Disattivazione del cilindro e cilindrata variabile del motore

Che cos'è la disattivazione del cilindro? È un metodo utilizzato per creare un motore a cilindrata variabile in grado di fornire tutta la potenza di un grande motore in condizioni di carico elevato, nonché il risparmio di carburante di un piccolo motore per crociera.

Nella tipica guida a carico leggero con motori a grande cilindrata (ad esempio la navigazione in autostrada), viene utilizzato solo circa il 30 percento della potenza potenziale di un motore. In queste circostanze, la valvola a farfalla è solo leggermente aperta e il motore deve lavorare sodo per aspirare aria attraverso di essa. Il risultato è una condizione inefficiente nota come perdita di pompaggio. In questa situazione, si verifica un vuoto parziale tra la valvola a farfalla e la camera di combustione e parte della potenza che il motore produce non viene utilizzata per spingere veicolo in avanti, ma per superare la resistenza sui pistoni e manovella da combattimento per attirare aria attraverso la piccola apertura e la resistenza al vuoto di accompagnamento all'acceleratore valvola. Al termine di un ciclo del pistone, fino alla metà del volume potenziale del cilindro non ha ricevuto una carica completa di aria.

La disattivazione dei cilindri a carico leggero forza l'apertura più completa della valvola a farfalla per creare una potenza costante e consente al motore di respirare più facilmente. Un migliore flusso d'aria riduce la resistenza sui pistoni e le perdite di pompaggio associate. Il risultato è una migliore pressione della camera di combustione quando il pistone si avvicina al punto morto superiore (TDC) e la candela sta per sparare. Una migliore pressione della camera di combustione significa che una carica di potenza più potente ed efficiente viene liberata sui pistoni mentre spingono verso il basso e ruotano l'albero motore. Il risultato netto? Chilometraggio carburante e autostrada migliorato.

In poche parole, la disattivazione dei cilindri sta semplicemente mantenendo chiuse le valvole di aspirazione e di scarico in tutti i cicli per un determinato gruppo di cilindri nel motore. A seconda del design del motore, l'attivazione della valvola è controllata da uno dei due metodi più comuni:

• Per disegni pushrod—Quando si richiede la disattivazione del cilindro — i sollevatori della valvola idraulica vengono fatti collassare usando i solenoidi per alterare la pressione dell'olio erogata ai sollevatori. Nel loro stato collassato, i sollevatori non sono in grado di elevare le aste di spinta associate sotto i bilancieri delle valvole, provocando valvole che non possono essere azionate e rimangono chiuse.
• Per disegni di camme in testa, generalmente viene utilizzata una coppia di bilancieri bloccati insieme per ciascuna valvola. Un bilanciere segue il profilo della camma mentre l'altro aziona la valvola. Quando un cilindro è disattivato, la pressione dell'olio controllata dal solenoide rilascia un perno di bloccaggio tra i due bilancieri. Mentre un braccio segue ancora l'albero a camme, il braccio sbloccato rimane immobile e incapace di attivare la valvola.

Costringendo le valvole del motore a rimanere chiuse, viene creata un'efficace “molla” d'aria all'interno dei cilindri disattivati. I gas di scarico intrappolati (dai cicli precedenti prima della disattivazione dei cilindri) sono compressi come i pistoni viaggiano sulla loro salita e poi si decomprimono e spingono indietro sui pistoni mentre ritornano sulla loro discesa ictus. Poiché i cilindri disattivati ​​sono sfasati (alcuni pistoni viaggiano verso l'alto mentre altri viaggiano verso il basso), l'effetto complessivo viene equalizzato. I pistoni in realtà stanno solo andando avanti per la corsa.

Per completare il processo, l'erogazione del carburante per ciascun cilindro disattivato viene interrotta disabilitando elettronicamente gli ugelli di iniezione del carburante appropriati. La transizione tra il funzionamento normale e la disattivazione è attenuata da sottili cambiamenti di accensione e fasatura dell'albero a camme e posizione dell'acceleratore gestite da un sofisticato controllo elettronico sistemi. In un sistema ben progettato ed eseguito, il passaggio avanti e indietro tra le due modalità è senza soluzione di continuità: in realtà non senti alcuna differenza e devi consultare i trattini per sapere che è successo.

Maggiori informazioni sulla disattivazione dei cilindri al lavoro nella nostra recensione di Flex-fuel GMC Sierra SLTe vedere il consumo di carburante istantaneo che genera nella galleria fotografica del test drive GMC Sierra.