Απενεργοποίηση κυλίνδρου και μετατόπιση του κινητήρα

Τι είναι η απενεργοποίηση κυλίνδρων; Είναι μια μέθοδος που χρησιμοποιείται για τη δημιουργία μιας μηχανής μεταβλητής μετατόπισης που είναι σε θέση να παρέχει την πλήρη ισχύ ενός μεγάλου κινητήρα υπό συνθήκες υψηλού φορτίου καθώς και την οικονομία καυσίμου ενός μικρού κινητήρα για κρουαζιέρα.

Στην τυπική οδήγηση ελαφρού φορτίου με μεγάλους κινητήρες εκτόπισης (π.χ. πλεύση αυτοκινητόδρομου), χρησιμοποιείται μόνο το 30% περίπου της πιθανής ισχύος ενός κινητήρα. Υπό αυτές τις συνθήκες, η βαλβίδα πεταλούδας είναι ελαφρώς ανοικτή και ο κινητήρας πρέπει να εργάζεται σκληρά για να τραβήξει αέρα μέσω αυτού. Το αποτέλεσμα είναι μια ανεπαρκής κατάσταση γνωστή ως απώλεια άντλησης. Σε αυτή την περίπτωση, συμβαίνει ένα μερικό κενό μεταξύ της βαλβίδας στραγγαλισμού και του θαλάμου καύσης - και κάποια από την ισχύ που παράγει ο κινητήρας δεν χρησιμοποιείται για να προωθήσει την οχήματος προς τα εμπρός, αλλά για να ξεπεραστεί η οπισθέλκουσα στα έμβολα και το στρόφαλο από την προσπάθεια να αντλήσει αέρα μέσω του μικρού ανοίγματος και της συνοδευτικής αντίστασης κενού στο γκάζι βαλβίδα. Μέχρι να ολοκληρωθεί ένας κύκλος εμβόλου, μέχρι το ήμισυ του δυναμικού όγκου του κυλίνδρου δεν έχει λάβει πλήρη ποσότητα αέρα.

Η απενεργοποίηση των κυλίνδρων με ελαφρύ φορτίο αναγκάζει τη βαλβίδα πεταλούδας να ανοίξει περισσότερο για να δημιουργήσει σταθερή ισχύ και επιτρέπει στον κινητήρα να αναπνέει ευκολότερα. Η καλύτερη ροή αέρα μειώνει την έλξη στα έμβολα και τις σχετικές απώλειες άντλησης. Το αποτέλεσμα είναι η βελτιωμένη πίεση του θαλάμου καύσης καθώς το έμβολο προσεγγίζει το άνω νεκρό σημείο (TDC) και ο μπουζί είναι έτοιμος να πυροδοτήσει. Η καλύτερη πίεση στο θάλαμο καύσης σημαίνει ότι μια πιο ισχυρή και αποδοτική φόρτιση ισχύος εξαερώνεται στα έμβολα καθώς σπρώχνουν προς τα κάτω και περιστρέφουν τον στροφαλοφόρο άξονα. Το καθαρό αποτέλεσμα; Βελτιωμένη χιλιομετρική διαδρομή οδικής κυκλοφορίας και πλεύσης.

Με λίγα λόγια, η απενεργοποίηση κυλίνδρων κρατά απλώς τις βαλβίδες εισαγωγής και εξαγωγής κλειστές σε όλους τους κύκλους για ένα συγκεκριμένο σύνολο κυλίνδρων στον κινητήρα. Ανάλογα με το σχεδιασμό του κινητήρα, η ενεργοποίηση της βαλβίδας ελέγχεται με μία από τις δύο κοινές μεθόδους:

• Για pushrod σχέδια-Όταν ζητείται η απενεργοποίηση του κυλίνδρου - οι υδραυλικοί ανυψωτήρες βαλβίδων καταρρέουν χρησιμοποιώντας ηλεκτρομαγνητικά βύσματα για να αλλάξουν την πίεση λαδιού που παραδίδεται στους ανυψωτήρες. Κατά την κατάρρευση τους, οι ανυψωτές δεν μπορούν να ανυψώσουν τους συρόμενους ωθητήρες τους κάτω από τους βραχίονες των βαλβίδων, με αποτέλεσμα βαλβίδες που δεν μπορούν να ενεργοποιηθούν και να παραμείνουν κλειστές.
• Για σχέδια καμπύλων, γενικά χρησιμοποιείται ζεύγος ταλαντευόμενων βραχιόνων για κάθε βαλβίδα. Ένα βράχο ακολουθεί το προφίλ έκκεντρου ενώ το άλλο ενεργοποιεί τη βαλβίδα. Όταν απενεργοποιείται ένας κύλινδρος, η πίεση λαδιού με ελεγχόμενη ηλεκτρομαγνητική βαλβίδα απελευθερώνει έναν πείρο ασφάλισης ανάμεσα στους δύο βραχίονες. Ενώ ένας βραχίονας ακολουθεί τον εκκεντροφόρο, ο ξεκλείδωτος βραχίονας παραμένει ακίνητος και δεν μπορεί να ενεργοποιήσει τη βαλβίδα.

Αναγκάζοντας τις βαλβίδες κινητήρα να παραμείνουν κλειστές, δημιουργείται ένα αποτελεσματικό «ελατήριο» αέρα μέσα στους απενεργοποιημένους κυλίνδρους. Τα παγιδευμένα καυσαέρια (από προηγούμενους κύκλους πριν απενεργοποιηθούν οι κύλινδροι) συμπιέζονται ως τα έμβολα κινούνται προς τα πάνω και κατόπιν αποσυμπιέζονται και ωθούν πίσω στα έμβολα καθώς επιστρέφουν προς τα κάτω Εγκεφαλικό. Επειδή οι απενεργοποιημένοι κύλινδροι είναι εκτός φάσης, (ορισμένα έμβολα κινούνται προς τα κάτω ενώ άλλα κινούνται προς τα κάτω), η συνολική επίδραση ισοδυναμεί. Τα έμβολα είναι στην πραγματικότητα απλά να πηγαίνουν μαζί για τη βόλτα.

Για να ολοκληρωθεί η διαδικασία, η παράδοση καυσίμου για κάθε απενεργοποιημένο κύλινδρο διακόπτεται με ηλεκτρονική απενεργοποίηση των κατάλληλων ακροφυσίων ψεκασμού καυσίμου. Η μετάβαση μεταξύ κανονικής λειτουργίας και απενεργοποίησης εξομαλύνεται με λεπτή αλλαγή στην ανάφλεξη και το χρονισμό του εκκεντροφόρου, καθώς και τη θέση της πεταλούδας, τα οποία όλα διαχειρίζονται με εξελιγμένο ηλεκτρονικό έλεγχο συστήματα. Σε ένα καλά σχεδιασμένο και εκτελεσμένο σύστημα, η εναλλαγή μεταξύ των δύο τρόπων λειτουργίας είναι απρόσκοπτη - πραγματικά δεν αισθάνεστε καμία διαφορά και πρέπει να συμβουλευτείτε τους μετρητές παύλας για να ξέρετε ότι συνέβη.

Διαβάστε περισσότερα σχετικά με την απενεργοποίηση του κυλίνδρου κατά την εργασία μας κατά την επανεξέταση του GMC Sierra SLT εύκαμπτο καύσιμο, και να δούμε την άμεση οικονομία καυσίμου που παράγει στη γκαλερί φωτογραφιών της δοκιμής GMC Sierra.