Trt-auto.ru

Автомобильный журнал
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Система управления цилиндрами двигателя

Система управления цилиндрами двигателя

Сайт сдается в аренду — обращайтесь на ipassat@mail.ru

+7 905 688 68 78

  • Главная
  • О компании
  • Вакансии
  • Услуги автосервиса
  • Контакты

Система отключения цилиндров — что это такое?

Система отключения (дезактивации) цилиндров или как её ещё называют система управления цилиндрами отключает часть цилиндров, тем самым изменяя рабочий объём двигателя. Использование системы снижает расход топлива до 20%, а также и уменьшает выброс вредных веществ в атмосферу.

К разработке данной системы подтолкнуло то, что обычно двигатель работает в таком режиме, в котором используется только 30% мощности двигателя. Это значит что двигатель работает под неполной нагрузкой. В таком режиме работы дроссельная заслонка полностью закрыта, а двигатель сам втягивает необходимое ему количество воздуха. Это приводит к насосным потерям и снижает эффективность.

Система дезактивации дезактивирует часть работающих цилиндров когда двигатель работает при неполной нагрузке, в то же время дроссельная заслонка остаётся открытой и обеспечивает необходимую мощность. Наиболее часто систему применяют на мощных двигателях с большим числом цилиндров, которые неэффективно работают при небольших нагрузках.

Чтобы отключить какой- либо конкретный цилиндр необходимо перекрыть подачу кислорода и выпуск выхлопных газов из него.

В современных двигателях подачу топлива регулируют электромагнитные форсунки имеющие электронное управление. Удержать клапаны в закрытом состоянии сложная задача. Каждый производитель решает её по своему, например: применяют специальные толкатели, блокируют коромысла или используют кулачки различной конфигурации на распредвале.

Но система также имеет существенные недостатки: создаётся допонительная нагрузка на двигатель, вибрация и шум.

Для того чтобы предупредить возникающие дополнительные нагрузки в деактивированных цилиндрах остаётся «заряд» отработанных газов оставшийся от предыдущих циклов. Газы сжимаются когда поршень движется вверх, а затем давят на поршень когда он начинает двигаться вниз, это и обеспечивает «уравновешивание».

Впервые систему дезактивации цилиндров была применена в 1981 году на автомобилях Cadillac. В системе имелись электромагнитные катушки, которые были установлены на коромыслах. Когда срабатывали катушки коромысла блокировались, а клапаны были закрыты за счёт пружин. Система отключала противоположные цилиндры, а управление системой обеспечивалось специальным электронным блоком. Информация о том сколько цилиндров работает выводилась на приборную панель. Система не нашла широкого применения так как имела проблемы с подачей топлива.

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.

Системы управления цилиндрами, применяемые в современных ДВС

Основным назначением системы управления цилиндрами (системы деактивации, системы отключения рабочих цилиндров двигателя) является выключение определенного количества цилиндров при работе ДВС в режиме низких нагрузок.

Это дает возможность уменьшить топливные расходы (экономия может достигать 15-20%), уменьшить уровень токсичности двигателя. Впрочем, использование подобной системы чревато увеличением уровня вибрации и шума в ДВС.

Основные системы управления цилиндрами

При постоянном вождении автомобиля двигатель Mercedes LK работает на максимальной мощности не более 25-30% от всего времени эксплуатации. Это значит, что зачастую двигатель работает на неполной мощности, при средних нагрузках, что приводит к большим топливным потерям и снижению КПД двигателя.

Поэтому появилась острая необходимость в техническом выключении цилиндров путем закрытия соответствующих клапанов (впускных и выпускных) с приостановкой впрыска топлива.

Система деактивации впервые была представлена в 80-х годах 20 столетия и была установлена на автомобилях Cadillac. Система была оснащена специальными катушками электромагнитного типа, которые устанавливались на коромыслах.

Катушки обеспечивали полную неподвижность коромысел, что приводило к закрытию клапанов. Система позволяла отключать только противоположные цилиндры. Контроль над работой катушек, а также количеством отключенных цилиндров был возложен на блок управления.

Позже в 1999 году на автомобилях Mercedes была установлена более совершенная система — Active Cylinder Control. Как и в предыдущей версии, отключение цилиндров осуществлялось при помощи коромысла особой конструкции, которое состояло из двух рычагов, соединенных между собой фиксатором.

Клапаны при этом находятся в закрытом состоянии. При перемещении фиксатора, меняется давление масла, регулирующее клапаны. Далее происходит прекращение подачи топлива в цилиндры.

В 2004 году автомобили марок Dodge, Chrysler и Jeep начали оснащаться системой управления цилиндров Multi-Displacement System. Подобная система имеет специальный толкатель, который позволяет разъединять распредвал и клапан.

В толкатель под высоким давлением осуществляется подача масла, после чего происходит выталкивание шифта для блокировки толкателя. Уровень давления масла в системе контролируется электромагнитным клапаном.

В этом же году была разработана система под названием Displacement on Demand, которая использовалась на автомобилях компании General Motors.

В 2005 году была представлена еще одна система дезактивации от компании Honda, под названием Variable Cylinder Management. Система позволяла отключать нужное количество цилиндров при разных рабочих режимах двигателя.

При работе ДВС на низкой скорости с небольшими нагрузками система отключала 3 цилиндра. В переходном режиме работы на большой скорости и средней нагрузкой отключались только 2 цилиндра из 6.

Конструкция подобной системы состояла из распредвала, коромысла и кулачков различной формы. Активация коромысел на различных рабочих режимах ДВС происходила за счет специального фиксатора. Система была оснащена дополнительными системами снижения вибраций и шума, а также изменения фаз газораспределения.

С 2012 года большинство автомобилей компании Volkswagen оснащается новой системой управления цилиндрами — Active Cylinder Technology. Система позволяет отключать два из четырех рабочих цилиндров в установленном скоростном диапазоне вращения от 1500 до 4000 об/мин.

Основной элемент системы — кулачки, установленные на муфте распредвала. Муфта и кулачки объединены в блок кулачков. Как правило, в ДВС устанавливается две пары блока кулачков – одна на выходном вале, другая на входном распределительном вале.

Активация блоков возможна при помощи исполнительных механизмов, оснащенных специальными стержнями, которые скользят по внутренней канавке каждого блока.

