Obsah článku:
- Vznik systému
- Mechanismy a zařízení
- Princip činnosti a typ systémů
- Proti a pro
Automobilová automatizace a úspora paliva jsou téměř nejdůležitější oblasti, ve kterých působí mnoho výrobců. Jedním příkladem úspory paliva je moderní systém řízení válců motoru nebo také známý jako vypnutí motoru. Bez ohledu na název je principem úspora paliva, ale jako každý mechanismus existují klady a zápory.
Jak došlo k vypnutí systému válců?
Platí staré pravidlo, že čím větší je zdvihový objem motoru a čím vyšší je točivý moment, tím více koní je pod kapotou, ale podle toho je nenasytný. V dnešní době tento vzorec vždy nefunguje a malý motor může být žravější než velký. Příkladem úspory paliva a snížení emisí je systém řízení agregátu válce.
Hlavním účelem řídicího systému válců (ACC - Active Cylinder Control) je změnit pracovní objem jednotky vypnutím některých válců během provozu. Podle předběžných údajů je spotřeba paliva asi 20%, zatímco škodlivé emise spolu s výfukovými plyny jsou výrazně sníženy.
Důvodem pro vývoj systému řízení válců je typický provozní režim stroje. Často je maximální výkon jednotky využíván až 30-40% po celou dobu provozu. Toto je hlavní indikátor toho, že motor vždy běží s částečným zatížením. Škrticí ventil je zpravidla mírně otevřený, jednotka neustále nasává vzduch pro provoz. V důsledku toho získáme čerpací ztráty (provoz při volnoběhu) a další snížení účinnosti jednotky.
Každý výrobce, který implementuje tento systém, vyvíjí nebo upravuje stávající mechanismy svým vlastním způsobem, přirozeně a nazývá systémy odlišně. Ale přesto, ať tomu říkáte cokoli, hlavní princip práce a účel budou stejné.
Co je to řídicí systém válců
Systém ovládání válců funguje ve většině případů na víceválcových, výkonných motorech (obvykle 6, 8 nebo 12 válců). Právě jejich práce je při lehkém zatížení neefektivní, zejména při jízdě po městě.
První zmínky o systému byly v roce 1981 na vozech Cadillac. Mechanismus byl založen na elektromagnetických cívkách, které byly instalovány na vahadlech. Elektronika byla ovládána speciální elektronickou jednotkou. V důsledku ovládání se vahadla zastavila a ventily zůstaly zavřené kvůli mrtvému sevření pružin. V hlavě válců byly zpravidla vypnuty protilehlé páry válců motoru. Abychom porozuměli řidiči, kolik válců pracuje a zda jsou v dobrém provozním stavu, byly na palubní desce zobrazeny informace. Systém však nebyl rozšířen, došlo k problémům s dodávkou paliva i s vypnutím.
Moderní systém řízení válců je tedy založen na nejméně třech hlavních součástech - elektronice, řídicí jednotce a mechanické části, která válce ovládá.
Jak funguje vypnutí motoru válce
Samotný název: vypnutí válců naznačuje, že mechanismus nebude jednoduchý, protože zpočátku je jednotka srdcem stroje. Po neúspěšném experimentu v roce 1981 byl v roce 1999 do společnosti Mercedes-Benz nainstalován upravený systém řízení válců s názvem Active Cylinder Control (ACC). Ventily válců byly uzavřeny vahadlem zvláštního tvaru, sestávalo ze dvou pák, které jsou navzájem spojeny svorkami. V pracovní poloze byly spojeny v jeden celek.
Pokud bylo nutné válec odpojit, západky uvolnily spojení a každé z vahadel se mohlo pohybovat samostatně. Stojí za zmínku, že ventily byly uzavřeny pod vlivem pružin. Kvůli tlaku oleje se svorky pohybovaly a tlak se nastavoval díky speciálnímu elektromagnetickému ventilu. V důsledku tak komplikovaného schématu již nebylo palivo dodáváno do válce.
Inženýři Mercedes-Benz nejen vylepšili systém ovládání válců, ale také přišli s tím, že charakteristický zvuk výfukového systému silného motoru se nemění. K tomu, když jsou válce vypnuty, nainstalovali elektronicky ovládaný ventil, který může měnit velikost výfukové cesty. Vypnutí válců tedy nezměnilo charakteristický, drsný zvuk výfukového systému.
