Cylinderdeaktivering og variabel motorforskydning

Hvad er cylinderdeaktivering? Det er en metode, der bruges til at oprette en variabel forskydningsmotor, der er i stand til at levere den fulde effekt af en stor motor under høje belastningsforhold samt brændstoføkonomien for en lille motor til cruising.

I typisk let lastkørsel med store forskydningsmotorer (f.eks. Krydstogt på motorvejen) bruges kun ca. 30 procent af en motors potentiale. Under disse omstændigheder er gasspjældventilen kun let åben, og motoren skal arbejde hårdt for at trække luft gennem den. Resultatet er en ineffektiv tilstand kendt som pumpetab. I denne situation opstår der et delvist vakuum mellem gasspjældsventilen og forbrændingsrummet - og noget af den kraft, som motoren fremstiller, bruges til ikke at drive motoren køretøj fremad, men for at overvinde trækket på stemplerne og sveiven fra at kæmpe for at trække luft gennem den lille åbning og den tilhørende vakuummodstand ved gashåndtaget ventil. På det tidspunkt, hvor en stempelcyklus er afsluttet, har op til halvdelen af ​​den potentielle volumen af ​​cylinderen ikke modtaget fuld luftladning.

Deaktivering af cylindre ved let belastning tvinger gashåndventilen til at åbnes mere fuldstændigt for at skabe konstant kraft og gør det muligt for motoren at trække vejret lettere. Bedre luftstrøm reducerer træk på stemplerne og de tilhørende pumpetab. Resultatet er forbedret forbrændingskammertryk, når stemplet nærmer sig top dead centre (TDC), og tændrøret er ved at affyre. Bedre forbrændingskammertryk betyder, at en kraftigere og effektiv strømladning løsnes på stemplerne, når de skyder nedad og roterer krumtapakslen. Nettoresultatet? Forbedret motorvej og cruisebrændstof kilometertal.

I et nøddeskal holder cylinderdeaktivering simpelthen at holde ind- og udstødningsventiler lukket gennem alle cyklusser for et bestemt sæt cylindre i motoren. Afhængigt af motorens design styres ventilaktivering ved hjælp af en af ​​to almindelige metoder:

• Til pushrod design—Når der kræves cylinderdeaktivering — de hydrauliske ventilløftere kollapses ved hjælp af solenoider til at ændre det olietryk, der leveres til løfterne. I deres kollapsede tilstand er løfterne ikke i stand til at løfte deres ledsagende skubbe under ventilvippearmene, hvilket resulterer i ventiler, der ikke kan aktiveres og forbliver lukkede.
• Til overhead cam designgenerelt anvendes et par aflåste vippearme til hver ventil. Den ene rocker følger kamprofilen, mens den anden aktiverer ventilen. Når en cylinder deaktiveres, frigøres magnetstyret olietryk en låsestift mellem de to vippearme. Mens en arm stadig følger kamakslen, forbliver den ulåste arm bevægelsesfri og ikke i stand til at aktivere ventilen.

Ved at tvinge motorventilerne til at forblive lukket, skabes en effektiv "fjeder" af luft inde i de deaktiverede cylindre. Fangede udstødningsgasser (fra tidligere cykler, før cylindrene blev deaktiveret) komprimeres som stempler kører på deres opstrækning og dekomprimeres derefter og skubber tilbage på stemplerne, når de vender tilbage på deres nedadgående retning slag. Da de deaktiverede cylindre er ude af fase (nogle stempler kører op, mens andre kører ned), udjævnes den samlede effekt. Stemplerne kører faktisk bare med på turen.

For at afslutte processen afbrydes brændstofleveringen for hver deaktiveret cylinder ved elektronisk at deaktivere de passende brændstofindsprøjtningsdyser. Overgangen mellem normal drift og deaktivering udjævnes af subtile ændringer i antændelse og kamaksel-timing såvel som gashåndtering, som alle styres af sofistikeret elektronisk kontrol systemer. I et godt designet og udført system er skiftet frem og tilbage mellem begge tilstande sømløs - du føler virkelig ikke nogen forskel og er nødt til at konsultere instrumentpanelerne for at vide, at det er sket.

Læs mere om cylinderdeaktivering på arbejdet i vores gennemgang af GMC Sierra SLT flex-fuel, og se den øjeblikkelige brændstoføkonomi, den genererer i GMC Sierra testkørsel fotogalleri.