Автомобиль с отключаемыми цилиндрами (6 видео)

Можете ли вы себе представить, 8-цилиндровый двигатель с расходом топлива 10 литров на 100 километров, да и ещё и с половиной неработающих цилиндров? А, как насчет превращения 6-цилиндрового двигателя в 3-цилиндровый? Это простая идея, — деактивации цилиндров .

Это метод, используемый для создания двигателя с переменным рабочим объемом, который способен выдавать полную мощность большого двигателя — в условиях высоких нагрузок, а также экономию топлива, как в небольшом двигателе — для крейсерской работы. Отключение половины цилиндров, конечно-же не удваивает экономию топлива. Тем не менее, этот шаг улучшает её достаточно, чтобы существенно влиять на общую эксплуатационную стоимость, так как цены на бензин достигают, все более высоких уровней.

Периоды для деактивации цилиндров

При типичной лёгкой нагрузке двигателей с большим объемом (например, крейсерская нагрузка на трассе) используется только около 30% потенциальной мощности двигателя. В этих условиях дроссельная заслонка слегка приоткрыта, и двигатель выполняя большой объем работы, пытается засосать больше воздуха, для обогащения воздушно-топливной смеси, результатом этого и является неэффективное использование выработанной энергии.

В этой ситуации возникает краткосрочный вакуум между дроссельной заслонкой и камерой сгорания, и часть мощности которую выдает двигатель, используется не для продвижения автомобиля вперед, а для преодоления сопротивления, чтобы вытянуть воздух через небольшое отверстие и сопутствующее вакуумное сопротивление. То есть когда поршень заканчивает первый такт, он не получает и половины нужного заряда воздуха.

Деактивация цилиндров при легкой нагрузке заставляет дроссельный клапан, полностью раскрываться и создавать постоянную мощность, что и позволяет двигателю «дышать» в полном объёме и уменьшая сопротивление поршней. В результате улучшается давление в камере сгорания, когда поршень приближается к верхней мертвой точке (ВМС) , перед воспламенением смеси. Лучшее давление в камере сгорания означает, что возникает более мощный и эффективный взрыв, который передает свою энергию опускающемуся цилиндру, который в свою очередь и вращают коленчатый вал.

Что, мы получаем? Улучшенный крейсерский пробег по трассе, а соответственно и экономия топлива.

Как, это всё работает? В двух словах, деактивация цилиндров удерживает впускные и выпускные клапаны в течение всех циклов, для определенного набора цилиндров в двигателе.

Переход между нормальной работой и деактивацией сглаживается незначительными изменениями времени зажигания, а также положениями дроссельной заслонки, которыми управляют сложные электронные системы управления.

В хорошо спроектированной и выполненной системе, переключение между обоими режимами является «бесшовным» — вы действительно не чувствуете никакой разницы, и можете узнать, что произошла дезактивация, только из показаний приборов.

Рассмотрим на примере двигателей Honda

Начиная с 2005 года, Honda применила к Odyssey, деактивационную технологию цилиндров Variable Cylinder Management ( VCM ), в своей 3,5-литровой версии i-VTEC двигателя V-6 .

Когда требуется высокая мощность, двигатель работал на всех 6 цилиндрах. Во время круиза и при небольшой нагрузке, 3 цилиндра находились на холостом ходу. Деактивированные цилиндры герметично закрывались на время, и к ним перекрывался доступ воздушно топливной смеси. В двигателе V-6 от Honda, технология VCM — имеет гидравлический контур состоящий из двух систем, каждая из которых способна обеспечивать давление, необходимое для приведения в действие синхронизирующего поршня, который отключает ненужные клапаны. Это было достигнуто путем разделения двух тандемных коромысел, которые работают с каждым клапаном, заставляя его оставаться закрытым.

Система контроля Honda, также регулирует положение дроссельной заслонки, скорость автомобиля и двигателя, а также выбор передач автоматической коробки передач, чтобы определить, требуется ли транспортному средству нагрузка или замедление. При холостом ходе этих трех цилиндров, система изменяет время зажигания, а также включает и отключает блокировку гидротрансформатора трансмиссии, для подавления тряски во время перехода между 6-ю и 3-мя, цилиндровыми режимами.

Позже модели Accord и Pilot, также получили системы дезактивации VCM .

Тем не менее, системы дезактивации не получают почти такого же внимания, как некоторые другие методы повышения экономии топлива, из-за своей не высокой эффективности и сложности.

Уважаемые гости — переходите на мой канал, кликнув — Pit Stop , ставьте лайки и не забывайте подписываться (это Вас ни к чему не обяжет, а Вы будете чаще встречать мои статьи в ленте Дзен), впереди ещё много нового и интересного!

Содержание

Двигатель с отключаемыми цилиндрами — отличная замена гибридам
Отключил пару цилиндров и сэкономил треть бака
Система отключения цилиндров. Отключаем и экономим
Каждый отключает по-своему
Деактивация цилиндров? Не всё так гладко
Автомобиль с отключаемыми цилиндрами
Принцип работы отключения цилиндров.
Технологии, направленные на изменения объема.
Плюсы и минусы данной технологии.
Заключение.
🎬 Видео

Видео:Отключение цилиндров двигателяСкачать

Двигатель с отключаемыми цилиндрами — отличная замена гибридам

В наше время, когда гибридные и электрические автомобили активно набирают популярность, двигатель с отключаемыми цилиндрами – фактически.