Особенности системы управления цилиндрами

Система дает возможность отключить часть клапанов при работе двигателя при незначительной нагрузке. Зачастую она отключает цилиндры в многоцилиндровых двигателях, в которых установлено от 6 до 12 цилиндров.

Отключение любого цилиндра происходит путем закрытия клапанов впуска и выпуска и прекращения подачи топливной смеси в цилиндр. Основной сложностью в реализации системы является постоянное удержание клапанов на отдельном цилиндре.

В настоящее время применяется три основных способа технического решения подобной проблемы.

  1. Применение кулачков распредвала, имеющих различную форму (реализовано в системе Active Cylinder Technology);
  2. Выключение коромысла (реализовано в системах Variable Cylinder Management, а также Active Cylinder Control);
  3. Применение специального толкателя (реализовано в системах Displacement on Demand и Multi-Displacement System)

Преимущества и недостатки системы

Подобная система имеет как преимущества, так и недостатки. Основными преимуществами является:

  • существенная экономия топлива (до 25%);
  • снижение уровня токсичности двигателей (до 35%);
  • снижение потерь топливного насоса.

К недостаткам системы можно отнести следующее:

  • балансировку двигателя с увеличением уровня шума и пульсации;
  • высокую стоимость двигателей, оснащенных подобными системами.

Конечно, эта статья носит ознакомительный характер, и основная задача была рассказать о существовании системы управления работой цилиндров.

В заключение хотелось бы на обывательском уровне еще раз остановиться на том, какое практическое значение для нас с вами имеет эта система.

Во-первых, знание того, что в мощных, многоцилиндровых двигателях, в малонагруженных режимах могут отключаться отдельные цилиндры, дает понимание того, как производители добиваются снижения расхода топлива.

Теперь уже не будет удивления, как двигатель мощностью, например, 245 л.с. может потреблять 8 литров бензина на 100 км пути в городском цикле (согласно данным, заявленными производителем).

Так же не будет никакого удивления и от того, что в реальности получается не 8, а все 20 л/100км.

Все дело в том, как давить на педаль газа и с какой скоростью ехать по городу. Очевидно, что если педальку лишь поглаживать, то можно весьма комфортно ехать на 60 км/час, плавно разгоняясь и тормозя на светофорах и поворотах.

При этом будет задействовано всего три цилиндра двигателя, а используемая мощность может снижаться до 3-4 раз, то есть мощный седан или купе могут по динамике на время превратиться в экономичную малолитражку.

Но стоит только чуть резче и глубже притопить педаль акселератора, как от экономичности не останется и следа. Мгновенный расход топлива на таких автомобилях может достигать 80 и более л/100км пути. И если играть в гонщика, пытаясь всех обогнать на светофоре или в потоке, то удивляться тому, что приходится очень часто заезжать за заправку, не стоит.

И, наконец, наличие подобных систем, которыми оснащаются мощные двигатели, хотя бы частично, но объясняет их значительно завышенную стоимость, по сравнению с экономичными собратьями.

Система управления цилиндрами двигателя

Отключение цилиндров агрегата: смотрите принцип работы, механизмы и устройство, плюсы и минусы. В конце статьи видео-обзор принципа работы двигателя.

Содержание статьи:

  • Появление системы
  • Механизмы и устройство
  • Принцип работы и разновидность систем
  • Минусы и плюсы
  • Видео

Автоматизация автомобиля и экономия топлива это почти самые главные направления, в которых работают многие производители. Одним из примеров, экономии топлива считается современная система управления цилиндрами двигателя или так же известна как отключение цилиндров двигателя. Не зависимо от названия, принцип заключается в экономии топлива, но, как и в любом механизме есть свои плюсы и минусы.

Как появилась системы отключения цилиндров

Старая закономерность, чем больший объем двигателя и больше крутящий момент, тем больше лошадок под капотом, но и соответственно он прожорлив. В наши дни такая закономерность не всегда работает, а двигатель малого объема может быть прожорливей, нежели большого объема. Примером экономии топлива и снижения вредных выбросов считается система управления цилиндрами агрегатами.

Основным предназначением системы управления цилиндрами (ACC – Active Cylinder Control), является изменение рабочего объема агрегата, путем отключения части цилиндров во время работы. По предварительным данным экономия топлива составляет порядка 20%, при этом значительно уменьшается вредные выбросы вместе с выхлопными газами.

Поводом для разработки системы управления цилиндрами, является типичный режим эксплуатации машины. Зачастую максимальная мощность агрегата используется до 30-40% за весь период работы. Это главный показатель того, что двигатель всегда работает с неполной нагрузкой. Как правило, дросильная заслонка немного приоткрыта, агрегат постоянно подтягивает воздух для работы. В результате получаем насосные потери (работа в холостую), и в дальнейшем снижение эффективности работы агрегата.

Каждый производитель, который внедряет данную систему, по-своему разрабатывает или дорабатывает существующие механизмы, естественно и называет системы по-разному. Но все же, как не называй, а главный принцип работы и назначение будет одинаковым.

С чего состоит система управления цилиндрами

Система управления цилиндрами работает в большинстве случаев на многоцилиндровых, мощных двигателях (как правило, это 6, 8 или 12 цилиндров). Именно их работа неэффективна при небольших нагрузках, особенно при езде по городу.

Первые упоминания о системе были в 1981 году на автомобилях марки Cadillac. В основе механизма были электромагнитные катушки, которые устанавливались на коромыслах. Управление электроникой осуществлял специальный электронный блок. За счет срабатывания, коромысла становились неподвижными, а клапаны за счет мертвой хватки пружин оставались закрытыми. Как правило, в ГБЦ отключались противоположные пары цилиндров двигателя. Для того, чтоб понять водителю сколько цилиндров работает и исправны ли они, на панель приборов выводилась информация. Но широкого применения система не получила, имелись проблемы с подачей топлива, а так же с выключением.

Таким образом, в основе современной системы управления цилиндрами лежит как минимум три главных компонента — это электроника, блок управления и механическая часть, которая управляет цилиндрами.

