Il contenuto dell'articolo:
- L'emergere del sistema
- Meccanismi e dispositivo
- Il principio di funzionamento e il tipo di sistemi
- Pro e contro
L'automazione automobilistica e il risparmio di carburante sono quasi le aree più importanti in cui operano molti produttori. Un esempio di risparmio di carburante è il moderno sistema di gestione dei cilindri del motore, noto anche come arresto del motore. Indipendentemente dal nome, il principio è il risparmio di carburante, ma, come ogni meccanismo, ci sono pro e contro.
Come sono comparsi i sistemi di chiusura del cilindro
La vecchia regola è che maggiore è la cilindrata del motore e maggiore è la coppia, più cavalli sotto il cofano, ma, di conseguenza, è goloso. Al giorno d'oggi, questo schema non funziona sempre e un motore piccolo può essere più vorace di un motore grande. Un esempio di risparmio di carburante e riduzione delle emissioni è considerato un sistema di controllo dell'aggregato dei cilindri.
Lo scopo principale del sistema di controllo dei cilindri (ACC - Active Cylinder Control) è modificare il volume di lavoro dell'unità spegnendo alcuni cilindri durante il funzionamento. Secondo i dati preliminari, il risparmio di carburante è di circa il 20%, mentre le emissioni nocive insieme ai gas di scarico sono notevolmente ridotte.
Il motivo per lo sviluppo di un sistema di controllo del cilindro è la modalità operativa tipica della macchina. Spesso, la potenza massima dell'unità viene utilizzata fino al 30-40% per l'intero periodo di funzionamento. Questo è l'indicatore principale che il motore funziona sempre a carico parziale. Di norma, lo sportello dell'acceleratore è leggermente aperto, l'unità aspira costantemente aria per il funzionamento. Di conseguenza, otteniamo perdite di pompaggio (funzionamento a vuoto) e un'ulteriore diminuzione dell'efficienza dell'unità.
Ogni produttore che implementa questo sistema sviluppa o modifica i meccanismi esistenti a modo suo, naturalmente e chiama i sistemi in modo diverso. Ma comunque, qualunque cosa tu lo chiami, il principio principale del lavoro e lo scopo saranno gli stessi.
Cos'è il sistema di controllo del cilindro
Il sistema di controllo dei cilindri funziona nella maggior parte dei casi su motori multicilindrici e potenti (di solito 6, 8 o 12 cilindri). È il loro lavoro che è inefficace sotto carichi leggeri, specialmente quando si guida in città.
Le prime menzioni del sistema furono nel 1981 su vetture Cadillac. Il meccanismo era basato su bobine elettromagnetiche, installate sui bilancieri. L'elettronica era controllata da una speciale unità elettronica. A causa dell'azionamento, i bilancieri sono diventati fermi e le valvole sono rimaste chiuse a causa della presa morta delle molle. Di norma, le coppie opposte di cilindri del motore sono state disattivate nella testata. Per far capire al guidatore quanti cilindri funzionano e se sono in buono stato, sono state visualizzate delle informazioni sul cruscotto. Ma il sistema non ha ricevuto un uso diffuso, ci sono stati problemi con la fornitura di carburante e con l'arresto.
Pertanto, un moderno sistema di gestione dei cilindri si basa su almeno tre componenti principali: l'elettronica, l'unità di controllo e la parte meccanica che controlla i cilindri.
Come funziona l'arresto del cilindro del motore
Il nome stesso: spegnere i cilindri, suggerisce che il meccanismo non sarà semplice, poiché inizialmente l'unità è il cuore della macchina. Dopo un esperimento fallito nel 1981, nel 1999 Mercedes-Benz ha installato un sistema di gestione dei cilindri modificato, chiamato Active Cylinder Control (ACC). Le valvole dei cilindri erano chiuse da un bilanciere di forma speciale, consisteva in due leve, che sono interconnesse da morsetti. Nella posizione di lavoro, erano collegati in un tutt'uno.
Se era necessario scollegare il cilindro, i fermi rilasciavano la connessione e ciascuno dei bilancieri poteva muoversi indipendentemente. Vale la pena notare che le valvole sono state chiuse sotto l'influenza delle molle. A causa della pressione dell'olio, i morsetti si sono mossi e la pressione viene regolata grazie a una speciale valvola elettromagnetica. Come risultato di uno schema così complicato, il carburante non veniva più fornito al cilindro.
Gli ingegneri Mercedes-Benz non solo hanno migliorato il sistema di controllo del cilindro, ma hanno anche avuto l'idea che il suono caratteristico del sistema di scarico di un motore potente non cambia. Per fare ciò, quando i cilindri sono spenti, hanno installato una valvola a controllo elettronico che può modificare le dimensioni del percorso di scarico. Pertanto, lo spegnimento dei cilindri non ha modificato il suono caratteristico e aspro del sistema di scarico.
