Здравствуйте! Наверняка, многие из вас, мои дорогие читатели, являются активными автолюбителями и часть своей жизни проводят за рулём. А если так, то вам будет интересно знать, что на некоторых двигателях есть такая система — система отключения цилиндров. Зачем она?
Заезжая каждый раз на заправку и обращая внимание на стоимость топлива, вы, возможно, задумывались о том, что было бы неплохо, если б автомобиль расходовал меньше этой драгоценной жидкости и позволял экономить.
Оказывается, этой мыслью озабочены не только владельцы машин, но и автопроизводители, поэтому технологии, позволяющие значительно снизить расход и увеличить эффективность моторов, появились ещё в середине ХХ века. А идея эта, как вы догадались, выключить часть цилиндров из работы, когда не нужна большая мощность.
Система отключения цилиндров. Отключаем и экономим
Каким образом можно быстро и заметно снизить расход топлива? Чтобы ответить на этот вопрос, необходимо вспомнить, что тратим мы бензин или солярку в процессе сжигания их в цилиндрах. Если мы хотим уменьшить потребление «горючки», логично сократить количество элементов, где она сгорает, но тогда и упадёт мощность двигателя, что тоже не выход.
Конструкторы нашли решение – можно просто временно отключать часть цилиндров, а когда понадобится полная отдача мотора – включать в работу все. В этом и заключается принцип функционирования системы, о которой мы сегодня говорим.
По заявлениям автопроизводителей, современные решения в этом направлении позволяют экономить до 30% топлива, что, согласитесь, может благотворно отражаться на наших с вами карманах.
Идея, несомненно, хороша и, главное, полезна!
Но как можно временно исключить из слаженного механизма двигателя цилиндры, ведь остановить движение поршней в них невозможно – они жёстко закреплены к коленвалу?
На самом деле всё просто, какой бы ни была разновидность системы отключения, принцип работы у всех одинаковый – блокировка подачи топлива в цилиндры и отключение отдельных клапанов.
Таким образом, сгорание смеси не происходит и некоторые поршни не выполняют никакой полезной работы.
С решением первой задачи не возникает никаких проблем, так как форсунки, через которые подаётся горючее, управляются электронно. Что же касается клапанов, то тут разработчикам пришлось проявить свою смекалку, потому как заблокировать работу отдельных элементов газораспределительного механизма (ГРМ) оказалось не так уж и легко, и многие автопроизводители предложили свои варианты.
Отключить иммобилайзер
Порядок работы двигателя с 4, 6, 8 цилиндрами — просто о сложном
По большому счёту, нам, обычным автолюбителям, совершенно не обязательно знать порядок работы цилиндров двигателя. Ну, работает и работает. Да, с этим трудно не согласится. Не нужно до того момента, пока вы не пожелаете своими руками выставить зажигание или не займетесь регулировкой зазоров клапанов.
И совершенно не будет лишним знание о порядке работы цилиндров двигателя автомобиля, когда вам нужно будет подсоединить высоковольтные провода к свечам, либо трубопроводы высокого давления у дизеля. А если вы затеете ремонт головки блока цилиндров?
Ну согласитесь, смешно будет ехать на автосервис для того, чтобы правильно установить ВВ провода. Да и ехать-то как? Если двигатель троит.
Что значит порядок работы цилиндров двигателя?
Последовательность, с которой чередуются одноименные такты в разных цилиндрах и называется порядком работы цилиндров.
От чего зависит порядок работы цилиндров? Есть несколько факторов, а именно:
-расположение цилиндров двигателя: однорядное или V-образное; -количество цилиндров; -конструкция распредвала; -тип и конструкция коленвала.
Рабочий цикл двигателя
Рабочий цикл двигателя состоит из газораспределительных фаз. Последовательность этих фаз должна равномерно распределяться по силе воздействия на коленчатый вал. Именно в этом случае происходит равномерная работа двигателя.
Обязательным условием является то, что цилиндры, работающие последовательно, не должны находиться рядом. Для этого и разрабатываются производителями двигателей, схемы порядка работы цилиндров двигателя. Но, во всех схемах порядок работы цилиндров начинает свой отсчет с главного цилиндра №1.
У двигателей одного типа, но разных модификаций, работа цилиндров может отличаться. Например, двигатель ЗМЗ.
Порядок работы цилиндров двигателя 402 – 1-2-4-3, в то время как порядок работы цилиндров двигателя 406 – 1-3-4-2.
Если углубится в теорию работы двигателя, но так, чтобы не запутаться, то мы увидим следующее.
Полный рабочий цикл 4-х тактного двигателя проходит за два оборота коленвала. В градусах это равно 72° . У 2-х тактного двигателя 360° .
Колена вала смещают на определенный угол для того, чтобы вал находился под постоянным усилием поршней. Этот угол напрямую зависит от количества цилиндров и тактности двигателя.
Порядок работы 4 цилиндрового двигателя, однорядного, чередование тактов происходит через 180° , ну а порядок работы цилиндров может быть 1-3-4-2 (ВАЗ) или 1-2-4-3 (ГАЗ).
Порядок работы 6 цилиндрового рядного двигателя 1-5-3-6-2-4 (интервал между воспламенением составляет 120° ).
Порядок работы 8 цилиндрового V-образного двигателя 1-5-4-8-6-3-7-2 (интервал между воспламенениями 90° ).
Существует, например, порядок работы 12 цилиндрового двигателя W-образного: 1-3-5-2-4-6 – это левые головки блока цилиндров, а правые: 7-9-11-8-10-12
Для того, чтобы вам был понятен весь этот порядок цифр, рассмотрим пример. У 8 цилиндрового двигателя ЗиЛ порядок работы цилиндров следующий: 1-5-4-2-6-3-7-8. Кривошипы расположены под углом 90° .
То есть если в 1 цилиндре происходит рабочий цикл, точерез 90 градусов поворота коленвала, рабочий цикл происходит в 5 цилиндре, и последовательно 4-2-6-3-7-8. В нашем случае один поворот коленвала равен 4 рабочим ходам.
Естественным образом напрашивается вывод, что 8 цилиндровый двигатель работает плавне и равномернее, чем 6 цилиндровый.
Скорее всего, глубокое знание порядка работы цилиндров двигателя вашего автомобиля, вам не понадобится. Но общее представление об этом иметь необходимо. А если вы задумаете произвести ремонт, например головки блока цилиндров, то эти знания лишними не будут.
Успехов вам в изучении порядка работы цилиндров двигателя вашего автомобиля.
Поделиться новостью с друзьями:
Похожее
Каждый отключает по-своему
Чтобы описать все существующие системы отключения цилиндров, понадобится не одна статья, тем не менее, давайте попробуем с Вами рассмотреть некоторые из них.
Итак, компания Mercedes-Benz в уже далёком 1999 году начала использовать в ГРМ коромысла специальной конструкции, которые состояли из двух частей, соединённых подвижным фиксатором.
При включении режима деактивации цилиндров, фиксаторы смещались, определённые клапаны обездвиживались. Эта технология получила имя Active Cylinder Control.
Немного другой подход предложил концерн Volkswagen. Если другие автопроизводители, как правило, оснащали этой системой модели с массивными многоцилиндровыми моторами, то немцы решили, что она будет полезна и в небольших агрегатах, даже с компактными рядными «четвёрками».
Технологию назвали Active Cylinder Technology, а её суть заключается в использовании сразу нескольких блоков кулачков распредвала, которые управляются специальными механизмами.
Блоки имеют разные конфигурации кулачков, которые при активации режима, позволяют не взаимодействовать распредвалу с некоторыми клапанами.
Есть и другие способы отключить лишние цилиндры. К примеру, применяются толкатели специальной конструкции или комбинация нескольких форм кулачков и коромысел с фиксаторами.
Как реализуется отключение цилиндров
У моторов с нижним расположением распредвала отключить цилиндры удобнее всего посредством перемещаемого электромагнитом упора коромысла клапана. Когда электромагнит включается, клапан остается закрытым, поскольку коромысло под воздействием кулачка распредвала поворачивается вокруг точки соприкосновения с торцом стержня клапана. При этом упор коромысла может свободно перемещаться.