Как работает отключение цилиндров двигателя

Само название: отключение цилиндров, говорит о том, что механизм не будет простым, так как изначально агрегат – это сердце машины. После неудачного эксперимента в 1981 году, доработанная система управления цилиндрами была установлена на Mercedes-Benz в 1999 году, под названием Active Cylinder Control (ACC). Клапана цилиндров закрывались за счет коромысла особой формы, оно состояло с двух рычагов, которые соединены между собой фиксаторами. В рабочем положении они соединялись в одно целое.

Инженеры Mercedes-Benz не только доработали систему управления цилиндрами, но и придумали, чтоб характерный звук выхлопной системы мощного мотора не менялся. Для этого, при выключении цилиндров они установили управляемый электроникой клапан, который может менять размер выпускного тракта. Таким образом, отключение цилиндров не меняло характерный, грубый звук выхлопной системы.

Читать еще:  Датчик положения дроссельной заслонки

Более усовершенствована система MDS (Multi-Displacement System), устанавливается на машины марки Jeep, Dodge и Chrysler начиная с 2004 года. Пределы работы системы управления цилиндрами от 30 км/час, но когда частота коленвала не превышает 3000 об/мин. Система MDS достаточно не простая, в ней используется толкатель с особой формой. При необходимости он обеспечивает разъединение клапана и распредвала. Инженеры рассчитали так, что в нужное время, под давлением на толкатель подается масло, тем самым выдавливая блокирующий штифт. Таким образом, толкатель выводится с рабочего состояния. Контроль и регулировка давления масла производится за счет электромагнитного клапана.

Второй системой отключения цилиндров агрегата от компании General Motors считается Dod (Displacement on Demand), в её основе лежит предыдущая система. Начиная с 2004 года, система устанавливается на машины компании GM. Не отстали в разработке и японские инженеры, в 2005 году Honda начали применять систему VCM (Variable Cylinder Management). Как правило, система устанавливается на V-образные двигателя. Во время равномерного движения с небольшой скорости система VCM автоматически отключает один блок цилиндров (к примеру, 3 из 6 имеющихся). Если же идет переход от максимальной нагрузки к неполной, то система оставляет рабочими четыре цилиндра из 6-ти.

В основе VCM лежит система VTEC. Основными частями считаются коромысла, работающие в пару с кулачками разной формы. В случае необходимости коромысла выключаются или включаются за счет блокирующего механизма фиксаторов. Для того, чтоб улучшить работу двигателя, в пару разработаны системы AEM (Active Engine Mounts), которая регулирует величину вибрации двигателя. Система ASC (Active Sound Control) – предназначена для шумоподавления, избавит от нежелательных шумов в салоне машины.

Прогресс не остановился на месте и компания Volkswagen внесла свои поправки, разработав систему ACT (Active Cylinder Technology) в 2012 году. Целью для установки стали двигателя TSI 1,4 л. Управление цилиндрами двигателя работает в пределах оборотов от 1400 до 4000, отключая два цилиндра из четырех. Часть конструкции системы ACT перекочевала на двигателя автомобилей Audi, к технологии газораспределения Valvelift System. Для работы используются кулачки разной формы, все без исключения расположены на скользящей муфте по распределительному валу.

Муфта и кулачки образуют так званый блок кулачков, всего четыре блока в двигателе, два на выпускном вале и два на впускном. Блоки кулачков управляются за счет четырех исполнительных механизмов. Чтоб перемещать блоки, используется стержень, который скользит по спиралевидной канаве главного блока. Все команды на изменения передаются от блока управления двигателем.

Как видно, описанная поверхностно система на самом деле устроена намного сложней. Экономия топлива с наличием системы управления цилиндрами двигателя существенно заметна, но вот и стоимость таких двигателей значительно больше.

Плюсы и минусы системы управления цилиндрами

Как и в любом механизме, система управления цилиндрами двигателя имеет свои плюсы и минусы. Неоспоримо, плюсом считается экономия топлива, и меньший износ двигателя. Но вот с минусов это дополнительная нагрузка на двигатель, нежелательный шум и вибрация.

Для того, чтоб избежать нагрузок на агрегат, в отключенных поршнях остаются отработанные газы, которые остались от предыдущих рабочих моментов. Таким образом, газы сжимаются во время работы поршня и давят на поршень, когда тот движется вниз. За счет такого цикла обеспечивается уравнение давления и мощности. Но все же малейший дефект сплава может привести к самым неожиданным последствиям, поэтому во время ремонта необходимо ставить только оригинальные детали и ремонт проводить на специализированных, фирменных СТО.

Помимо нагрузок на двигатель, так же увеличивается вибрация, за счет неравномерного воспламенения топлива в двигателе. Инженеры решили устанавливать специальные опоры двигателя на основе гидравлики и двухмассовый маховик. Подавление шума и вибрации происходит в выпускной системе, для этого подбираются трубы специальной длины, используются два глушителя, привычный задний и еще один передний в пару с резонаторами разных размеров.

На современные автомобили устанавливают систему управления цилиндрами двигателя, но все же оставляют право выбора за покупателем, нужна ли она ему или нет. Так как главным остается не наличие, а будущее её обслуживание. Цена на ремонт такого двигателя в два раза выше, чем аналог без системы.

Видео-обзор работы управления цилиндрами на Dodge (двигатель HEMI 5.7 л):

Работа системы на автомобиле Honda Accord:

Работа системы ACT на двигателях компании Volkswagen:

Руководство по ремонту и эксплуатации
Mercedes S class W220

Система питания и впрыска топлива

Управление распределением мощности — описание и принцип организации функции отключения цилиндров

Нагнетатель воздуха

Проверка и регулировка числа оборотов холостого хода/момента зажигания/концентрации СО

Сбрасывание давления в топливной системе бензинового двигателя

6.1.2 Управление распределением мощности — описание и принцип организации функции отключения цилиндров

Управление распределением мощности — описание и принцип организации функции отключения цилиндров

Отключение цилиндров для снижения расхода топлива

Конструкция/принцип функционирования

Для отключения цилиндров 2 и 3 (правый ряд цилиндров) и 5 и 8 (левый ряд) их впускные и выпускные клапаны прекращают функционировать. При отключенных цилиндрах их клапаны остаются постоянно закрытыми, параллельно прекращается впрыск в них топлива и подача ВВ напряжения системы зажигания.

