Cylinderdeaktivering

Vad är cylinderdeaktivering? Det är en metod som används för att skapa en variabel förskjutningsmotor som kan leverera full effekt hos en stor motor under höga belastningsförhållanden samt bränsleekonomin för en liten motor för kryssning.

Fallet för cylinderdeaktivering

Vid typisk lätt lastkörning med stora förskjutningsmotorer (t.ex. motorvägskryssning) utnyttjas endast cirka 30 procent av en motors potentiella kraft. Under dessa omständigheter är spjällventilen bara lätt öppen och motorn måste arbeta hårt för att dra luft genom den. Resultatet är ett ineffektivt tillstånd som kallas pumpförlust. I denna situation inträffar ett partiellt vakuum mellan spjällventilen och förbränningskammaren - och en del av kraften som motorn använder används för inte att driva fordonet framåt, utan för att övervinna dragkolven och vev från att slåss för att dra luft genom den lilla öppningen och medföljande vakuummotstånd vid gasventilen. När en kolvcykel är klar har upp till hälften av cylinderns potentiella volym inte fått full luftladdning.

Cylinderdeaktivering till räddningen

Deaktivering av cylindrar vid lätt belastning tvingar gasventilen att öppnas mer fullständigt för att skapa konstant kraft och gör att motorn lättare kan andas. Bättre luftflöde minskar dragkraft på kolvarna och tillhörande pumpförluster. Resultatet är förbättrat förbränningskammartryck när kolven närmar sig det övre dödcentret (TDC) och tändstiftet håller på att avfyra. Bättre förbränningskammartryck innebär att en kraftigare och effektivare laddning av kraft släpps ut på kolvarna när de pressar nedåt och roterar vevaxeln. Nettoresultatet? Förbättrad motorväg och kryssningsbränsle körsträcka.

Hur fungerar allt?

I ett nötskal är cylinderdeaktiveringen helt enkelt att hålla inlopps- och avgasventilerna stängda genom alla cykler för en viss uppsättning cylindrar i motorn. Beroende på motorns konstruktion styrs ventilmanövreringen med en av två vanliga metoder:

• För pushrod-mönster-när cylinderdeaktivering krävs - kollaps de hydrauliska ventillyftarna med solenoider för att förändra oljetrycket som tillförs lyftarna. I deras kollapsade tillstånd kan lyftarna inte lyfta sina medföljande tryckkrokar under ventilens vipparmar, vilket resulterar i ventiler som inte kan manövreras och förblir stängda.
• För overhead cam design, vanligtvis används ett par låsta vevararmar för varje ventil. En vippa följer kamprofilen medan den andra aktiverar ventilen. När en cylinder är inaktiverad, frigör solenoidstyrt oljetryck en låspinne mellan de två vipparmarna. Medan en arm fortfarande följer kamaxeln förblir den låsta armen rörlig och oförmögen att aktivera ventilen.

Genom att tvinga motorventilerna att förbli stängda skapas en effektiv "fjäder" av luft i de inaktiverade cylindrarna. Fångade avgaser (från tidigare cykler innan cylindrarna inaktiverades) komprimeras när kolvarna rör sig på deras uppsträckt och dekomprimeras sedan och skjuter tillbaka kolvarna när de återvänder på sin nedslag. Eftersom de inaktiverade cylindrarna är ur fas (vissa kolvar som reser upp medan andra reser ner), utjämnas den totala effekten. Kolvarna går faktiskt bara med på åkturen.

För att slutföra processen avstängs bränsletillförseln för varje inaktiverad cylinder genom att elektroniskt inaktivera lämpliga bränsleinsprutningsmunstycken. Övergången mellan normal drift och deaktivering jämnas ut genom subtila förändringar i tändning och kamaxelstimning samt gasposition som alla hanteras av sofistikerade elektroniska styrsystem. I ett väldesignat och exekverat system är växlingen fram och tillbaka mellan båda lägen sömlös - du känner verkligen ingen skillnad och måste konsultera streckmätarna för att veta att det har hänt.

Läs mer om cylinderdeaktivering på jobbet i vår recension av GMC Sierra SLT flex-bränsle, och se den omedelbara bränsleekonomin som den genererar i GMC Sierra provkörnings fotogalleri.