Systém MDS (Multi-Displacement System) byl více vylepšen, od roku 2004 je instalován na vozy Jeep, Dodge a Chrysler. Limity provozu řídicího systému válců jsou od 30 km / h, ale když frekvence klikového hřídele nepřesáhne 3000 ot / min. Systém MDS není dostatečně jednoduchý, používá posunovač zvláštního tvaru. Pokud je to nutné, zajišťuje odpojení ventilu a vačkového hřídele. Inženýři spočítali, že ve správný čas je do tlačného zařízení pod tlakem přiváděn olej, čímž se vytlačuje zajišťovací čep. Tím je posunovač odstraněn z provozního stavu. Tlak oleje je monitorován a nastavován pomocí elektromagnetického ventilu. Druhým systémem pro deaktivaci válců jednotky od General Motors je Dod (Displacement on Demand), který vychází z předchozího systému. Od roku 2004 je systém instalován na vozidlech GM. Japonští inženýři ve vývoji nijak nezaostali, v roce 2005 začala Honda používat systém VCM (Variable Cylinder Management). Obvykle je systém nainstalován na motoru ve tvaru V. Během stabilní jízdy při nízké rychlosti systém VCM automaticky deaktivuje jeden blok válců (například 3 ze 6 k dispozici). Pokud dojde k přechodu z maximálního zatížení na neúplný, systém ponechá čtyři válce ze 6 pracovních.
VCM je založen na systému VTEC. Hlavní částí jsou vahadla, která pracují v tandemu s vačkami různých tvarů. V případě potřeby se vahadla vypnou nebo zapnou díky uzamykacímu mechanismu západek. Aby se zlepšil výkon motoru, vyvinula dvojice systémy AEM (Active Engine Mounts), které regulují množství vibrací motoru. Systém ASC (Active Sound Control) - navržený pro snížení hluku, vás zbaví nežádoucího hluku v autě.
Pokrok se na jednom místě nezastavil a Volkswagen provedl v roce 2012 vlastní změny vývojem systému ACT (Active Cylinder Technology). Cíl pro instalaci 1,4litrové motorové oceli TSI. Ovládání válců motoru pracuje mezi 1400 a 4000 otáčkami za minutu, čímž se deaktivují dva ze čtyř válců. Část návrhu systému ACT přešla na automobily Audi, na technologii časování ventilů Valvelift System. Pro práci se používají vačky různých tvarů, všechny bez výjimky jsou umístěny na posuvné spojce podél vačkového hřídele.
Spojka a vačky tvoří takzvaný blok vaček, v motoru jsou čtyři bloky, dva na výfukovém hřídeli a dva na sání. Vačkové bloky jsou ovládány čtyřmi akčními členy. K pohybu bloků slouží tyč, která klouže po spirálovité drážce hlavního bloku. Všechny příkazy ke změně jsou přenášeny z řídicí jednotky motoru.
Jak vidíte, povrchně popsaný systém je ve skutečnosti mnohem komplikovanější. Úspora paliva s přítomností systému řízení válců motoru je výrazně patrná, ale náklady na takové motory jsou mnohem vyšší.
Klady a zápory systému řízení válců
Jako každý mechanismus, i systém řízení válců motoru má svá pro a proti.Za plus je nepochybně považována úspora paliva a menší opotřebení motoru. Ale na druhou stranu se jedná o dodatečnou zátěž motoru, nežádoucí hluk a vibrace.
Aby se zabránilo zatížení jednotky, výfukové plyny zůstávají v odpojených pístech, které zůstaly z předchozích provozních momentů. Plyny jsou tedy během činnosti pístu stlačovány a při pohybu dolů tlačí na píst. Tento cyklus poskytuje rovnici tlaku a síly. Nicméně nejmenší závada slitiny může vést k nejvíce neočekávaným důsledkům, proto je během opravy nutné instalovat pouze originální díly a provádět opravy na specializovaných značkových servisních místech.
Kromě zatížení motoru se vibrace také zvyšují v důsledku nerovnoměrného zapalování paliva v motoru. Inženýři se rozhodli instalovat speciální uložení motoru na základě hydrauliky a dvouhmotového setrvačníku. Ve výfukovém systému dochází k potlačení hluku a vibrací, pro tento účel jsou vybrány trubky speciální délky, jsou použity dva tlumiče, obvyklý zadní a další přední tlumič, spárovaný s rezonátory různých velikostí.
Na moderních automobilech je nainstalován systém řízení válců motoru, ale stále si ponechává právo volby pro kupujícího, ať už to potřebuje nebo ne. Protože hlavní věcí není dostupnost, ale budoucnost jejích služeb. Cena za opravu takového motoru je dvakrát vyšší než za analog bez systému.
Provoz systému na Hondě Accord:
Provoz systému ACT na motorech Volkswagen:
