 3000 об/мин.

Что интересно, компанией Chrysler совместно с Eberspaecher была разрабона специальная система выпуска, предотвращающая искажение звука выхлопа при включении дезактивации цилиндров. Мощность двигателей составляет 240-290кВт. По заявлениям производителя, экономия топлива составляет 10-20%.

Система дезактивации компании GM устанавливается на автомобили: Chevrolet TrailBlazer, Chevrolet Tahoe, Chevrolet Camaro, Cadillac Escalade. Система, называемая Displacement on Demand (DoD), отключает также 4 цилиндра из 8ми. Экономия топлива составляет 8-25%.

Система компании Mercedes-Benz носит название Active Cylinder Control (ACC). Применяется на двигателях V12 (отключаемы 6 цилиндров) и V8 (отключаемы 4 цилиндра). Автомобили CL 500, CL600, S500 и S600. Экономия топлива 7% в городе, до 20% на шоссе.

Компания Honda представила свою систему отключения цилиндров VCM (Variable Cylinder Management) на автомобилях Odyssey и Accord. Сейчас эта система также устанавливается на Honda Pilot.

Система работает 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 встроены (в головке заднего ряда цилиндров) фирменные механизмы гидроблокировки. В зависимости от положения штифтов коромысла либо жестко блокированы (клапаны работают), либо «ломаются» (клапаны отключены).

Интересно, что вместе с этой системой применяется система Active Noise Control (активное гашение шума), которая управляет динамиками в салоне, издающими звуковые импульсы «в противофазе».

По заявлениям производителя, экономия топлива составляет 10-15%.

Компания Eaton Automotive производит механизмы с блокирующим штифтом для концерна GM и некоторых Европейских производителей.

Компания Delphi Automotive является основным производителем управляющих устройств, а также механизмов с блокирующим штифтом.

Компания INA специализируется на производстве комплектующих для систем деактивации цилиндров двигателей 5.7L Hemi V-8 и GM 3.9L V-6.

В настоящее время ведутся работы по разработке системы Active Valve Train Technology, исключающей распределительный вал.

Также компания Volkswagen в 2012 году обещает представить новый двигатель 1,4 TSI с системой отключения цилиндров. Система отключения цилиндров будет впервые применена на четырех-цилиндровом моторе.

Два из четырех цилиндров 1,4-литрового TSI смогут быть отключены во время умеренной или небольшой нагрузки. Так, при постоянной скорости в 50 км/ч на третьей или четвертой передаче расход топлива может быть уменьшен почти на 1 л/100 км.

Система деактивации цилиндров вступает в действие, когда двигатель работает в диапазоне 1 400 – 4 000 об/мин, развивая вращающий момент от 25 до 75-ти Нм.

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

1. B. Vinodh and A. Univ “Technology for Cylinder Deactivation”. Society of Automobile Engineers (SAE). Technical paper number: 2005-01-0077. 2005 year.
2. Delphi Automotive Systems «Delphi Cylinder Deactivation for Overhead Valve Engines». Web Publication. 2006 year. http://www.delphi.com
3. Research paper published by Quant Zheng , Delphi Automotive Systems. Paper number: 2004-01-0669.
4. Schaeffler Technologies AG & Co. INA “Variable valve train systems” Web Publication. 2011 year. http://www.ina.com
5. Green Car Congress “Volkswagen to implement cylinder deactivation in 1.4 TSI engines”. 2012 year. http://www.greencarcongress.com

Для чего необходимо отключение цилиндров двигателя авто и будет ли работать двигатель с отключенными цилиндрами?

Доброго времени суток, уважаемые автомобилисты! Никто не станет спорить с тем, что автомобиль в семье значительно упрощает нашу жизнь.

Но, ведь и «удар» по семейному бюджету наносит, порой ощутимый. Мечта каждого автовладельца – реально экономный двигатель.

Повезло тем, кто будет владеть авто от концерна Volkswagen. Тамошние инженеры активно работают над экономичным 4-х цилиндровым двигателем.