Функция отключения организована в модуле управления двигателя (ECM):

— Активация клапана отключения для цилиндров правого ряда (Y80).
— Активация клапана отключения для цилиндров левого ряда (Y81).
— Активация выпускного пластинчатого клапана (Y93).
— Сигнал датчика давления масла системы отключения цилиндров (В40/2).
— Сигнал датчика давления (В28), абсолютное давления во впускном трубопроводе.
— Выявление отказов отключения.

Используемые входные сигналы в ECM:

— От датчиков CKP и оборотов двигателя.
— От датчика положения дроссельной заслонки (TPS).
— Сигнал включения передачи.
— От датчика температуры масла.

Применяемые параметры ECM (ME-SFI) подстраиваются под функцию отключения цилиндров. Например:

— Отключение подачи топлива и напряжения питания в определенные цилиндры с последующей перестройкой фаз газораспределения и опережения зажигания под новые условия (цилиндры отключены).
— Активация исполнительного устройства дроссельной заслонки.
— Экстраполяция рабочих параметров под дальнейшее изменение условий (цилиндры отключены/включены).
— Адаптация состава смеси под текущие изменения в подаче воздуха и давления.
— Корректировка алгоритма диагностики STAR.

Функция отключения цилиндров деактивирована

Обе секции переключаемого коромысла блокируются между собой посредством подвижного соединительного штифта. Пружина отжимает штифт в положение блокировки.

Функция отключения цилиндров активирована

Клапаны отключения цилиндров правого и левого рядов (Y80 и Y81) активируются по команде ECM и открываются. Масло под давлением подается под нажимной палец сквозь оси коромысел, что приводит к отжиманию назад соединительных штифтов. Секции коромысел получают отдельные степени свободы и приобретают способность свободно двигаться друг относительно друга. Впускные и выпускные клапаны прекращают функционировать.

Расстыкованный клапанный рычаг опирается на пятку кулачка, что гарантирует попадание скользящего блокировочного пальца в гнездо роликового кулачка для отмены функции отключения цилиндров.

Рабочие моменты процедуры отключения цилиндров

Ввиду конструктивных особенностей, отключение цилиндров может быть реализовано только в определенных положениях двигателя:

— Клапаны должны быть закрыты. Срабатывание становится возможным только при разгруженных коромыслах.
— По завершении рабочего цикла выпускные клапаны всегда отключаются первыми, впускные — последними. При этом газ под давлением попадает в отключаемый цилиндр. Давление препятствует выводу масла из картера. Лямбда-управление остается отключенным при дальнейшем включении цилиндров и отработавшие газы выпускаются.
— Сначала отключаются цилиндры 2 и 3 правого ряда затем 8 и 5 левого (в порядке перечисления).

Состояние активации функции отключения цилиндров

— Период отключения (порядка 20 секунд) истекает после запуска двигателя.
— Температура охлаждающей жидкости двигателя выше чем +20°С.
— Обороты двигателя при нормальной рабочей температуры составляют:

» 925 ÷ 1700 в минуту при включенной 3-й передаче.
» 925 ÷ 1700 в минуту при включенной 4-й передаче.
» 925 ÷ 3500 в минуту при включенной 5-й передаче.
— Режим АТ: 3, 4 или D.
— Угол открывания дроссельной заслонки не превышает порогового значения, определяемого запросами двигателя.
— Давление масла превышает значение 2.5 атм.
— Температура двигательного масла находится в пределах диапазона 20 ÷ 130 °С.
— Температура всасываемого воздуха составляет порядка -40 ÷ 100 °С.
— Высота места не превышает значения 2500 м над уровнем моря.
— Выходное напряжение батареи составляет не менее 10.5 В.
— Отключение цилиндров происходит для варианта кодирования диагностики STAR.
— Контроллер системы управления тягой (ASR) не активирован.

Состояние деактивации функции отключения цилиндров

— Выявляются вредные для 3-функционального каталитического преобразователя (TWC) пропуски зажигания.
— Выявлено нарушение срабатывания функции отключения цилиндров.
— Активирован аварийный режим электронного управления педалью газа
— Произошел отказ выдачи сигнала датчика температуры масла.
— Произошел отказ выдачи сигнала датчика давления масла.
— По требованию устройства диагностики функциональной цепи.
— Имеет место чрезмерное для условий отключенного состояния цилиндров нарушение стабильности оборотов.
— Превышено максимально допустимое время непрерывного функционирования (около 25 секунд).

Функция отключения цилиндров будет активирована вновь спустя порядка 20 секунд.

Порог активации функции отключения цилиндров

Порог активации определяет условия отключения и включения функции отключения цилиндров при средних оборотах коленчатого вала и умеренной нагрузке на двигатель и зависит от правильности программирования параметров диагностики STAR. Допускаются следующие регулировки по корректированию программы:

— Порог выбирается из базовых установок параметров отдачи двигателя
— Вводится ограничение на активацию при оборотах ниже 1500 в минуту.
— Вводится ограничение по текущему состоянию параметров отдачи двигателя.
— Функция отключения деактивирована.

Дроссельная заслонка кратковременно активируется перед моментами включения и отключения функции отключения цилиндров.

При переключении между двумя режимами функционирования двигателя по возможности должен развиваться тот же крутящий момент с целью исключения заметной разницы в развиваемой двигателем мощности и достижения плавности переключения.
Активация выпускной заслонки

При активированной функции отключения цилиндров электромагнитный клапан-переключатель выпускной заслонки срабатывает по команде ECM (ME-SFI) при оборотах двигателя до 2500 в минуту. На диафрагму исполнительного устройства подается разрежение и заслонка частично перекрывает сечение выпускной трубы, что позволяет снизить уровень шумового фона.

Активация клапанов отключения цилиндров

Клапаны отключения цилиндров правого и левого рядов (Y80 и Y81) активируются по импульсному сигналу напряжения, выдаваемому непосредственно модулем управления двигателя (ME-SFI).

При активированной функции отключения цилиндров скорость переключения приблизительно в течение приблизительно 0.5 секунд достигает 95% с целью увеличения стартового тока и повышения скорости реагирования. Обмотки катушки защищены от термических перегрузок путем введения временного ограничения.

