Автомобили с деактивацией цилиндров

Автомобили с деактивацией цилиндров — машины с двигателем, способным временно отключать часть цилиндров для снижения расхода горючего. Дополнительно механизм способствует снижению выбросов при низкой нагрузке. Несмотря на действие устройства,мощность мотора сохраняется и возвращается к прежнему уровню при повышении нагрузки.

Как правило, технология деактивации применяется на ДВС с большим числом цилиндров (V6, V8). Ставитсяна бензиновых и на дизельных ДВС. Ниже рассмотрим, в чем особенности устройства, как оно работает, и какие плюсы имеет.

Потребность в деактивации цилиндров

Необходимость монтажа обусловлена стремлением повысить топливную экономичность и экологичность ДВС без потери производительности.
Актуальность перехода объясняется следующими нюансами:

• Ужесточение норм выбросов. Все больше стран вводят строгие лимиты на вредные элементы, которые попадают в атмосферу. Деактивация цилиндров позволяет уменьшить уровень CO2 и иных загрязнителей.
• Снижение зависимости от ископаемого топлива. Мир стремится к переходу на безопасные виды энергии. Технологии, способствующие экономии горючего, считаются важным шагом в этом направлении.
• Повышение стоимости на энергоносители. Рост цен на бензин и ДТ стимулирует поиск способов уменьшить траты на эксплуатацию.
• Конкуренция на рынке. Производители авто постоянно ищут новые способы привлечь покупателей. Применение технологий, позволяющих снизить расходы, является составляющей успеха.
• Развитие электроники. Новые авто оснащены мощными ЭБУ мотора. Это дает возможность применять сложные алгоритмы, позволяющие управлять деактивацией цилиндров.
• Усовершенствование материалов. Новые устройства и технологии позволяют создавать моторы с меньшим весом и большей прочности. В комплексе это позволяет добиться больших результатов.

Практика применения устройства деактивации цилиндров несет следующие плюсы:

• Экономия топлива. При низкой нагрузке, к примеру, движении на постоянной скорости или ХХ, ДВС использует только часть мощности. Деактивация отключает лишние цилиндры, снижая количество сжигаемого топлива.
• Уменьшение выбросов углекислого газа. За счет работы меньшего числа цилиндров ДВС потребляет меньше горючего. Как результат, количество вредных веществ значительно падает.
• Оптимизация работы. Новые машины проектируются с учетом разной сложности работы. Деактивация цилиндров позволяет работать в более эффективных режимах при частичных нагрузках и с улучшением общего КПД.
• Соответствие стандартам в сфере экологичности. Нормы Евро-6 или аналогичные требуют минимизации выбросов. Технология деактивации помогает производителям ДВС соответствовать стандартам.
• Повышение конкуренции. Для гибридов и авто с турбированными ДВС рациональное применение ресурсов имеет решающее значение.
• Снижение износа. Отключение цилиндров позволяет повысить ресурс силового агрегата. Это происходит за счет «отдыха» цилиндров во время небольшой нагрузки ДВС.
• Уменьшение шума и вибраций. В некоторых режимах деактивация цилиндров делает движение на авто более комфортным.

Важно

Технология деактивации считается одним из лучших решений. Она направлена на улучшение баланса между экономией и улучшениями в сфере экологии. Такой подход наиболее эффективен при движении по ровной дороге или перемещении в городе с частыми остановками.

Техническая реализация отключения цилиндров

Деактивацию цилиндров сложно назвать простым процессом, ведь он требует четкого взаимодействия разных механизмов. В качестве «мозга» примеряется ЭБУ, который принимает решение об отключении тех или иных цилиндров. Саму работу проделывает узел управления клапанами. Он временно блокирует подачу воздуха и выпуск отработанных газов.
Здесь применяются разные варианты:

1. соленоиды (электромагнитные приводы) — управляют движением клапанов, отключают их при необходимости.
2. гидроузлы — используют давление масла для изменения положения кулачков распредвала;
3. системы VTEC или VVL — корректируют режим работы клапанов с учетом нагрузки.