Уже на весь мир заявлено, что разработан двигатель с отключаемыми цилиндрами – TSI 1,4 литра, у которого при малой нагрузке будет отключаться половина цилиндров. Нам остаётся только завидовать, или подумать о том, чтобы приобрести авто с таким типом двигателя.

А для чего нужно отключение цилиндров двигателя

Технология отключения цилиндров Volkswagen

Уже во второй половине прошлого века инженеры задумались о том, что можно применять двигатель с отключаемыми цилиндрами в целях экономии расхода топлива. Но, возникла проблема. А именно, отключение цилиндров было возможно лишь в многоцилиндровых двигателях (от 6-ти и выше).

При наличии меньшего количества цилиндров, система отключения цилиндров обеспечивала лишь неравномерную работу двигателя.

То есть, такие «монстры» автостроения, как Фольксваген, Ауди, Мерседес, Дженерал Мотор для многоцилиндровых моделей проблему решили. Всем уже знакомо понятие – модульный двигатель, который имеет систему отключения цилиндров двигателя. Интересно название этой системы, например у Дженерал Мотор: «рабочий объём по требованию» (Displacement-on-Demand).

Но, у здравомыслящих автовладельцев возникает вполне логичный вопрос, – для чего покупать Мерседес, чтобы впоследствии превращать его по мощности двигателя в Ладу Калину. В своём желании сэкономить топливо, можно ведь расставить приоритеты при выборе модели авто. Но, это личное дело каждого.

Отключение цилиндров: практическое применение

Отключение подачи топлива на один из циллиндров

Мы с вами можем на практике всего в двух случаях применять принудительное отключение цилиндров двигателя своего авто. Вряд ли это может быть названо системой отключения цилиндров двигателя, скорее вынужденная необходимость.

Отключение цилиндров при возникновении аварийной ситуации (форс-мажор).

Этот самый форс-мажор может возникнуть с каждым. Заключается он в следующем: вы находитесь вдали от, привычных для автомобилиста, сервисов по ремонту авто.

И потому он и форс-мажор, что возникает неожиданно. Двигатель троит, упала мощность, двигаться просто невозможно. СТО – нет, автоэвакуатор, до которого вы дозвонились, назвал стоимость транспортировки, равнозначную покупке нового автомобиля. Что делать?

Всего-то, ничего – отключить цилиндр. Либо прекратить подачу топлива в цилиндр для дизеля, либо отключить ВВ провод от свечи зажигания. И до места ремонта можно будет добраться.

Да, расход топлива на этот период будет заметен, но ведь задача – добраться до ближайшей автомастерской, где можно продиагностировать двигатель и провести его текущий ремонт.

Отключение цилиндров для диагностики двигателя

Помимо того, что отключение цилиндров проводится при проверке компрессии двигателя, существует ещё один способ тестирования работоспособности двигателя.

Отключение цилиндров двигателя производится при проведении, т.н. теста «Определения баланса мощности по цилиндрам двигателя» (power balance). Этот тест применяется при явно нестабильной работе двигателя авто. С помощью теста определяется вклад конкретного цилиндра в работу двигателя, а также выявляется проблемный цилиндр (ы).

Отключение цилиндров производится: отключением форсунок впрыска топлива, либо прекращением подачи искры (отключение зажигания) на свечу.

Режим проведения теста может осуществляться:

• вручную – посредством отключения подачи топлива либо зажигания на конкретный цилиндр. Кроме того, цилиндр можно отключать сканером, перейдя в режим управления исполнительными устройствами.
• в автоматическом или полуавтоматическом режиме при помощи мотор-тестера, который поддерживает данный тест. Если диагностика проводится в автоматическом режиме, то здесь всё понятно – прибор самостоятельно отключает цилиндры и снимает показания. Порядок подключения мотор-тестера подробно должен быть описан в руководстве по его эксплуатации.

Анализ результатов диагностики цилиндров показывает нам проблемный цилиндр, но, естественно, он не сможет конкретно указать на причину проблемы. Отключение цилиндров двигателя указало нам, на какой цилиндр обратить внимание.

