Deaktivering av sylinder og variabel motorforskyvning

Hva er sylinderdeaktivering? Det er en metode som brukes til å lage en motor med variabel forskyvning som er i stand til å levere full effekt av en stor motor under høye belastningsforhold samt drivstofføkonomien til en liten motor for cruising.

I typisk liten lastkjøring med store fortrengningsmotorer (for eksempel motorveiskjøring), brukes bare rundt 30 prosent av en motors potensielle kraft. Under disse omstendighetene er gassventilen bare litt åpen, og motoren må jobbe hardt for å trekke luft gjennom den. Resultatet er en ineffektiv tilstand kjent som pumpetap. I denne situasjonen oppstår et delvis vakuum mellom gassventilen og forbrenningskammeret - og noe av kraften som motoren lager brukes til å ikke drive frem kjøretøyet fremover, men for å overvinne draget på stemplene og sveiven fra å kjempe for å trekke luft gjennom den lille åpningen og den tilhørende vakuummotstanden ved gassen ventil. Når en stempelsyklus er fullført, har opptil halvparten av potensialvolumet til sylinderen ikke fått full luftladning.

Deaktiverende sylindre ved lett belastning tvinger gassventilen til å åpnes mer fullstendig for å skape konstant kraft, og lar motoren puste lettere. Bedre luftstrøm reduserer dra på stemplene og tilhørende pumpetap. Resultatet er forbedret trykk i forbrenningskammeret når stemplet nærmer seg topp døde sentrum (TDC) og tennpluggen er i ferd med å fyre. Bedre forbrenningskammertrykk betyr at en kraftigere og effektiv kraftladning løsnes på stemplene når de skyver nedover og roterer veivakselen. Netto resultatet? Forbedret motorvei og kjørelengde.

I et nøtteskall holder sylinderdeaktivering ganske enkelt å holde inntaks- og eksosventilene stengt gjennom alle sykluser for et bestemt sett med sylindere i motoren. Avhengig av motorens design styres ventilaktiveringen ved en av to vanlige metoder:

• Til pushrod design—Når det ønskes deaktivering av sylinder-hydrauliske ventilløftere kollapseres ved hjelp av solenoider for å endre oljetrykket levert til løfterne. I sin kollapsede tilstand klarer ikke løfterne å løfte sine følgesvennskastere under ventilens vippearmer, noe som resulterer i ventiler som ikke kan aktiveres og forblir lukket.
• Til overliggende kamdesigngenerelt brukes et par låste sammen vippearmer for hver ventil. Den ene vipperen følger kamprofilen mens den andre aktiverer ventilen. Når en sylinder er deaktivert, frigjør solenoidstyrt oljetrykk en låsepinne mellom de to vippearmene. Mens den ene armen fremdeles følger kamakslen, forblir den ulåste armen bevegelsesfri og ikke i stand til å aktivere ventilen.

Ved å tvinge motorventilene til å forbli lukket, skapes en effektiv "fjær" av luft inne i de deaktiverte sylindrene. Fangede avgasser (fra tidligere sykluser før sylindrene ble deaktivert) komprimeres som stempler beveger seg på oppstrøket og dekomprimeres deretter og skyver tilbake på stemplene når de kommer tilbake hjerneslag. Fordi de deaktiverte sylindrene er ute av fase (noen stempler som reiser opp mens andre kjører nedover), utjevnes den samlede effekten. Stempelene er faktisk bare med på turen.

For å fullføre prosessen, blir drivstoffleveransen for hver deaktivert sylinder avskåret ved å deaktivere de aktuelle drivstoffinnsprøytningsdysene elektronisk. Overgangen mellom normal drift og deaktivering blir jevnet ved subtile endringer i tenningen og kamakseltiming samt gassposisjon som alle styres av sofistikert elektronisk kontroll systemer. I et godt designet og utført system er vekslingen frem og tilbake mellom begge modusene sømløs - du føler virkelig ikke noen forskjell og må konsultere instrumentmålere for å vite at det har skjedd.

Les mer om sylinderdeaktivering på jobb i vår gjennomgang av GMC Sierra SLT flex-fuel, og se den umiddelbare drivstofføkonomien den genererer i GMC Sierra testkjøring fotogalleri.