1.1 Призначення, різновиди, загальна будова, принцип дії. Автомобілі на яких єастосовується

Система управління циліндрами (інші назви - система відключення циліндрів , система дезактивації циліндрів) призначена для зміни робочого об'єму двигуна за рахунок виключення з роботи частини циліндрів. Застосування системи забезпечує зниження витрати палива до 20 % і зменшення шкідливих викидів з відпрацьованими газами.

Передумовою розробки системи управління циліндрами з'явився типовий режим експлуатації автомобіля , при якому максимальна потужність використовується до 30 % за весь період роботи. Таким чином , більшу частину часу двигун працює з неповним навантаженням . У цих умовах дросельна заслінка майже закрита , а двигун повинен втягувати необхідну кількість повітря для роботи. Це призводить до т.зв. насосним втратам і подальшого зниження ефективності .

Система управління циліндрами дозволяє при невеликому навантаженні на двигун відключити частину циліндрів , при цьому для забезпечення необхідної потужності відкривається дросельна заслінка. У більшості випадків система відключення циліндрів застосовується на багатоциліндрових потужних двигунах ( 6 , 8 , 12 циліндрів) , робота яких особливо неефективна при невеликих навантаженнях.

Для того , щоб виключити з роботи конкретний циліндр потрібно виконати дві умови - перекрити доступ повітря і випуск відпрацьованих газів (закрити впускний і випускний клапани) і перекрити подачу палива в циліндр.

Регулювання подачі палива в сучасних двигунах здійснюється за допомогою електромагнітних форсунок з електронним управлінням. Утримання в закритому стані впускних і випускних клапанів в конкретному циліндрі є досить складним технічним завданням , яку різні автовиробники вирішують по -своєму. Серед різноманіття технічних рішень можна виділити три підходи :

застосування штовхача спеціальної конструкції (системи Multi- Displacement System , Displacement on Demand ) ;

можливість виключення коромисла (системи Active Cylinder Control , Variable Cylinder Management ) ;

використання кулачків розподільного валу різної форми ( система Active Cylinder Technology ) .

Примусова дезактивація циліндрів крім незаперечних переваг має ряд недоліків , серед яких додаткові навантаження на двигун , вібрації і небажаний шум .

Для попередження додаткових навантажень на двигун в камері згоряння вимкненого двигуна залишається заряд відпрацьованих газів від попереднього робочого циклу . Гази стискаються при русі поршня вгору і тиснуть на поршень при його русі вниз , тим самим забезпечується зрівняльний ефект .

Для зниження вібрації використовуються спеціальні гідравлічні опори двигуна , подвійний маховик . Зниження рівня шуму проводиться у випускній системі , в якій підібрані довжини труб і використані передній і задній глушники з резонаторами різного розміру.

Вперше система управління циліндрами була застосована в 1981 році на автомобілях Cadillac. Система мала електромагнітні котушки , встановлені на коромислах . Спрацювання котушки забезпечувало непорушність коромисла , а клапани при цьому під дією пружин були закриті. В системі відключалися протилежні пари циліндрів. Управління роботою котушки здійснював електронний блок . Інформація про числі що знаходяться в роботі циліндрів виводилася на панель приладів. Система не отримала широкого визнання , оскільки мала проблеми з подачею палива в усі циліндри , в тому числі і вимкнені .

Система Active Cylinder Control , ACC застосовувалася на автомобілях Mercedes - Benz з 1999 року. Закриття клапанів циліндрів забезпечувало коромисло особливої конструкції , що складається з двох важелів , з'єднаних фіксатором . У робочому положенні фіксатор з'єднує два важелі в єдине ціле. При дезактивації - фіксатор звільняє з'єднання і кожен з важелів отримує можливість рухатися самостійно. Клапани , при цьому , під дією пружин закриті. Переміщення фіксатора здійснюється тиском масла , яке регулює спеціальний електромагнітний клапан. Паливо в відключаються циліндри не подається.

Для збереження характерного звуку роботи багатоциліндрового двигуна при виключених циліндрах у випускній системі встановлений керований електронікою клапан , при необхідності змінює розмір перетину випускного тракту.

Система Multi- Displacement System , MDS встановлюється на автомобілях Chrysler , Dodge , Jeep з 2004 року. Система активується ( відключає циліндри) при швидкості понад 30 км / год і частоті обертання колінчастого вала двигуна до 3000 об / хв .

В системі MDS використовується штовхач особливої конструкції , який забезпечує при необхідності роз'єднання розподільного валу і клапана ( авторська назва , дослівно - пристрій втрати руху) . У певний час в штовхач під тиском подається масло і видавлює блокуючий штифт , тим самим дезактивує штовхач . Регулювання тиску масла проводиться за допомогою електромагнітного клапана.

Інша система управління циліндрами Displacement on Demand , DoD (дослівно - переміщення на вимогу ) аналогічна попередній системі . Система DoD встановлюється на автомобілі General Motors з 2004 року.

Окреме місце серед систем дезактивації циліндрів займає система Variable Cylinder Management , VCM від Honda , застосовувана з 2005 року. При рівномірному русі на невеликій швидкості система VCM відключає один блок циліндрів V- образного двигуна (3 циліндра з 6) . При перехідному режимі від максимальної потужності двигуна до неповному навантаженні система забезпечує роботу 4 циліндрів з шести .

Конструктивно система VCM базується на системі зміни фаз газорозподілу VTEC . Основу системи складають коромисла , взаємодіючі з кулачками різної форми. При необхідності коромисла включаються або вимикаються з роботи блокуючим механізмом ( фіксатором ) .

На допомогу системі VCM розроблені інші системи. Система Active Engine Mounts регулює величину вібрацій двигуна. Система активного шумозаглушення Active Sound Control дозволяє позбутися від небажаний шумів в салоні автомобіля.

Система Active Cylinder Technology , ACT використовується на автомобілях концерну Volkswagen з 2012 року. Об'єктом установки системи є двигун TSI об'ємом 1,4 літра. Система ACT забезпечує відключення двох циліндрів з чотирьох в межі 1400-4000 об / хв .

Конструктивно система ACT базується на системі зміни фаз газорозподілу Valvelift System , реалізованої в свій час на двигунах Audi. Система використовує у своїй роботі кулачки різної форми , розташовані на ковзної по розподільному валу муфті . Кулачки і муфта утворюють блок кулачків . Всього в двигуні чотири блоки - два на впускному распредвали і два на випускному валі .

Блоки кулачків переміщуються чотирма виконавчими механізмами . Для переміщення блоку у виконавчому механізмі є стрижень , який ковзає по спиралевидной канавці блоку і переміщує його . Виконавчі механізми спрацьовують по команді блоку управління двигуном.