А более точный ответ о неисправности мы получим при разборке ГБЦ или блока цилиндров. Причиной может послужить: механические повреждения (выход из строя) деталей, неисправности в системе зажигания или подачи топлива.

Удачной вам диагностики цилиндров двигателя, и успешного ремонта.

Принцип работы системы отключения отдельных цилиндров

Системы отключения отдельных цилиндров в двигателе в зависимости от условий движения известны давно. Однако дискуссии о том, для чего это надо, какие радости дарит и какие угрозы таит для владельца автомобиля, в котором такое чудо техники имеется, представляли для белорусов не больше практического интереса, чем споры о том, на что — червя или блесну — лучше ловить арапайму.

Действительно, какое нам до этого дело, если в наших реках сплошь плотва да окуни! Так и с отключением цилиндров: если они иногда отключаются в машинах, на которых белорусы ездят, то по причинам, никак не связанным с тем, что это могло быть кем-то предусмотрено. Но когда Volkswagen объявил, что отныне уже ставший знаменитым от столицы Беларуси до самых до окраин двигатель 1.

4 TFSI наряду с узлами, которые успели наделать шума и шороха, будет оснащаться еще и системой отключения цилиндров, тема программного отключения цилиндров из неактуальной вдруг стала животрепещущей.

Где Volkswagen, там Audi, Skoda и Seat, а за ними, глядишь, другие подтянуться, чужой же пример заразителен, и пойдет писать в редакцию наша губерния: «Хочу купить, но боюсь, как бы чего не вышло».

Откуда ноги растут

Первым двигатель с отключаемыми цилиндрами в серийное производство запустил Cadillac. Было это в 1981 году, и мотор тот был V8 с рабочим объемом 6,0 л. Такому в вялотекущей пробке или при движении по «хайвэю» с высокой, но постоянной скоростью превращаться в V6 или даже в V4 сам бог велел.

Позднее руки к делу отключения цилиндров прилагали Mitsubishi, Mercedes-Benz, Chrysler и Honda, и за исключением Mitsubishi, которая помимо шестицилиндровых двигателей, опробовала систему MD (Modular Displacement — модулирование рабочего объема) на «четверках», интерес остальных далее моторов V6 и V8 с объемом никак не меньше 3,0 л не простирался. Базировался этот интерес на том, что отключение части цилиндров при движении в условиях, когда от двигателя не требовалась полная отдача, позволяло экономить топливо. Например, упомянутый выше мотор Cadillac и то умудрялся сохранять 7-10% бензина, не глядя, что карбюратор в нем никак не поспевал за отключением-включением цилиндров. «Впрыснутый» Hemi V8 5,7 л, которым Chrysler оснащал модели 300C, а также Jeep Grand Cherokee и Commander, Dodge Ram, Durango и Charger, при движении в круизном режиме, когда из работы выключались четыре цилиндра из восьми, и вовсе экономил 15-20% горючего.

Сегодня желающих поотключать цилиндры не поубавилось.

Прошлой осенью был представлен Lamborghini Aventador, способный заставить засомневаться своего владельца, правильно ли он сделал, отдав более полумиллиона баксов за V-образные 12 «котлов», из которых целый полублок может внезапно отключаться и превращать Lamborghini в тривиальную машину с рядной «шестеркой». Chevrolet готовит новый Corvette, где V8 Small Block 6,2 л будет периодически становится V4. Но опять-таки мы видим серьезные рабочие объемы, а Volkswagen берется наполовину уменьшать и без того мизерные 1,4 л — зачем?

В чем соль

Разумеется, и тут все делается ради снижения расхода топлива, а с ним и количества вредных веществ, выбрасываемых с отработанными газами в окружающую среду. Как уверяет Volkswagen, при движении Golf или Audi А3 со скоростью 50 км/ч «вырубание» ненужных цилиндров позволяет 1.4 TFSI экономить до 18% бензина или до 0,5 л/100 км.

По принципу работы опять-таки ничего нового. Как и во всех прежних конструкциях двигателей с отключаемыми цилиндрами, в моторе Volkswagen в деактивируемые цилиндры прекращается подача воздуха, топлива и искры путем остановки впускных клапанов в закрытом положении, выключения топливных форсунок и свечей.

