Как работают подключаемые цилиндры (4 видео)

При работе технологического оборудования, например станков, часто необходимо, чтобы гидропривод работал в режиме: быстрый подвод, рабочий ход, быстрый отвод. Реализовать эту схему без применения дополнительных насосов, гидроаккумуляторов можно, используя дифференциальное подключения гидроцилиндра.

Подключить по дифференциальной схеме можно гидроцилиндр двухстороннего действия, из-за разницы эффективных площадей его также называют дифференциальным, обычно рекомендуется использовать цилиндр с соотношением эффективных площадей 2:1, однако от этого соотношения, при необходимости, можно отклониться.

Для подключения гидроцилиндра по дифференциальной схеме и получения нужного цикла работы потребуется специальный трехпозиционный распределитель.

В крайних положениях, распределитель будет соединять напорную линию с одной из полостей гидроцилиндра, а другую — с линией слива, а вот в нейтральном положении распределитель соединить обе полости цилиндра с напорной линией, это и позволит реализовать дифференциальную схему.

На рисунке показана схема гидропривода с возможностью подключения гидроцилиндра по дифференциальной схеме.

Насос Н1 подает жидкость из бака, давление в системе ограничено настройкой предохранительного клапана КП1, для регулировки расхода применяется двухлинейный регулятор РР1. Жидкость от насоса, через регулятор поступает на вход распределителя Р1, к которому подключен гидроцилиндр ГЦ1 двухстороннего действия с соотношением эффективных площадей 2:1.

Содержание

Работа гидропривода при дифференциальном подключении
Реализация режима работы: быстрый подвод, рабочий ход, быстрый отвод
Быстрый подвод
Рабочий ход
Быстрый отвод
Система отключения цилиндров двигателя. Вся правда.
Конструктивные особенности
Так сколько можно сэкономить?
Схема работы
Минусы
Система управления цилиндрами двигателя
Как появилась системы отключения цилиндров
С чего состоит система управления цилиндрами
Как работает отключение цилиндров двигателя
Плюсы и минусы системы управления цилиндрами
🎦 Видео

Видео:Отключение цилиндров двигателяСкачать

Работа гидропривода при дифференциальном подключении

Рассмотрим как будет работать гидравлический привод при нахождении золотника распределителя в нейтральном положении. Жидкость от насоса будет поступать в обе полости гидроцилиндра, других путей для нее нет, давление в системе будет расти. Рассмотрим, его действие на эффективные площади гидроцилиндра.

Сила определяется как произведение давления эффективную площадь. Усилие действующее со стороны поршневой полости будет равно:

Учитывая, что эффективная площадь со стороны штока в два раза меньше, то значит усилие действующее со стороны штоковой полости будет определяться как:

Получается, что сила, действующая со стороны поршня в два раза больше, и поршень со штоком будут вынуждены начать движение, перемещаясь вправо (по схеме). При этом движении жидкость будет вытесняться из штоковой полости. Так как давление на выходе насоса выше, чем на входе гидроцилиндра (из-за гидравлических потерь), то у жидкости находившейся в поршневой полости нет иного пути, кроме как поступление в поршневую полость цилиндра.

Расход поступающий в поршневую полость будет определяться как:

Чем выше расход, тем быстрее будет заполняться полость, и тем выше будет скорость перемещения поршня.

Следует, понимать, что увеличение скорости при дифференциальном подключении, было получено за счет значительного снижения итогового усилия гидроцилиндра. Усилие которое сможет преодолеть гидроцилиндр, подключенный по дифференциальной схеме будет определяться как:

Видео:Порядок работы цилиндров в рядном 4 цилиндровом двигателеСкачать

Реализация режима работы: быстрый подвод, рабочий ход, быстрый отвод

Мы рассмотрели работу гидроцилиндра при его подключении по дифференциальной схеме, разберемся как, будет работать гидропривод в режиме быстрый подвод, рабочий ход, быстрый отвод.

Быстрый подвод

Золотник распределителя находится в нейтральной позиции, гидроцилиндр подключается по дифференциальной схеме, его шток выдвигается с повышенной скоростью и сниженным усилием.

Рабочий ход

Распределитель переключается в правую позицию, жидкость от насоса поступает в поршневую полость, а из штоковой полости — направляется на слив, шток гидроцилиндра гидроцилиндр движется с высоким усилием и малой скоростью. Выполняется технологическая операция.

Быстрый отвод

Распределитель переключается в левое положение.

Жидкость от насоса поступает в штоковую полость, а поршневая полость соединяется со сливом, шток гидроцилиндра начинает втягиваться. Так как объем штоковой полости меньше, чем поршневой, то при той же подаче насоса, шток гидроцилиндра будет двигаться быстрее.

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

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

«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.

Читайте также: Расположение цилиндров 2gr fse

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.

Видео:Рядный трехцилиндровый двигатель в плоской анимацииСкачать

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.

Видео:Порядок работы цилиндров двигателяСкачать

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.

Видео:Что если, ИЗМЕНИТЬ ПОРЯДОК РАБОТЫ ЦИЛИНДРОВ 1-2-3-4 (вместо 1-3-4-2)Скачать

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.

Видео:как замерить выработку поршня и цилиндраСкачать

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.

Читайте также: Цилиндр фигура в рисунке

3) Ремонт и запчасти. Как вы поняли отремонтировать намного сложнее и дороже, также найти запчасти сложно, под заказ и ждать до нескольких месяцев.

4) В случае поломки, может не работать половина мотора, ездить на таком авто неудобно, нужно ставить на стоянку.

5) Последнее что хочется отметить это сложность конструкции балансировки. Здесь применяется множество подушек, подпоров и т.д. За ними также нужно следить, потому как если они выйдут из строя работа такого мотора будет неравномерной!

В заключении хочется сказать, что многие производители опять начали разработку в этой области потому как направление перспективное. Представьте, что будете экономить на 30% меньше топлива по пробкам и в городе! Тут как говориться есть над чем подумать.

НА этом заканчиваю, искренне ваш АВТОБЛОГГЕР.

(15 голосов, средний: 4,40 из 5)

Видео:Пятицилиндровый рядный двигатель в плоской анимацииСкачать

Система управления цилиндрами двигателя

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

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.

Видео:Микрометр и нутромер. Как измерить цилиндры?Скачать

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.

Видео:Зачем на стенках цилиндров нового двигателя наносят царапины. Хонингование, что этоСкачать

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.

Видео:Что такое хонингование цилиндров двигателя? Особенности, как делается и для чего нужно?Скачать

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.

Читайте также: Показания компрессии в цилиндрах двигателя змз 409

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.

Видео:Хон или зеркало? Научно-практический коментарийСкачать

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):