Процесс деактивации может проходить несколькими способами:

1. Выключение горючего. Форсунки в отключаемых цилиндрахне подают топливо. Это контролируется узлом управления двигателем (ECU), которая отслеживает нагрузку, обороты и иные параметры.
2. Блокирование клапанов. Механизм предусматривает блокирование входов и выходов. При этом подача горючего и выпуск газов не осуществляется.
3. Комбинирование методов. Предусматривает применение сразу двух систем — выключение подачи горючего и клапанная блокировка.

Для защиты от вибраций и дисбаланса применяются разные методы:

1. активные подушки ДВС, которые компенсируют вибрации;
2. балансировочные валы — помогают сохранить плавность работы;
3. регулировка момента зажигания в оставшихся активными цилиндрах — меняет угол зажигания для равномерной работы.

Как отмечалось, ключевую роль в работе играет ЭБУ. Он анализирует базовые параметры: текущая нагрузка, скорость, позиция дросселя, температура ДВС. Узел в комплексе анализирует показатели и решает — можно ли остановить цилиндр или нет.

Когда нагрузка на ДВС возрастает, отключенные цилиндры вновь активируются. Это происходит крайне быстро и без значительных задержек. Причина — синхронизация узлов управления клапанами, подачи горючего и момента зажигания.

Экономия при деактивации

Точные показатели экономии при деактивации цилиндров зависят от ряда факторов:

• Модель и марка машины. Различные авто и производители устанавливают индивидуальные узлы деактивации цилиндров и достигают различной экономии.
• Стиль. Спокойное и плавное вождение способствует большей экономии по сравнению с агрессивным.
• Тип трассы. Городской цикл с частыми остановками и разгонами приводит к меньшей экономии по сравнению с загородной трассой.
• Тип ДВС. Бензиновые и дизельные двигатели с деактивацией цилиндров показывают разные параметры экономичности.
• Настройки. Производители, как правило, задают установкиустройства по-разному.В среднем авто с деактивацией цилиндров показывают экономию топлива от 5% до 15%.Этот показатель легко увидеть, если провести сравнение с машинами без такого устройства.

Считается, что деактивация цилиндров делает машину менее мощной.

Это не так. Современные системы позволяют переключаться между режимами работы практически мгновенно. При этом они не вызывают заметных провалов мощности. Еще один миф в том, что деактивация усложняет конструкцию ДВС и снижает надежность. По факту новые устройства почти не ломаются и не требуют особого ТО.

Система деактивации Mercedes-Benz CLS63 AMG и S63 AMG

В автомобилях Мерседес CLS63 AMG и S63 AMG инженеры реализовали систему деактивации цилиндров. Она повышает эффективность работы мотора V8 и снижает расход. Технология отключает цилиндры 2, 3, 5 и 8 в режиме частичной нагрузки. При этом падаетобъем потребляемого топлива без ущерба для производительности.

Устройство деактивации запускается при выборе режима вождения «Комфорт» и работает в широком диапазоне оборотов ДВС — от 1000 до 3250 об/мин. Это гарантирует получение оптимальной экономичности в повседневных условиях эксплуатации: движение в городе или на малых скоростях.

Ключевой особенностью является плавная работа системы. Переход между режимами работы ДВС с 4-х на 8 цилиндров и обратно происходит быстро и беззадержек. При этом изменения в моменте также не наблюдаются. Это гарантирует высокий уровень комфорта для водителя и пассажиров. Что касается динамики и управляемости авто, они также остаются неизменными.

На панели приборов предусмотрен специальный дисплей, который информирует о текущем состоянии узла деактивации цилиндров. На экране отображается, работает ли ДВС в режиме с 4-мя или 8-ю цилиндрами. Это позволяет водителю быть в курсе работы технологии и адаптировать стиль вождения для повышения экономичности.

Заключение

Рассматриваемая технология направлена на временное отключение части цилиндров ДВС при небольших нагрузках. Цель достигается путем прекращения подачи горючего и воздуха в неактивные цилиндры. Главной задачейсистемы является снижение «прожорливости» и уменьшение вредных выбросов.

Технология особенно эффективна при равномерном движении и небольших оборотах силового агрегата. В таких случаях полная мощность не требуется. Современные системы деактивации цилиндров работают плавно и практически незаметно для водителя.