Кроме того, в закрытом положении останавливаются выпускные клапаны, причем именно в тот момент, когда внутри полно отработанных газов, что делается намеренно, чтобы выведенные в резерв цилиндры медленней остывали.

Обратное подключение обязательно происходит на такте выпуска, чтобы цилиндры приступали к работе с освобождения от отработанных газов.

Но исполнением система Volkswagen отличается от конструкций других марок. В моторе Cadillac соленоиды освобождали оси коромысел клапанов.

Первоначально Mercedes-Benz отдал предпочтение гидравлическому способу включения цилиндров в работу только после жесткой фиксации в единое целое двух самостоятельных половин разборных коромысел. В моторе Chrysler деактивировались гидротолкатели клапанов — на такой же принцип позднее перешел и Mercedes-Benz.

Honda для своего V6 с отключаемыми цилиндрами модернизировала фирменную систему управления клапанами VTEC, в которой поочередно задействуются кулачки с разными профилями.

В 1.4 TFSI работой клапанов в отключаемых втором и третьем цилиндрах заведуют муфты, скользящие вправо-влево по шлицам, нарезанным на распредвале.

Система VAG напоминает систему Honda тем, что на муфтах для каждого клапана предусмотрены два кулачка: один с обычным профилем, второй выглядит как цилиндрическая шайба.

Когда на ролики коромысел воздействуют обычные кулачки, клапаны открываются и закрываются в соответствии с фазами газораспределения — цилиндр работает. При частоте вращения коленвала от 1400 до 4000 об/мин и частичных нагрузках второй и третий цилиндры отключаются.

При этом электромагнит в исполнительном механизме сдвигает муфты так, чтобы над роликами коромысел оказались цилиндрические шайбы. Клапаны перестают открываться, блок управления выводит из игры форсунки и зажигание — наступает отключка…

Что он нам несет

Экономить топливо рады все. Разве что владельца Lamborghini Aventador, потерявшего счет деньгам и готового удавиться, но не ездить в банальном BMW, этот вопрос волнует мало. Но чем новый 1.

4 TFSI способен заставить засомневаться покупателя, не обремененного деньгами, в правильности выбора машины с таким мотором? Не будем лишний раз бередить раны и напоминать, что нам не нравится в таком же двигателе, но еще без cylinder-on-demand.

Посмотрим только на то, что принесет именно эта система.

На распредвале появились скользящие муфты. Ясен пень, что срок службы распредвала они не увеличат, скорее, наоборот, и сколько, кстати, распредвал с этими муфтами будет стоить при замене? Не добавит двигателю надежности электромагнитный исполнительный механизм — в этом тоже можно не сомневаться. А что случится, если он откажет, да еще в момент, когда выключены два цилиндра?

Сколько будет стоить новый двухмассовый маховик, который начнут ставить на 1.4 TFSI с отключаемыми цилиндрами? Согласитесь: неожиданный поворот сюжета. Что представляет собой этот маховик и чем отличается от старых двухмассовых конструкций, пока не объясняется.

А необходимость его применения обусловлена вибрациями, которые появляются при работе двигателя на двух цилиндрах. С этими вибрациями можно было бы побороться с помощью балансирных валов, но их установка в 1.

4 TFSI не предусмотрена и, главное, невозможна, так как во времена, когда он проектировался, никто не помышлял, что когда-нибудь этому мотору «влепят» систему отключения цилиндров.

Отфильтровывать вибрации способны гидроопоры, но инженеры Volkswagen из двух зол выбрали двухмассовый маховик, за что в будущем безмерно благодарны им будут только продавцы запчастей и работники сервисов.

Впрочем, не исключено, что у инженеров просто не было иного выхода, так как отключение и включение цилиндров не может не сопровождаться рывками, а гидроопоры вряд ли способны их сгладить.

Но тогда возникает другой вопрос: сколько в условиях рывков сможет маховик продержаться до необходимости замены?

Вердикт «Автобизнеса»

Кроме системы отключения цилиндров новый 1.4 TFSI обзавелся еще и системой Старт/Стоп, также призванной экономить топливо. С ней тоже возможны сюрпризы, однако это совсем другая история.