Il sistema MDS (Multi-Displacement System) è stato ulteriormente migliorato, è stato installato sulle vetture Jeep, Dodge e Chrysler dal 2004. I limiti di funzionamento del sistema di controllo del cilindro sono da 30 km / h, ma quando la frequenza dell'albero motore non supera i 3000 giri/min. Il sistema MDS non è abbastanza semplice, utilizza uno spintore dalla forma speciale. Se necessario, assicura che la valvola e l'albero a camme siano disaccoppiati. Gli ingegneri hanno calcolato che al momento giusto, l'olio viene fornito allo spintore sotto pressione, schiacciando così il perno di bloccaggio. Pertanto, lo spintore viene rimosso dallo stato operativo. La pressione dell'olio viene monitorata e regolata per mezzo di un'elettrovalvola Il secondo sistema di disabilitazione dei cilindri del gruppo di General Motors è il Dod (Displacement on Demand), che si basa sul sistema precedente. Dal 2004 il sistema è installato sui veicoli GM. Gli ingegneri giapponesi non sono rimasti indietro nello sviluppo, nel 2005 Honda ha iniziato a utilizzare il sistema VCM (Variable Cylinder Management). In genere, il sistema è installato su un motore a forma di V. Durante la guida costante a bassa velocità, il sistema VCM disattiva automaticamente un blocco cilindri (ad esempio 3 su 6 disponibili). Se c'è un passaggio dal carico massimo a quello incompleto, il sistema lascia in funzione quattro cilindri su 6.
VCM si basa sul sistema VTEC. Le parti principali sono bilancieri che lavorano in tandem con camme di diverse forme. Se necessario, i bilancieri vengono spenti o accesi grazie al meccanismo di blocco dei fermi. Al fine di migliorare le prestazioni del motore, la coppia ha sviluppato sistemi AEM (Active Engine Mounts), che regolano la quantità di vibrazioni del motore. Il sistema ASC (Active Sound Control) - progettato per la riduzione del rumore, eliminerà i rumori indesiderati nell'auto.
I progressi non si sono fermati a un punto e Volkswagen ha apportato le proprie modifiche sviluppando il sistema ACT (Active Cylinder Technology) nel 2012. L'obiettivo per l'installazione del motore TSI da 1,4 litri in acciaio. Il controllo dei cilindri del motore opera tra 1400 e 4000 giri/min, disabilitando due dei quattro cilindri. Parte del design del sistema ACT è migrato alle auto Audi, alla tecnologia di fasatura delle valvole Valvelift System. Per lavoro vengono utilizzate camme di forme diverse, tutte, senza eccezioni, si trovano su una frizione scorrevole lungo l'albero a camme.
La frizione e le camme formano il cosiddetto blocco di camme, ci sono quattro blocchi nel motore, due sull'albero di scarico e due sull'aspirazione. I blocchi camme sono controllati da quattro attuatori. Per spostare i blocchi, viene utilizzata un'asta che scorre lungo la scanalatura a spirale del blocco principale. Tutti i comandi di cambio vengono trasmessi dalla centralina controllo motore.
Come puoi vedere, il sistema descritto superficialmente è in realtà molto più complicato. Il risparmio di carburante con la presenza di un sistema di controllo del cilindro del motore è notevolmente evidente, ma il costo di tali motori è molto più alto.
Pro e contro del sistema di controllo del cilindro
Come con qualsiasi meccanismo, il sistema di gestione del cilindro del motore ha i suoi pro e i suoi contro.Indubbiamente, il risparmio di carburante e la minore usura del motore sono considerati un vantaggio. Ma d'altra parte, questo è un carico aggiuntivo sul motore, rumore e vibrazioni indesiderati.
Per evitare carichi sull'unità, i gas di scarico rimangono nei pistoni scollegati che rimangono dai precedenti momenti di funzionamento. Pertanto, i gas vengono compressi durante il funzionamento del pistone e premono contro il pistone quando si sposta verso il basso. Questo ciclo fornisce l'equazione di pressione e potenza. Tuttavia, il minimo difetto nella lega può portare alle conseguenze più inaspettate, quindi, durante la riparazione, è necessario installare solo parti originali ed eseguire riparazioni presso stazioni di servizio specializzate e di marca.
Oltre ai carichi del motore, aumentano anche le vibrazioni a causa dell'accensione irregolare del carburante nel motore. Gli ingegneri hanno deciso di installare supporti motore speciali basati sull'idraulica e un volano a doppia massa. La soppressione del rumore e delle vibrazioni avviene nel sistema di scarico, a tale scopo vengono selezionati tubi di una lunghezza speciale, vengono utilizzati due silenziatori, il solito posteriore e un altro silenziatore anteriore, abbinati a risonatori di diverse dimensioni.
Sulle auto moderne è installato un sistema di controllo del cilindro del motore, ma lascia comunque il diritto di scegliere all'acquirente, che ne abbia bisogno o meno. Poiché la cosa principale non è la disponibilità, ma il futuro del suo servizio. Il prezzo per la riparazione di un motore del genere è il doppio rispetto a un analogo senza sistema.
Funzionamento del sistema su una Honda Accord:
Funzionamento del sistema ACT sui motori Volkswagen:
