Система управления цилиндрами авто

История системы

В процессе эксплуатации авто находится в режиме максимальной мощности двигателя менее тридцати процентов времени. Т. е. двигатель по большой части работает при значительных насосных утратах и при малой нагрузке. Многоцилиндровые двигатели особенно подвергаются этому. Техническое отключение цилиндров производится остановкой подачи бензина и закрытием выхлопных и впускных клапанов. Так как выключить форсунки не является значительной проблемой, то выключить клапана не так просто. Тут все производители выбирают собственный путь.

Впервые в 1981 году эту систему начали устанавливать на авто марки Cadillac. Установленные на коромыслах специальные электромагнитные катушки осуществляли открытие и закрытие клапанов. По сигналу центра управления срабатывали катушки, тем самым обеспечивая коромысла неподвижностью.

Также эта система появилась на автомобилях Мерседес в 1999 г. В ней коромысла особой конструкции раскрывали клапана. Это была система из двух рычагов, объединенных друг с другом фиксатором в цельную конструкцию. Активировав систему, электромагнитные клапаны смещали фиксаторы и рычаги разъединялись, не имея способности влиять на клапана. В закрытом состоянии клапана сдерживались пружинами, а блок управления заканчивал подачу горючего в отключённые цилиндры.

На автомобилях концерна GM с 2004 г устанавливается система отключения цилиндров, в которой толкателем особой конструкции осуществляется разъединение клапана и распредвала. По сигналу центра управления срабатывает электромагнитный клапан и масло под давлением смещет блокирующий штифт, тем самым отключая толкатель.

Модификация от Honda

Honda в 2005 году использовала собственную систему управления цилиндрами Variable Cylinder Management, она на различных режимах может выключать различное число цилиндров. При спокойном движении при небольшой скорости выключается три цилиндра из шести. В переходном режиме с наибольшей мощностью и неполной нагрузкой система обеспечит работу четырёх цилиндров. Базу конструкции составляет распредвал с кулачками разной формы и коромысла. С помощью управляемого фиксатора при разных режимах работы коромысла выключатся или включатся. Система VCM работает с системой регулировки фаз и дополнена системами подавления шумов и снижения вибрации двигателя. Все вышеперечисленные системы использовались в моторах с большим количеством цилиндров.

Инженеры компании Volkswagen оборудуют четырёхцилиндровые бензинные моторы TSI объемом 1,5 литра системой выключения цилиндров при небольших нагрузках. Это заявление было опубликовано на страницах немецкого издания Focus.

Экономию топлива сможет улучшить система выключения двух из четырех цилиндров, она будет достигать от 1500 до 4000 оборотов в минуту. По данным изготовителя, среднее потребление топлива, благодаря данной системе, уменьшится приблизительно на 0,5 литра на сто километров пути, а практически при непрерывной скорости движения в 55-60 км\ч вполне возможно сэкономить около литра горючего. Радует, что процесс перехода двигателя из 1-го режима работы в иной режим будет абсолютно неприметным для водителя авто. Электроника всегда будет контролировать расположение педали газа, нажатие на тормозную педаль и нагрузку на двигатель, чтобы система не мешала динамичному вождению. Как ожидается, впервые четырех цилиндровые двигатели с возможностью деактивации половины цилиндров покажутся на хэтчбеке Golf седьмого поколения и на модификации Polo. Потом подобные двигатели станут возможными для автомобилей других марок, находящихся в производстве Volkswagen. На сегодняшний момент система выключения цилиндров предполагается для восьми цилиндровых турбо двигателей, какие ставятся на премиум машины Ауди S6, S7 и S8. В ней выключаются лишь впускные клапана.

Audi создала свою уникальную систему управления цилиндрами Cylinder on demand. Она основывается на фирменной системе контроля высоты подъема клапанов Audi valvelift. На восьми цилиндровых моторах используется Cylinder on demand, где система выключает четыре цилиндра и на "четверках", где из строя выводятся два цилиндра. Экономичность горючего сможет достичь до одного литра на сто км пробега.

Компания BMW для двигателя с шести цилиндрами создала особый способ выключения половины цилиндров, при этом прекращается подача бензина в первый, второй и третий цилиндры, а тем временем увеличивается подача горячего в остальные три цилиндра. Характерная черта этой системы - в выключенные цилиндры попадает отработанный газ, а не воздух, из-за этого в отключаемых цилиндрах удерживается хороший тепловой режим. Иностранные специалисты выяснили, что выключенные цилиндры напрямую работают как пневмо пружины. В сравнении с работой мотора на абсолютно всех 8 цилиндрах внутренние расходы топлива уменьшатся в полтора раза при работе 4 цилиндров. Известно, что если регулировать нагрузки путём выключения цилиндров, это дает возможность увеличить экономию топлива мотора до 40% при езде на холостом ходу, при движении по шоссе на 20% и в режиме спокойного разгона машины на 15%. При работе на не прогретом движке цилиндры не выключаются, а также при скорости меньше 45 километров в час.

Компания Ford разработала бензиновый двигатель с шести цилиндрами, в нём выключение цилиндров происходит при помощи электромагнитов, которые действуют на стрекозе выхлопных и впускных клапанов трёх цилиндров. В тоже время при помощи заслонок закрываются выхлопные и впускные каналы данных цилиндров. С помощью мини-ЭВМ, в которую поступает информация с датчиков перегрузки, частоты вращения и теплового режима работы мотора, а также данные об используемом передаточном отношении в коробки, производится управление электромагнитами. Деактивация цилиндров будет производиться при движении авто при скорости менее 80 километров в час.

Превосходства моторов с системой управления цилиндрами:

• увеличение экономии топлива (15-25%);
• уменьшается количество выбросов токсичных веществ в атмосферу (25-35%);
• уменьшаются насосные потери, улучшается наполняемость мотора свежим воздухом.

Недостатки системы:

• при включении режима деактивации цилиндров может нарушиться балансировка двигателя, это приводит к сильной пульсации и увеличению уровня шумов. При более точных расчетах балансировки двигателя, эта проблема решается, а также применяя шумопоглощающие материалы и гидравлические опоры;
• хоть использование данной системы уменьшит расходы на горючее, она также увеличит цену на изготовление такого мотора;
• малое увеличение массы авто.