Сергей БОЯРСКИХ, АВТОБИЗНЕС

Chevrolet готовит новый Corvette, где V8 Small Block 6,2 л будет периодически становится V4

Отныне двигатель 1.4 TFSI будет оснащаться еще и системой отключения цилиндров

В 1.4 TFSI работой клапанов в отключаемых втором и третьем цилиндрах заведуют муфты, скользящие вправо-влево по шлицам, нарезанным на распредвале

При отключении цилиндров электромагнит в исполнительном механизме сдвигает муфты так, чтобы над роликами коромысел оказались цилиндрические шайбы

В моторе Chrysler деактивировались гидротолкатели клапанов — на такой же принцип позднее перешел и Mercedes-Benz

Отключение цилиндров двигателя: для чего и как?

Отключение цилиндров двигателя для снижения расхода топлива автомобилем, как теория, появилась во второй половине прошлого века. Эта теория появилась в нескольких странах с небольшим временным разрывом, и сразу же стала воплощаться в жизнь.

Для чего нужно отключение цилиндров

Первая особенность, с которой столкнулись разработчики идеи отключения цилиндров на тот момент, заключалась в том, что отключение цилиндров можно было производить у многоцилиндровых двигателей. То есть шесть и более цилиндров. Отключение цилиндров в двигателях с меньшим количеством цилиндров приводило к неравномерной работе двигателя.

Первой причиной, которая побудила производителей к разработке и внедрению такой опции, как отключение цилиндров, явилась её величество «экономия топлива». Нет смысла заниматься перечислением автопроизводителей, которые внедряли или внедряют на своих авто опцию отключения.

И японцы, и американцы, и европейцы, соревнуясь за рынок и потребителя, модернизируют и улучшают систему отключения цилиндров. Фольксваген, Ауди, Мерседес. У каждого бренда существуют и планируются модели с функцией отключения цилиндров.

Хотя, возникает резонный вопрос именно с функцией отключения цилиндров. Для чего покупать автомобиль Лексус, чтобы затем превращать его в Дэу Матиз. Вопрос риторический.

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).

Отключение цилиндров при форс-мажорных обстоятельствах

Ситуация, которая может произойти с каждым – упала мощность, троит, и в итоге просто невозможно двигаться. А рядом ни одной СТО, а ехать ещё… В общем все обстоятельства сконцентрировались в принципе «падающего бутерброда» именно с вами.

И если другой возможности транспортировать своё авто нет, то отключаем цилиндр, который является причиной неисправности. Вернее отключаем в него подачу топлива, если это дизель. Если же бензиновый двигатель, то убираем провод ВВ от свечи.

В этом случае расход топлива увеличится, но ведь вы и не собираетесь с отключенным цилиндром ехать в кругосветное путешествие. Всего лишь добраться до сервиса.

Системы авто

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.

Система отключения цилиндров и ее особенности

Стоит отметить, что среднестатистический силовой агрегат работает в режиме максимальной мощности всего лишь 30% времени. Остальная же часть времени приходится на неполные нагрузки. В итоге, дроссельная заслонка находится практически в закрытом положении. Для работы же мотор все равно должен втягивать необходимый объем воздуха. В итоге, образовываются так называемые насосные потери, которые еще больше уменьшают эффективность ДВС.

Система отключения цилиндров, благодаря деактивации части цилиндров в случае работы на небольших нагрузках, позволяет добиться вышеописанных целей. В большей части случаев применение такой системы наиболее целесообразно в многоцилиндровых моторах. Ведь именно в таких агрегатах потери при работе на небольших нагрузках максимальны.Теоретически, чтобы обеспечить деактивацию конкретного цилиндра, необходимо произвести три действия:

1. Прекратить подачу горючего;
2. Перекрыть поступление воздуха;
3. Перекрыть выпуск отработанных газов.

