Содержание [скрыть]
В течение многих лет специалисты, занимающиеся разработкой и эксплуатацией автомобильных двигателей, дискутируют о том, имеют ли практическое применение силовые агрегаты, оснащенные системами отключения цилиндров. В результате жарких споров они пришли к выводу, что такие механизмы целесообразно использовать только в двух случаях:
- при возникновении аварийных ситуаций;
- во время проведения диагностических работ, связанных с поиском неисправностей двигателей и/или тестированием их работоспособности.
Что касается отключения цилиндров автомобильных моторов с целью экономии горючего в процессе эксплуатации, то здесь мнения инженеров разделились.
Противники этой идеи, доказывая свою правоту, говоря что нецелесообразно, изготавливая сбалансированный силовой агрегат, затем оснащать его системой, которая способна снизить мощность. Они считают, что потребители, которых беспокоит проблема расхода топлива, могут выбрать себе автомобиль с двигателем, способным удовлетворить их требования.
Сторонники оснащения автомобильных моторов подобными системами доказывают, что в процессе эксплуатации транспортные средства функционируют с максимальной отдачей не больше 30% рабочего времени. Все остальное время моторы работают с неполной нагрузкой, что характеризуется повышенными потерями.
Несмотря на имеющиеся разногласия, практически все ведущие производители автомобильных моторов занимаются разработкой силовых агрегатов с системами отключения цилиндров.
Теоретически процесс отключения цилиндров очень прост — необходимо прекратить подачу топлива в них и закрыть впускные и выпускные клапаны газораспределительного механизма. Однако если перекрыть форсунки топливной системы мотора не составляет большого труда, то осуществить отключение клапанов достаточно сложно. И здесь все компании идут своим путем.
Немного истории
Впервые двигатели с системой, позволяющей отключать цилиндры в процессе эксплуатации, появился в 1981 году. Установлены они были на автомобилях Cadillac. Впускные и выпускные клапана на этих моторах закрывались электромагнитными катушками по команде, полученной от блока управления. Срабатывание катушек обеспечивало неподвижность клапанов.
В 1999 году аналогичная система появилась и на автомобилях Mercedes. Инженеры компании разработали оригинальные составные коромысла, части которых при срабатывании электромагнитного клапана разъединялись. При этом удерживались клапаны в закрытом состоянии специальными пружинами, а блок электронного управления прекращал подачу топлива в отключаемые цилиндры.
Концерн GM в 2004 году также оснастил ряд двигателей аналогичной системой, получившей название Displacement-on-Demand (рабочий объем по требованию). В них разъединение распределительного вала и соответствующих клапанов газораспределительного механизма происходит при помощи специальных толкателей.
Наиболее интересная конструкция была разработана конструкторами компании Honda в 2005 году. Система отключения цилиндров двигателя VCM (Variable Cylinder Management) самостоятельно отключает необходимое количество цилиндров при работе двигателя в различных режимах. Кроме того, она работает совместно с системой регулирования фаз и оснащена вспомогательными системами, которые:
- снижают вибрации силового агрегата;
- подавляют шум мотора в салоне.
Все разработанные в этот период (1981-2005) конструкции работали только с моторами, имеющими 6 или 8 цилиндров, объем которых составлял не менее трёх литров.
Современные системы
В настоящее время производители автомобильных моторов не прекратили работы по созданию эффективных систем отключения цилиндров и на 4-цилиндровых двигателях.
Интерес представляют разработки компаний:
- Volkswagen, выпустившей на рынок двигатель 1,4 TSI (модификация CPTA), оборудованный системой отключения двух цилиндров АСТ (мощность 140 л. с.);
- AUDI, специалисты которой разработали систему отключения цилиндров COD (Cylinder On Demand), используемую в различных типах силовых агрегатов — 1,4 TFSI COD, 4,0 TFSI COD и W12 COD;
- Mitsubishi, разработавшей собственную систему MD (Modular Displacement) для 4- и 6-цилиндровых силовых агрегатов.
Принцип действия
Принцип работы систем отключения цилиндров теоретически одинаков для всех и заключается в том, что в определенные цилиндры перестает подаваться топливо и воздух. Кроме того, для них прекращается и искрообразование. Достигается это следующим образом:
- впускные клапаны останавливаются в закрытом положении;
- выключается подача топлива через форсунки;
- отключаются цепи искрообразования;
- выпускные клапаны останавливаются в закрытом положении в тот момент, когда в цилиндрах находится отработанный газ.
Подключение отключенных цилиндров двигателя осуществляется на такте впуска. Это делается для того, чтобы деактивированные цилиндры начинали работать, освобождаясь от отработанных газов.
С работой механизма отключения цилиндров двигателя можно подробно ознакомиться, посмотрев видеоролик