Дополнительные меры, применяемые на силовом агрегате при отключенных цилиндрах

— Подбирается масляный насос повышенной производительности (как на двигателе 120).
— На ременный привод устанавливается вибрационный демпфер.
— С целью снижения шумового фона используется преобразователь вращения с турбинным демпфером скручивающих усилий.

Система управления цилиндрами двигателя

Экономичность поршневых двигателей внутреннего сгорания во многом зависит от режимов их работы. Оптимальных экономических показателей двигатели достигают при работе на номинальном или близком к нему режимах, но на частичных нагрузках и холостом ходу эффективность работы двигателей заметно ухудшается. Опыт эксплуатации транспортных средств показывает, что основу эксплуатационных режимов составляют режимы холостого хода и малых нагрузок, поэтому рассматриваемая проблема заслуживает внимания.

Как известно, часовой расход топлива и эффективная мощность находятся в прямой зависимости:

где GТ – часовой расход топлива;

Ne – эффективная мощность двигателя;

gе – удельный расход топлива.

Следовательно, с уменьшением эффективной мощности двигателя уменьшается и часовой расход топлива. Однако на режимах холостого хода и малых нагрузок снижение эффективной мощности просто необходимо, так как двигатель становится «недогруженным», в результате удельный расход топлива оказывается в 1,5–5 раза выше, чем на режиме номинальной мощности [1]. Поэтому при эксплуатации двигателя на режимах холостого хода и малых нагрузок необходимо отключать часть цилиндров и стремиться к тому, чтобы на скоростной характеристике показатели эффективной мощности всегда приближались к показателям минимального удельного расхода топлива. Как же при работе двигателя можно изменять эффективную мощность?

Проанализируем формулу эффективной мощности двигателя:

, (2)

где Vh – рабочий объем одного цилиндра двигателя;

i – число цилиндров двигателя;

n – частота вращения коленчатого вала двигателя;

τ – коэффициент тактности двигателя;

Ни – низшая теплота сгорания топлива;

α – коэффициент избытка воздуха;

l0 – теоретически необходимое количество воздуха для сгорания 1 кг воздуха;

ρk – плотность заряда на впуске в цилиндр двигателя;

ηV – коэффициент наполнения цилиндров двигателя;

ηi – индикаторный коэффициент полезного действия двигателя;

ηм – механический коэффициент полезного действия двигателя.

Можем заметить, что при работе двигателя без его конструктивных изменений на эффективную мощность существенное влияние оказывают частота вращения коленчатого вала n и число работающих цилиндров двигателя i. Если говорить о частоте вращения коленчатого вала, то ею сложно варьировать для уменьшения мощности с точки зрения экономии, так как при этом будет изменяться скорость автомобиля, к тому же оптимальный расход топлива достигается при частоте вращения коленчатого вала в пределах 2000–2500 мин-1. Поэтому более эффективным направлением изменения мощности для выхода двигателя на оптимальный режим работы на малых и средних нагрузках является изменение числа работающих цилиндров двигателя без изменения частоты вращения коленчатого вала. Отключение части цилиндров при постоянной частоте вращения коленчатого вала, например, на режимах холостого хода и малых нагрузок, не возникнет «нехватки» эффективной мощности, однако улучшится экономичность двигателя. Более того, механический КПД двигателя при постоянной частоте вращения коленчатого вала растет с повышением эффективной мощности, поэтому если при частичной нагрузке многоцилиндрового двигателя выключить несколько цилиндров, то остальные будут работать при большей нагрузке с лучшим КПД.

Таким образом, при отключении части цилиндров экономичность формируется несколькими факторами:

– перераспределение свежего заряда, поступающего в цилиндры двигателя, от отключенных цилиндров в «рабочие» – КПД «рабочих» намного возрастает;

– от отключенных цилиндров не нужно отводить тепло, следовательно, система охлаждения начинает работать эффективнее, что немного повышает КПД;

– «рабочие» цилиндры «догружаются» и по скоростной характеристике их эффективная мощность максимально приближается в область кривой минимального удельного расхода топлива, что повышает эффективность использования теплоты в цилиндрах двигателя.

В результате указанных факторов можно добиться экономичности двигателя на 25–30 %, особенно при эксплуатации в городском цикле [1].

Следует выделить три основных способа отключения цилиндров [2]:

– отключение подачи топлива – этот способ считается самым простым, так как не влечет за собой существенных конструктивных изменений. Изменения касаются в основном приборов топливоподачи, чтобы была возможность отключения подачи топлива, например, форсунки;

– механическое отключение – способ, предусматривающий разъединение привода клапанов или изменения фаз газораспределения газораспределительного механизма [3, 6], либо остановки поршней путем разрыва жесткой связи между коленчатым валом и поршнями и т.д. Данный способ значительно усложняет конструкцию двигателя;

– электронная система – система, позволяющая управлять электронным впрыском топлива, либо в целом системой управления двигателем. Такая система в зависимости от режима работы двигателя отключает часть цилиндров, при этом возможно варьирование количества отключаемых цилиндров и их очередность. На сегодняшний день электронная система в том числе используется для реализации первого и второго рассмотренных способов отключения цилиндров.

Целесообразней систему отключения цилиндров применять на многоцилиндровых мощных двигателях, например 6, 8, 12 цилиндров, работа которых особенно неэффективна на режимах холостого хода и малых нагрузок. Реализовать способ отключения подачи топлива можно по предложенной на рис. 1 схеме, на примере шестицилиндрового V-образного дизельного двигателя.

Рис. 1. Система питания двигателя топливом: 1 – топливопровод высокого давления; 2 – фильтр тонкой очистки; 3 – топливный насос высокого давления; 4 – топливный насос низкого давления; 5 – блок управления; 6 – отключатель подачи топлива; 7 – форсунка; 8 – топливный бак; 9 – топливопровод низкого давления; 10 – фильтр грубой очистки; 11 – сливная магистраль; 12 – слив от отключателей

В штатном режиме работы двигателя топливо из топливного бака 8 подается топливным насосом низкого давления 4 и через фильтры грубой 10 и тонкой 2 очистки топлива поступает к топливному насосу высокого давления 3, который в свою очередь подает топливо по трубопроводам 1 через форсунки 7 в цилиндры двигателя.