В наше время, когда гибридные и электрические автомобили активно набирают популярность, двигатель с отключаемыми цилиндрами – фактически последняя надежда для тех, кто неизменно верен автомобилям с бензиновым двигателем.

Читайте также: Измерение зазора поршень цилиндр

Вопреки всеобщему убеждению, владельцы Bentley или Audi с V8 всё-таки стараются экономить бензин! Конечно, если у вас Continental GT, вам остаётся просто смириться с расходом 23.5 литра на 100 километров и необъяснимо высоким транспортным налогом. И всё же есть выход для тех, кто по-прежнему предпочитает старые добрые автомобили на бензине: это двигатель с отключаемыми цилиндрами. Половина цилиндров отключается и переводится в «спящий режим», например, когда вы едва едете в пробке. Дело в том, что когда автомобиль движется с небольшой скоростью, давление в цилиндре ниже, если сравнивать с мчащимся автомобилем, это приводит к насосным потерям, так как двигатель просто тратит энергию на работу цилиндров, снижая, таким образом, эффективность. Здесь речь идёт именно о больших двигателях, ежедневном передвижении с низкой скоростью; у небольших городских автомобилей с 3-х или 4-х цилиндровыми двигателями давление внутри цилиндров будет значительно выше, а значит эффективнее.

При отключении цилиндров воздух через впускной коллектор будет поступать не ко всем цилиндрам. Чтобы это сделать, нужно одновременно перекрыть впускной и выпускной клапаны любого цилиндра, оставив его как бы изолированным. Выхлопные газы, оставшиеся в цилиндре, сначала сжимаются под давлением поршня, а затем давление уменьшается, при этом всё это время цилиндр был «неактивен» и энергии на него затрачено не было.

Можно запрограммировать блок управления двигателем, чтобы сократить объём поставляемого горючего к цилиндру на время его отключения и сделать более плавным и безопасным для силового агрегата переход к отключённым цилиндрам и обратно.

Первыми этот метод применили в компании Cadillac и Alfa Romeo, причём у первой двигатель V8 мог «превращаться» в V6 и далее в V4 благодаря отключению клапанов. Alfa Romeo же взяли обычный 4-х цилиндровый двигатель с возможностью отключения двух клапанов, но у них такая технология просуществовала только до 1983 года. Сейчас отличными примерами успешного использования этого метода являются двигатель M152 у CL63 AMG (V8-4) и Bentley Continental GT с двигателем W12, способным отключать половину цилиндров.

Компания Honda подошла к проблеме с другой стороны: там предлагают не отключать цилиндры, а изменять силу работы поршня, чтобы у разных цилиндров поршни работали на разную длину. Идея кажется интересной, но для начала им нужно воплотить её в жизнь хотя бы на двигателе мотоцикла.

В конечном итоге идея отключения цилиндров станет настоящим спасением для всех, кто не хочет пересаживаться на эко-автомобили или гибриды. Таким образом, все будут в плюсе, и автолюбители, и защитники окружающей среды: с отключением цилиндров уменьшается расход топлива автомобиля и, соответственно, количество вредных выбросов в атмосферу.

Видео:Забудьте всё что слышали про бензин! Это прорыв! Двигатель на нагретом бензопаре!Скачать

Отключил пару цилиндров и сэкономил треть бака

Здравствуйте! Наверняка, многие из вас, мои дорогие читатели, являются активными автолюбителями и часть своей жизни проводят за рулём. А если так, то вам будет интересно знать, что на некоторых двигателях есть такая система — система отключения цилиндров. Зачем она?

Заезжая каждый раз на заправку и обращая внимание на стоимость топлива, вы, возможно, задумывались о том, что было бы неплохо, если б автомобиль расходовал меньше этой драгоценной жидкости и позволял экономить.

Оказывается, этой мыслью озабочены не только владельцы машин, но и автопроизводители, поэтому технологии, позволяющие значительно снизить расход и увеличить эффективность моторов, появились ещё в середине ХХ века. А идея эта, как вы догадались, выключить часть цилиндров из работы, когда не нужна большая мощность.

Видео:Система отключения цилиндровСкачать

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.

Читайте также: Уаз не поступает бензин в цилиндры

Видео:Как работает двигатель внутреннего сгорания автомобиля?Скачать

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.

Видео:Система отключения цилиндров Audi Cylinder on demand которая базируется системе Audi valveliftСкачать

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.

Видео:РАЗОБРАЛИ ДВИГАТЕЛЬ ДО ЦИЛИНДРОВ - ЗАЧЕМ?Скачать

Автомобиль с отключаемыми цилиндрами

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

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

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

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

Принцип работы отключения цилиндров.

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

Читайте также: Отказывает цилиндр 2112 16 клапанов

Технологии, направленные на изменения объема.

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

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

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

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

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

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

Плюсы и минусы данной технологии.

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

Заключение.

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