У двигателей с верхним расположением распредвала в силу конструктивных особенностей такой способ неприменим, поэтому отключение цилиндров реализуется иными способами. Например, у моторов BMW отключается впрыск и зажигание. При этом через отключенные цилиндры выпускаются отработавшие газы из работающих. Благодаря этому в отключенных цилиндрах поддерживается рабочая температура.
Во всех двигателях, независимо от конструкции, отключаемые цилиндры по возможности равномерно чередуются с неотключаемыми, для обеспечения максимально сбалансированной работы.
Технические характеристики
Этот силовой агрегат выпускался на заводе Mlada Boleslav Plant. Вся линейка двигателей получила обозначение EA211. Выпускается двигатели с 2012 года по наше время. Материал, из которого изготовлен блок цилиндров — это алюминий. Что касается система питания, то используется инжектор. Это рядный четырехцилиндровый двигатель. По 4 клапана на один цилиндр. Диаметр цилиндра — 74.5 миллиметров. Ход поршня — 80 миллиметров.
Точный объем двигателя — 1395 кубических сантиметров. Что касается мощности, то двигатель CHPA способен выдать 140 лошадиных сил, в диапазоне оборотов двигателя от 4500 до 6000. Крутящий момент в 250 Ньютона метров достигается при 1500 — 3500 оборотов двигателя. Рекомендуемое топливо для двигателей и линейки 1.4 TSI EA211 имеет октановое число 95 и 98. Весит двигатель 106 кг. Что касается расхода топлива на каждые 100 км, то по городу двигатель способен потреблять 6.6 л на 100 километров, по трассе — смешные 4.3 литра, что приводит к среднему числу в смешанном цикле 5.2 л на 100 км. При нормальной эксплуатации двигателя, расход масла на каждые 1000 км порядка пятьсот грамм. Марка масла, которое используется в силовом агрегате — 5W-30 и 5W-40.
Согласно техническому регламенту, замену масла необходимо производить каждые 15 000 км. Но фирменные автосервисы от компании Audi и Volkswagen рекомендуют менять каждые 7500 километров. Рабочая температура двигателя — порядка 90 градусов. Тюнинг потенциал готов предложить порядка 150-180 лошадиных сил сверху. Это двигатель устанавливается на Audi начиная от A3, А5, Skoda Octavia, Skoda Rapid, Skoda Superb, Volkswagen Caddy, Golf, Jetta, Passat, CC, Polo и Tiguan.
Работа при отключенных цилиндрах ТНВД
Отключение цилиндров чаще всего происходит при выходе из строя топливной аппаратуры — зависании плунжеров и клапанов ТНВД, разрыве форсуночных трубопроводов, зависании игл форсунок. Причинами может служить использование грязного топлива, попадание в топливо воды, коррозия и эрозия топливной аппаратуры, слишком высокая (или наоборот — слишком низкая) температура топлива, несоответствие сорта топлива зазорам прецизионных пар, нарушение режима охлаждения, некачественное изготовление топливной аппаратуры. Реже цилиндры отключаются из-за аварий деталей цилиндра. В зависимости от характера аварии возможен частичный или полный демонтаж элементов движения.
Судовой топливный насос высокого давления
Для отключения цилиндра в первую очередь необходимо отключить топливоподачу (застопорить в верхнем положении плунжер или регулирующий клапан ТНВД). В зависимости от характера демонтажных работ и конструкции двигателя необходимо уменьшить или вовсе отключить цилиндровую смазкуПроверка и регулировка лубрикаторов цилиндровой смазки, охлаждение цилиндра, поставить заглушки на системе циркуляционной смазки и на системе газообмена. Особо следует обратить внимание на необходимость отключения магистрали пускового воздуха в цилиндр, когда поршень отключенного цилиндра подвешен.