При переходе двигателя на режимы холостого хода или малых нагрузок, электромагнитные отключатели 6 по команде блока управления 5 переключают подачу топлива к форсункам 7 на слив, следовательно, в зависимости от того, на какой отключатель подается сигнал от блока управления, та форсунка и отключается от подачи. Таким образом, блок управления может отключать форсунки от подачи топлива в запрограммированной в блоке управления последовательности.

Отключатель, для рассмотренной системы, может быть выполнен по представленной на рис. 2 конструкции [4].

Рис. 2. Отключатель подачи топлива: а – устройство отключателя; б – подача; в – отключение подачи; 1 – подводящий канал; 2 – электромагнит; 3 – золотник; 4 – корпус; 5 – отводящий канал; 6 – канал к распылителю форсунки; 7 – сливной канал; 8 – полость работы пружины

Подвод топлива к форсунке для подачи его в цилиндр двигателя осуществляется через штуцер по подводящему каналу 1 в корпусе отключателя 4. При этом золотник 3 переключателя находится в положении, как показано на рис. 2, б. В этом случае топливо поступает по подводящему каналу 6 к распылителю форсунки. Одновременно из полости 8 осуществляется отвод топлива, не поступившего в цилиндр двигателя в результате просачивания между деталями распылителя форсунки. Топливо отводится по сливному каналу 7 отключателя и далее через отводящий канал на слив.

При отключении подачи топлива к форсунке золотник 3, управляемый электромагнитом 2 (рис. 2, а), займет положение, показанное на рис. 2, в. В этом случае подводящий канал 6 к распылителю форсунки и сливной канал 7 перекроются золотником 3, а топливо, поступающее в отключатель, проходит к отводящему каналу 5 на слив.

Как уже отмечалось, рассмотренный способ отключения части цилиндров считается менее затратным, так как влечет за собой лишь некоторые конструктивные изменения форсунок и установки отключателей. Несложно организовать и управление отключателями. Оно может быть реализовано штатным электронным блоком управления двигателем. Такими блоками на сегодняшний день комплектуются практически все современные двигатели. Однако необходимо заметить, что электронный блок управления в этом случае нуждается в доработке, перепрограммировании. Во-первых, рассматриваемый способ отключения части цилиндров путем отключения подачи топлива имеет ряд недостатков:

– увеличение неравномерности крутящего момента, и, как следствие, повышение вибрации двигателя;

– переохлаждение двигателя из-за чрезмерного обеднения горючей смеси на режимах малой частоты вращения коленчатого вала и, как следствие, меньшего выделения теплоты, что влечет к увеличению удельного эффективного расхода топлива при выходе двигателя на режим полной нагрузки.

Решением данных проблем может стать чередование отключаемых цилиндров. Например, отключение трех цилиндров из шести для системы, представленной на рис. 1, можно производить по схеме, представленной на рис. 3 (на рисунке стрелками обозначены включенные цилиндры). В этом случае рабочими цилиндрами остаются цилиндры разных блоков и, учитывая, что на одной шатунной шейке коленчатого вала размещаются два шатуна разных блоков, то усилие от шатунов работающих цилиндров передается к коленчатому валу через все шатунные шейки. Таким образом, чередование отключаемых цилиндров позволит поддерживать в них оптимальную температуру, а отключение цилиндров в разных блоках приведет к уменьшению неравномерности крутящего момента. Рассмотренная схема отключения части цилиндров обеспечивает работу двигателя с 50 % от номинальной мощности. Количество отключаемых цилиндров можно изменять в зависимости от режима работы двигателя с понижением мощности от 20 до 80 % по методике, изложенной в трудах [1, 5].

Рис. 3. Схема отключения части цилиндров: а – включены в работу первый, третий и пятый цилиндры; б – включены в работу второй, четвертый и шестой цилиндры

Во-вторых, необходимо на блок управления отключателями подачи топлива подавать управляющие сигналы, характеризующие тот или иной режим работы двигателя. Основными характерными показателями рассматриваемых режимов холостого хода и малых нагрузок являются нагрузка на двигатель и частота вращения коленчатого вала. Поэтому параметрами, задающими работу электронного блока, могут быть: частота вращения коленчатого вала, часовой расход топлива, индикаторное давление.

Таким образом, предложенная конструкция системы питания обеспечивает возможность отключения части цилиндров путем отключения подачи топлива отключателями, управляемыми электронным блоком. При правильной организации отключения части цилиндров на режимах холостого хода и малых нагрузок можно повысить экономические показатели двигателя до 20 % и снизить вредные выбросы в окружающую среду.

Система управления цилиндрами

Система управления цилиндрами представляет собой особую схему, которая при необходимости производит изменение рабочего объема двигателя. Для этого система временно отключает часть цилиндров двигателя. Такое конструктивное решение позволяет снизить расход топлива до 20% и уменьшить выделение вредных соединений в окружающую среду.

Система была разработана для типового режима, при котором максимально развиваемая мощность двигателя используется менее чем на 30%. Преобладающую долю времени, ДВС работает с минимальными нагрузками. Дроcсельная заслонка в таком режиме практически закрыта, но для работы, двигатель вынужден всасывать обычный объем воздуха, это приводит к снижению эффективности, по причине насосных потерь.

Система управления цилиндрами позволяет отключать часть цилиндров в режимах, когда двигатель работает на малых нагрузках. Чаще всего, данная система реализуется на двигателях с высокой мощностью, имеющих 6,8, 12 и более цилиндров.

Отключение цилиндра возможно при перекрытии к нему доступа воздуха, закрытии его впускного и выпускного клапанов, а также прекращении подачи топлива в него.

Современные ДВС имеют электромагнитные форсунки, управление которыми осуществятся электронной системой. Ввиду того, что данная система технически очень сложна, каждый из производителей видит ее реализацию по-своему. Из всех методов, мы выделим лишь три самых распространенных:

  • Внедрение специальных толкателей (система Multi-Displacement System, Displacement on Demand);
  • Система с отключением коромысла (системы Active Cylinder Control, Variable Cylinder Management);
  • Установка на коленвале кулачков различных форм.

Принудительное отключение нескольких цилиндров имеет свое преимущество, но в тоже время есть и недостатки. Это дополнительные нагрузки на работающие цилиндры, и избыточный шум.