Стоит отметить, что первая цель может быть достигнута достаточно просто. Ведь подача горючего в современных моторах осуществляется при помощи электромагнитных форсунок, имеющих электронное управление. Вторые же две задачи представляются более сложными. Ведь необходимо задерживать в закрытом состоянии и впускные и выпускные клапана конкретного цилиндра силового агрегата.Существует три основных подхода к решению данной задачи:

1. Использование возможности деактивации коромысла клапана;
2. Использование особых толкателей, имеющих специальную форму;
3. Применение распределительных валов, имеющих кулачки с разной формой.Конечно, кроме явных «плюсов» использование системы отключения цилиндров имеет и некоторые «минусы». К ним относятся дополнительный шум от силового агрегата, повышенные нагрузки на его детали, а также увеличение вибраций.

С шумностью производители борются подбором длин труб, а также применением системы из двух глушителей, отличающихся резонаторами различного размера. Вибрации мотора снижаются применением специального двухмассового маховика, а также гидравлических опор мотора специальной конструкции. Дополнительные же нагрузки на мотор предупреждаются оставшимися в камере сгорания отключенных цилиндров отработавшими газами. При ходе поршня вверх, газы сжимаются, и осуществляют давление при движении поршня вниз. В итоге обеспечивается эффект уравнения сил.И НАПОСЛЕДОК…Система отключения цилиндров впервые появилась еще в 1981 году на машинах марки Cadillac. Удержание клапанов закрытыми осуществлялось путем специальных электромагнитных катушек, расположенных на коромыслах. При активации катушек, коромысла оставались неподвижными. А клапаны под влиянием пружин были закрыты. Управлял всей системой электронный блок.

Джиповодство

В раздел
Следующая статья >>

Система отключения части цилиндров (MDS)

Multi Displacement System

Система отключения части цилиндров (по-английски Multi-Displacement System или сокращённо MDS) впервые была установлена на автомобиле марки Jeep Grand Cherokee, который имеет двигатель HEMI, объёмом 5,7 литра. Назначение данной системы состоит в отключении половины цилиндров в ситуации, когда автомобиль некоторое время движется с постоянной скоростью или с небольшими плавными ускорениями. Конкретно система активируется при движении на скорости, превышающей 30 км/ч, когда частота вращения коленвала не более 3000 об/мин.

Использование системы MDS позволяет существенно повысить топливную экономичность автомобиля (её уровень зависит от конкретных условий движения, но составляет примерно 20 процентов). Думается, что опытные водители оценят сполна её преимущества. Переключение двигателя с работы на полную, то есть, например, с восьми цилиндров, к половинной мощности, когда остаются активными только четыре цилиндра, происходит практически мгновенно – для этой операции достаточно каких-то 40 миллисекунд, то есть 0,040 секунды. Причём оно происходит в полностью автоматическом режиме, без участия водителя. Больше того, ни он, ни тем более пассажиры не заметят этого переключения.

Также следует отметить, что подобная система повышает не только экономичность, но и экологичность автомобиля, поскольку выброс токсических веществ уменьшается пропорционально количеству отключаемых цилиндров.

Но, как и в любом техническом новшестве, есть у MDS и некоторые недостатки, к которым относятся, прежде всего, повышенные значения вибрации и шума. Да и двигатель при включенной системе MDS работает под дополнительными нагрузками, практически на износ

Это особенно важно, поскольку согласно статистике автомобили могут без серьёзных последствий работать под полной нагрузкой не более трети от общего времени работы. Иными словами, большую часть своего рабочего времени двигатель работает с далеко неполной нагрузкой, что, в свою очередь, вызывает значительные насосные потери, а это особенно актуально для моторов, оснащённых большим количеством цилиндров (а именно шесть, восемь и двенадцать цилиндров)

Если мы имеем дело с двигателями с меньшим числом цилиндров, то двигатель после активации системы MDS начинает работать неравномерно.

Технически система отключения части цилиндров реализуется путём отключения подачи топлива на часть цилиндров, которое выполняется закрытием соответствующих впускных и выпускных клапанов. Сегодня данная задача решается использованием электромагнитных форсунок, имеющих электронное управление. Вообще для реализации данного метода существует несколько технических решений, среди которых MDS является далеко не единственным вариантом. Кто-то для этого выключает коромысло, кто-то использует кулачки распредвала, делая их разной формы. На Jeep Grand Cherokee пошли своим путём, применяя для этого толкатель, имеющий специальную конструкцию.

Остановимся на этом толкателе поподробнее. Как уже было сказано, он имеет специальную конструкцию, которая обеспечивает разъединение распредвала и нужного клапана. В некоторый момент времени в толкатель подаётся специальное масло, выдавливающее соответствующий штифт – толкатель становится деактивированным. Давление этого масла регулируется при помощи электромагнитного клапана.

Напоследок отметим, в каких случаях может пригодиться частичное отключение цилиндров. В частности, такой подход нередко используется при диагностике двигателя. Понятно, что сама MDS решениям подобных задач не отвечает, но вариантом использования вполне является. Или, например, такая функция может быть полезной при возникновении тех или иных форс-мажорных обстоятельств.

Просмотров страницы: 112

Администратор сайта оставляет за собой право удаления и редактирования любых материалов, размещенных на сайте, без уведомлений и объяснения причин, включая: регистрации, объявления, сообщения, комментарии, фотографии, изображения и пр..

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.

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.

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.

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.

Работа двигателя

Вне зависимости от типа мотора, принцип его работы аналогичен. Сегодня существуют карбюраторные моторы, дизельные, инжекторные. Во всех моделях происходит один и тот же рабочий цикл четырехтактного двигателя. Давайте подробно рассмотрим, какие же процессы работают внутри мотора и заставляют его приходить в движение.

Четырехтактный цикл – это последовательность из четырех рабочих тактов. За начало обычно принимается такт, когда в камеры сгорания попадает горючая смесь. Хоть за время его течения в двигателе проходят и другие действия, обозначаемый такт – это один рабочий процесс. К примеру, такт сжатия – это не только сжатие. В этот период смесь перемешивается в цилиндрах, начинается формирование газа, она воспламеняется.

То же самое можно сказать и о других этапах работы двигателя

Самое важное здесь то, что разные процессы для лучшего понимания и упрощения рабочего цикла четырехтактного двигателя раскладывают лишь на четыре такта

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.

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.

Что такое пропуски воспламенения в цилиндрах

Пропуск зажигания представляет собой такой сбой в работе двигателя, когда смесь топлива и воздуха в одном или нескольких цилиндрах воспламеняется несвоевременно или такого воспламенения вообще не происходит.

В результате нарушается работа ДВС по заданным тактам, мотор начинает «троить» и дергаться, заметно теряется мощность. Несгоревшее топливо из неработающего цилиндра попадает в выпускную систему и там горит. По этой причине пропуски зажигания могут дополнительно сопровождаться хлопками и выстрелами в глушителе.

Начнем с того, что в случае возникновения проблем с воспламенением смеси на моторе с карбюратором главными признаками являются: «троение» двигателя, прострелы в выпускной системе, потеря мощности, а также отчетливый запах горючего из выхлопной трубы.

В случае с инжектором могут проявиться аналогичные симптомы, при этом на приборной панели инжекторного авто зачастую горит чек, пропуски зажигания фиксируются в ЭБУ как ошибка. Все это значит, что водителю необходимо провести компьютерную диагностику двигателя.

Добавим, что после фиксации блоком управления таких пропусков, ЭБУ также может принудительно отключить один или даже два проблемных цилиндра. Это происходит после того, как блок управления анализирует показания ДПКВ, учитывая скорость вращения коленчатого вала и работающих в этот момент цилиндров. Измерения осуществляются каждую четверть оборота (на моторах с 4 цилиндрами).

Счетчик пропусков воспламенения отключает неработающие цилиндры после того, как будет превышен допустимый порог таких пропусков. Под отключением следует понимать прекращение подачи топлива. Затем цилиндр снова задействуется спустя запрограммированный промежуток времени или после повторного запуска ДВС.