Самопроизвольное отключение цилиндра обнаруживается по помпажу турбокомпрессораВлияние эксплуатационных факторов на работу турбокомпрессора и двигателя, падению частоты вращения, снижению температуры газов на выходе из цилиндра и повышению температуры газов на работающих цилиндрах. Нагрузка на оставшиеся в работе цилиндры возрастает. Уровень возрастания нагрузки зависит от способа регулирования частоты вращения.
Если двигатель с предельным регулятором частоты вращения работал полным ходом на режиме, характеризуемом точкой 1 на рис. №4, то после отключения цилиндра обороты снизятся до величины n2, а режим оставшихся в работе цилиндров будет характеризоваться закономерностями внешней характеристики ha1 = const (точка 2). Если у двигателя всережимный регулятор, то при падении оборотов регулятор переставит топливную рейку на большую подачу вплоть до упора рейки.
Нагрузка на цилиндры значительно возрастет; режим будет характеризоваться точкой 3, лежащей на внешней характеристике номинальной мощности haном = const. Частота вращения n1 будет больше, чем при предельном регуляторе, однако меньше, чем до отключения цилиндра. Как в 1-м, так и во 2-м случаях режим работы двигателя выходит за пределы ограничительной характеристики, двигатель будет перегружен по Ре. Следовательно, при отключении цилиндра необходимо переставить топливную рейку на меньшую подачу в соответствии с характером ограничения нагрузки, задаваемым фирмой — строителем.
Рис. 4 Изменение режима работы двигателя при самопроизвольном отключении цилиндра: 1-2 — при предельном, 1-3 — при всережимном регуляторе
Если фирма допускает при отключении цилиндров работу при номинальном среднем индикаторном давлении: Р1 = Рi ном, то режим работы будет характеризоваться частотой вращения, равной:
n p = V P i н ( ( V s n н 3 i р η м ) / 0 , 06 m N e н ) ( № 1 )
- где Vs — рабочий объем цилиндра;
- m — коэффициент тактности;
- Neн — номинальная мощность;
- nн — номинальная частота вращения;
- ηм — механический кпд;
- iр — количество оставшихся в работе цилиндров.
Механические потери двигателя уменьшаются при снижении частоты вращения. При демонтаже элементов движения аварийного цилиндра механические потери еще более уменьшаются, что необходимо учитывать при определении ηм.
Частота вращения, найденная но приведенной выше формуле, может рассматриваться как предельно возможная при отключении одного или нескольких цилиндров. Такая частота вращения возможна лишь в двигателях без наддува, где допускается работа по ограничительной характеристики Pi = const. В двигателях с газотурбинным наддувом требуется снижать Рi при отключении цилиндра в соответствии с закономерностями ограничительной характеристики из-за ухудшения воздухоснабжения; обороты снижаются более значительно.
Топливный насос
Мало того — обороты приходится снижать еще более из-за вибраций корпуса и помпажа компрессора. При отключении цилиндров возрастание амплитуды суммарного касательного усилия TΣ приводит к росту степени неравномерности вращения коленчатого вала, что даже без демонтажа элементов движения аварийного цилиндра может привести к недопустимо сильным вибрациям корпуса. Вибрации значительно возрастают при демонтаже цилиндра из-за нарушения уравновешенностиПонятие уравновешенности. Действие неуравновешенного двигателя на фундамент и корпус судна двигателя.
Помпаж компрессора при отключении цилиндра практически неминуем при импульсном газотурбинном наддуве. Для уменьшения помпажа приходится снижать обороты, еще более ухудшать воздухоснабжение путем стравливания воздуха из продувочного ресивера в атмосферу (для снижения противодавления на нагнетании компрессора) или даже исключать из работы еще один цилиндр.
Таким образом, при назначении режима работы дизеля при отключении цилиндра приходится принимать во внимание не только параметры ограничения нагрузки цилиндров, но и “вибрационные” и “помпажные” показатели.
Смотрите также: а) Режимы полного хода б) Режимы малого хода в) Работа при “тяжелом” и “легком” винте д) Работа двигателя при аварийном отключении ГТН
Сноски
Sea-Man