Снижение уровня вибрации при работе двигателя призван обеспечить двухмассовый маховик. Уменьшение шума осуществляется выхлопной системой, состоящей из труб различных размеров и двух резонаторов.

Первоначально, система управления за работой цилиндров была реализована на автомобилях марки Cadillac в 1981 году. В ее состав входили специально изготовленные электромагнитные катушки. Они располагались на коромыслах. При подаче тока на катушку, она блокировала работу коромысла, клапана оставались закрытыми. Система позволяла отключать сразу пару расположенных напротив друг друга цилиндров. На приборной панели отображались данные о числе работающих в настоящее время цилиндров.

Активного распространения данная система не смогла получить, так как имела серьезные проблемы с подачей топлива во все цилиндры.

На смену вышеописанной системе пришла новая, под названием Active Cylinder Control, ACC. Она стала устанавливаться на автомобилях концерна Mercedes-Benz начиная с 1999 года. Клапана цилиндра блокировались при помощи специального коромысла, которое состояло из двух рычагов, соединенных между собой фиксатором. В режиме работы, фиксатор делал работу клапанов синхронной, но при его отключении каждый клапан работал самостоятельно. При этом под действием пружин они находились в закрытом состоянии. Фиксатор приводился в действие с помощью масла, находящегося под давлением, которое в свою очередь поступало или перекрывалось при помощи электромагнитного клапана. В момент отключения клапанов, перекрывалась подача и топливной смеси.

Чтобы во время отключения нескольких клапанов двигателя, звук его работы в системе выхлопа не изменялся, в нее устанавливался специальный клапан, который позволял регулировать сечение выпускного тракта.

Система Multi-Displacement System, MDS

Данное конструкторское решение устанавливается на модели компании Chrysler, Dodge, Jeep начиная с 2004 года. Отключение цилиндров происходит при ускорении автомобиля более 30кмч и числу оборотов в минуту — менее 3000.

В системе реализован специальный толкатель, который обеспечивает разъединение распредвала и клапана. При необходимости толкатель начинает воздействие от подаваемого к нему масла под давлением и выдавливает блокирующий штифт. За давление масла отвечает специальный электромагнитный клапан.

Displacement on Demand, DoD — аналогичная система, устанавливаемая на автомобили компании General Motors начиная с 2004 года.

Более совершенной является система от компании Honda под названием Variable Cylinder Management, VCM. Она устанавливается на автомобили с 2005 года. При равномерном движении автомобиля, система блокирует работу одного блока цилиндров, т.е. трех цилиндров из шести (двигатель V-образной конструкции). В случае, когда двигатель переходит с полной нагрузки на неполную мощность, система отключает два из шести цилиндров.

Исходя из своей конструкции, система VCM основана на работе системы изменения фаз газораспределения VTEC. В ней установлены коромысла, которые работают с полным согласованием с кулачками разных форм. Когда необходимо исключить из работы цилиндр, коромысла блокируются фиксатором.

Для наиболее эффективной работы данной системы, внедряются такие решения, как Active Engine Mounts. Оно позволяет регулировать уровень вибрации двигателя. Система активного шумоподавления Active Sound Control.

Работа системы ACT основана на изменениях фаз в ГРМ Valvelift System, которая до этого применялась на автомобилях компании Audi. Система работает благодаря кулачкам разной формы установленные на специальной муфте, которая может перемещаться. В двигателе имеется четыре блока, состоящих из кулачков и муфт. Их режим работы и перемещение определяются блоком управления двигателем.

Система отключения цилиндров двигателя. Вся правда.

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

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.

(12 голосов, средний: 4,25 из 5)

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.

Как работает деактивация цилиндра?

Я все еще улыбаюсь от того, что собираю 2007 Chevy Silverado 1500 LT 4×4 с расширенной кабиной. 146 000 миль на часах и 5,3-литровый двигатель V8.

Он имеет индикаторы для всего, что двигатель делает в нормальном режиме, одним из которых является режим, в котором он находится. Когда запрашивается мощность, он находится в режиме V8, а при движении накатом, торможении идет вниз по склону без ускорения и т. Д., Он находится в режиме V4. , Никогда не происходит заметного изменения ни вибрации двигателя, ни звука двигателя. Причина для этого очевидна, экономия топлива.

Мой вопрос: как отключить 4 цилиндра для экономии топлива без изменения звука или вибрации двигателя?

Я думаю, что искра, топливо и сжатие должны быть остановлены для этих цилиндров. Нет топлива или искры, поэтому ничего не потребляется, и это достаточно легко сделать. Это сжатие мне интересно.

Выхлопные клапаны как-то открыты? Но это изменит выхлопную ноту, я думаю. Как это сделать?

По ссылке @cory размещено описание из инструкции по эксплуатации. Просто переделайте, и я добавлю несколько изображений и дополнительную информацию.

Деактивация цилиндров достигается тем, что впускные и выпускные клапаны не открываются на выбранных цилиндрах с помощью специальных подъемников клапанов. Подъемники деактивации содержат подпружиненные стопорные штифты, которые соединяют внутренний корпус штифта подъемника с внешним корпусом. Корпус штифта содержит толкатель подъемника и седло толкателя, которое соединяется с толкателем. Внешний корпус контактирует с кулачком распределительного вала через ролик. В режиме V8 стопорные штифты выталкиваются силой пружины наружу, фиксируя корпус штифта и внешний корпус вместе, заставляя подъемник функционировать как обычный подъемник. Когда на режим V4 поступает команда ВКЛ, фиксирующие штифты вдавливаются внутрь под давлением моторного масла, направляемым от электромагнитных клапанов узла масляного коллектора клапана (VLOM). Когда корпус подъемного штифта разблокирован от внешнего корпуса, внутренний корпус штифта останется неподвижным, в то время как внешний корпус будет перемещаться вместе с профилем лепестка распределительного вала, в результате чего клапан остается закрытым. Один электромагнит VLOM управляет как впускным, так и выпускным клапанами для каждого деактивирующего цилиндра. В каждом отверстии подъемника деактивации цилиндра имеется 2 отдельных масляных канала, один для гидравлической регулировки высоты подъема подъемника и один для управления стопорными штифтами, используемыми для отключения цилиндра.