Подобное решение создано для того, чтобы защитить каталитический нейтрализатор в выхлопной системе, которым оборудованы инжекторные авто. Дело в том, что попадание несгоревшего топлива из неработающих цилиндров разрушает катализатор. Исключение из работы цилиндров, в которых возникли пропуски зажигания, позволяет доехать своим ходом до СТО, при этом ущерб для катализатора будет минимальным.

Следует добавить, что даже если проблема возникла разово, то есть не имеет систематического характера, в ряде случаев простыми способами (например, снятие клеммы с АКБ) потушить горящий чек не удается. Другими словами, чек горит постоянно, а сбросить ошибку двигателя можно только программно. При этом после подключения диагностического оборудования к автомобилю можно обнаружить пропуск зажигания во 2 цилиндре, пропуски воспламенения во 2 и 3 цилиндре и т.п.

Сама ошибка по пропускам зажигания на сканере обозначается литерой «Р». Например, p0301 говорит о том, что пропуски зажигания в первом цилиндре были зафиксированы ЭСУД и записаны в память ЭБУ. Ошибка p0302 (пропуск воспламенения во 2 цилиндре) укажет именно на второй цилиндр, р0300 — обнаружены случайные множественные пропуски воспламенения, ошибка 300 пропуски зажигания, превышение и т.д. В любом случае, указанная ошибка говорит о наличии проблемы, которую необходимо устранять.

Признаки неисправности

Пропуск зажигания смеси представляет собой невоспламенение топливно-воздушной смеси либо её несвоевременный поджиг. В любом из случаев система считает количество пропусков и задержек, а в случае необходимости отключает неработающий цилиндр либо даже пару. На большинстве машин первым признаком неисправности является загорание на приборной панели символа «чек».

Также среди распространённых признаков можно отметить.

1. Запах топлива из выхлопной трубы. Так как смесь не воспламенилась в цилиндре, то она выводится практически в неизменном виде либо частично нейтрализуется.
2. Прострелы в выхлопной системе. Если происходит частичное возгорание, то сильно страдает каталитический нейтрализатор, что может привести к появлению хлопков.
3. Потеря мощности. Мотор не работает должным образом, поэтому коленвал крутится с меньшей частотой, что приводит к значительной потере мощности.
4. Троение мотора. Выход из строя одного либо пары цилиндров ведёт к тому, что двигатель начинает вибрировать в процессе работы и появляются другие признаки неисправности.

В машинах с электронным блоком управления существует несколько типов ошибки, которые свидетельствуют о наличии поломки.

1. Р0300. Является признаком множественных сбоев в процессе воспламенения горючей смеси в разных цилиндрах.
2. Р0301 — р0304. Последняя цифра показывает, какой именно из цилиндров работает неправильно.

Система отключения цилиндров двигателя различных марок авто

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.

• < Назад
• Вперёд >

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

Особенности работы 4-х тактного двигателя

В двухтактном моторе смазывание поршневых и цилиндровых пальцев, коленвала, поршня, подшипника и компрессорных колец проводят, заливая масло в бензин.

Коленчатый вал четырёхтактного мотора располагается в масляной ванне, что является существенным отличием. Именно поэтому отсутствует необходимость смешивать топливо и добавлять масло. Все, что необходимо сделать владельцу автомобиля — наполнить бензином топливный бак.

Автовладельцу, таким образом, незачем приобретать специальное масло, без которого не может функционировать двухтактный мотор. Кроме того, при наличии четырехтактного мотора на поршневом зеркале и на стенах глушителя уменьшается количество нагара

Еще одно важное отличие — в двухтактном моторе в выхлопную трубу выплескивается горючая смесь, что обусловлено его устройством

Следует признать, что у четырехтактных двигателей также имеются небольшие недостатки. Например, у них не особо качественными являются рабочие моменты по регулированию теплового клапанного зазора.

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.

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.

Статья в тему: Список автомобилей участвующих в программе утилизации 2020 года

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

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.

Источник https://ufa-zapchasti.ru/ustrojstvo/otklyuchenie-tsilindrov-dlya-ekonomii-topliva.html

Источник https://carnovato.ru/otkljuchenie-cilindrov/

Источник https://automobile-zip.ru/systems-and-nodes/sistema-otklucenia-cilindrov.html