Хотя оба подъемника впускного и выпускного клапанов управляются одним и тем же соленоидом в VLOM, впускной и выпускной клапаны не отключаются одновременно. Дезактивация цилиндра рассчитана так, чтобы цилиндр находился в режиме впуска. Во время впускного действия кулачок впускного кулачка толкает толкатель клапана вверх, чтобы открыть впускной клапан против силы пружины клапана. Сила, действующая на пружину клапана, действует на боковые стопорные штифты подъемника, предотвращая их перемещение до тех пор, пока впускной клапан не закроется. Когда толкатель впускного клапана достигает основной окружности выступа распределительного вала, усилие пружины клапана уменьшается, что позволяет перемещать стопорные штифты, отключая впускной клапан. Тем не менее, когда дезактивация цилиндра подана на команду ON,

Посредством деактивации сначала выпускного клапана это позволяет захватить сгоревший воздух / топливный заряд или заряд выхлопного газа в камере сгорания. Захват выхлопных газов в камере сгорания будет способствовать снижению потребления масла, уровня шума и вибрации, а также выбросов выхлопных газов при работе в режиме V4. Во время перехода из режима V8 в режим V4 топливные форсунки будут отключены на деактивированных цилиндрах. Вторичное напряжение или искра системы зажигания все еще присутствуют на электродах свечи зажигания на деактивированных цилиндрах. Если все разрешающие условия выполнены и поддерживаются для операции деактивации цилиндра, калибровки ECM ограничат деактивацию цилиндра временем цикла 10 минут в режиме V4, а затем вернутся в режим V8 на 1 минуту.

Деактивация цилиндров (активное управление топливом)

Система управления двигателем General Motors Active Fuel Management при определенных условиях движения с малой нагрузкой способна обеспечить максимальную экономию топлива, отключив 4 из 8 цилиндров двигателей. Двигатель обычно работает на 8 цилиндрах в режиме V8 во время запуска, на холостом ходу и в условиях средней или тяжелой дроссельной заслонки. При поступлении команды ВКЛ модуль управления двигателем (ECM) будет направлять активную систему управления топливом и деактивировать цилиндры 1 и 7 на левом берегу и цилиндры 4 и 6 на правом берегу, форсируя режим V4. См. Описание системы смазки и Деактивация цилиндра (активное управление топливом).

Сборка масляного коллектора клапана подъемника

Узел масляного коллектора подъемника клапана прикреплен болтами к верхней части блока двигателя под узлом впускного коллектора. Масляный коллектор состоит из 4 электрически управляемых и нормально замкнутых соленоидов. Каждый соленоид направляет поток моторного масла под давлением в активные подъемники впускного и выпускного клапанов управления топливом. Клапан сброса давления масла в активном топливе, расположенный в масляном поддоне, регулирует давление масла в системе смазки и масляном коллекторе.

При выполнении условий активации для активной системы управления подачей топлива контроллер ЭСУД заземляет каждую цепь управления соленоидом в порядке очередности включения, позволяя току протекать через обмотки соленоида. Когда обмотки находятся под напряжением, электромагнитные клапаны открываются и направляют моторное масло под давлением через масляный коллектор клапана подъемника в 8 вертикальных каналов в блоке подъема блока цилиндров двигателя. 8 вертикальных каналов, по 2 на цилиндр, направляют масло под давлением в отверстия для подъема клапанов цилиндров, подлежащих дезактивации. Когда условия эксплуатации транспортного средства требуют возврата в режим V8, контроллер ЭСУД отключит цепь заземления для соленоидов, позволяя электромагнитным клапанам закрыться. Когда электромагнитные клапаны закрыты, оставшееся давление масла сбрасывается через выпускные каналы масляного коллектора клапана подъемника в крышку подъемника блока цилиндров. Корпус масляного коллектора имеет несколько проходов для удаления масла, которые непрерывно удаляют захваченный воздух из коллектора и блока двигателя.

Для контроля загрязнения в активной гидравлической системе управления топливом во входном масляном коллекторе масляного коллектора клапана подъемника установлен небольшой сменный масляный фильтр. Датчик давления масла контролирует давление масла в двигателе и выдает информацию в ECM.

Активные клапаны управления подачей топлива

При работе в режиме V8 активные толкатели клапанов управления топливом функционируют аналогично неактивным толкателям клапанов управления топливом. Соленоиды масляного коллектора системы управления активным топливом находятся в закрытом положении, и масло под давлением не направляется в толкатели клапанов. Толкатель перемещается вверх и вниз для приведения в действие коромысла и клапана. Подпружиненные стопорные штифты подъемника выдвинуты наружу и механически фиксируют корпус штифта на внешнем корпусе подъемника клапана.

Когда активная система управления топливом получает команду ВКЛ, ЕСМ направит соленоиды масляного коллектора на открытие и направит масло под давлением в толкатели клапанов. Масло проходит через масляный коллектор клапана подъемника и масляные каналы блока цилиндров двигателя и попадает во впускное отверстие клапана подъемника клапана.

При работе в режиме V4 масло под давлением выталкивает стопорные штифты внутрь. Толкатель остается в постоянном положении и не перемещается вверх и вниз. Наружный корпус подъемника движется вверх и вниз независимо от корпуса пальца. Пружина толкателя клапана удерживает натяжение компонентов клапанной системы, чтобы исключить шум клапанной системы.

Когда система активного управления топливом получает команду «ВЫКЛЮЧЕНО», контроллер ЭСУД направляет электромагнитные клапаны масляного коллектора на закрытие, останавливая подачу масла под давлением в толкатели клапанов. Давление масла внутри подъемника будет уменьшаться, и стопорные штифты будут перемещаться наружу, чтобы механически заблокировать корпус штифта и внешний корпус.

Блок двигателя

Блок двигателя управления активным топливом включает в себя дополнительные функции для поддержки работы системы управления активным топливом. Давление моторного масла направляется к узлу масляного коллектора подъемника клапана из масляного канала в задней части блока цилиндров. Каждый из цилиндров 1, 4, 6 и 7 имеет 2 вертикальных масляных канала в виде литых блоков. Вертикальные масляные каналы позволяют потоку масла из коллектора в отверстия для подъема клапана.

Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector