Система отключения цилиндров двигателя мерседес
Удаление одного из выпускных клапанов с каждого цилиндра, снизившее площадь поверхности выпускного отверстия приблизительно на 30% по сравнению с четырёхклапанным двигателем, значительно уменьшило потери теплоты с отработавшими газами. Далее — после холодного старта катализатор принимает на себя регулирование температуры на 12 секунд раньше. Взамен влитых стальных гильз в цилиндрах двигателя применён аллюминиево-кремниевый сплав с низкими показателями трения, что привело к 50% снижению напряжённости поршневых колец. Применение активной системы обслуживания (ASSYST), которая отслеживает не только уровень масла, но степень его загрязнения, позволило увеличить срок смены масла до 22500 км.
Теперь, выпустив новый 5-ти литровый V-образный 8-ми цилиндровый двигатель S-класса, Mercedes-Benz стал первым европейским автопроизводителем, предлагающем технологию отключения отдельных цилиндров, доступную в качестве опции для S-500. По словам Герхарда Дойла, руководителя проекта «отключение цилиндров», данная технология обеспечивает экономию топлива при неизменных энергетических показателях и без усложнения конструкции двигателя. На частичных нагрузках отключаются 4 из 8 цилиндров и подключаются вновь, если требуется увеличить мощность.
  Система отключения цилиндров двигателя S 500 V8 деактивирует все 12 клапанов на четырёх цилиндрах. |
Расход топлива по Новому Европейскому Циклу (NEDC) при отключённых четырёх цилиндрах был снижен приблизительно на 7%. В других эксплуатационных условиях возможно даже большая экономия. Так, при постоянной скорости в 120 км/час расход снижается на 13%, а при 90 км/час так даже на 15%.
Mercedes объясняет, что в условиях городского движения, движения по просёлочным дорогам и при движении с постоянной скоростью по среднескоростной автомагистрали 8-ми цилиндровый двигатель демонстрирует снижение эффективности использования рабочего объёма и высокие потери на газообмен. В отдельных ситуациях цилиндровое давление в ВМТ в столь крупном моторе снижалось до величины, составляющей примерно половину от аналогичного показателя 4-х цилиндрового двигателя. Низкое цилиндровое давление означает низкую топливную экономичность, влекущую за собой высокие расходы топлива. Кратковременное отключение 4-х цилиндров ликвидирует этот недостаток, присущий 8-ми цилиндровому мотору. В 4-х цилиндровом режиме возрастает эффективность использования рабочего объёма и дополнительное количество отработавших газов может быть направлено системой рециркуляции обратно в цилиндры для дополнительной эффективности работы двигателя.
Электронная система управления двигателя отключает цилиндры (2-ой и 3-ий из правого ряда и 5-ый и 8-ой из левого) сразу же, как только двигатель переходит на режим частичной нагрузки, что достигается отключением соответствующих впускных и выпускных клапанов и прекращением подачи топлива к указанным цилиндрам.
Переход от 4-х цилиндрового режима работы двигателя к 8-ми цилиндровому режиму и обратно осуществляется незаметно, так как электронная система управления двигателем мгновенно изменяет положение дроссельной заслонки и подбирает угол опережения зажигания так, чтобы предотвратить внезапное изменение крутящего момента. Автоматическое отключение цилиндров осуществляется в диапазоне частот вращения коленчатого вала от 1000 до 3500 об/мин. на 3, 4, и 5 передачах при использовании автоматической коробки, что соответствует диапазону скоростей от 40 до 160 км/час.
Для того, чтобы остановить действие для того, чтобы остановить действие клапанов, разрывается вязь между клапаном и распредвалом. Чтобы осуществить это сплошное коромысло роллер-типа было заменено на каждом цилиндре двумя специальными коромыслами, которые разработчики двигателя назвали первичным и вторичным коромыслами. Назначение первого коромысла — управлять движением клапана, в то время, как второй рычаг копирует движение кулачковой шайбы распредвала. При работе двигателя в 8-ми цилиндровом режиме данные два коромысла связаны между собой запирающим поршеньком. Автоматическое отключение цилиндров разрывает эту связь с помощью электромагнитных клапанов, открывающих гидравлический канал для вытеснения запирающего поршенька, удерживаемого специальной возвратной пружиной. В данной ситуации действие клапанов прекращено. Чтобы активировать цилиндры электромагнитный клапан отключает гидравлическое давление, действующее на запирающий поршенёк, и пружина возвращает его в первоначальную позицию, в которой первичное и вторичное коромысло жёстко связаны.
Компьютерное управление гидравлическим клапаном обеспечивает вывод из действия газораспределительных клапанов в надлежащие моменты времени, так, что клапана отключаются в корректной последовательности. Чтобы предотвратить переохлаждение отключённых цилиндров выпускной клапан после рабочего хода остаётся всё время закрытым, поэтому газовая смесь после сгорания остаётся в цилиндре, сохраняя стенки цилиндра горячими.
Когда от двигателя требуется вновь ввести в действие все восемь цилиндров, то управляющая система вводит в действие сначала выпускной клапан. Он открывается, позволяя отработавшим газам покинуть цилиндр; затем топливо-воздушная смесь вновь поступает в камеру сжатия и процесс сгорания стартует заново.
Чтобы обеспечить плавную работу двигателя конструкторы изменили ещё и выпускную систему. Незамедлительно после вывода из действия четырёх цилиндров, когда выпускной клапан ещё омывается выхлопным потоком, истечение из последнего отдела катализатора уже закрывается. Это снижает волны высокого давления, возникающие в выпускной системе двигателя в четырёх цилиндровом режиме. Данные волны результируются в тенденции к вибрации блока двигатель-коробка передач. Данное акустическое явление благоприятствует также возникновению выхлопного шума.
Заявлено, что изменения двигателя никак не повлияли ни на какой участок характеристики мотора по крутящему моменту. Однако мощность S-500 упала приблизительно с 225 кВт (306 л.с.) до 220 кВт (299 л.с.).
Translate by Serg Khrunkov, unknown guy.
Источник статьи: http://home.sinn.ru/~magistr/Page/Motors/Mercedes.html
Управление распределением мощности — описание и принцип организации функции отключения цилиндров Мерседес W220
Управление распределением мощности — описание и принцип организации функции отключения цилиндров
Отключение цилиндров для снижения расхода топлива
1-8 — Цилиндры. Отключению цилиндров 2, 3, 5 и 8 возможно при определенных условиях
1 — Переключение коромысла (заблокировано)
1а — Роликовый рычаг
1b — Клапанный рычаг
1с — Пружина
1d — Соединительный штифт
1е — Нажимной палец
21 — Выпускная заслонка
В2/5 — Измеритель массы воздуха MAF пленочного типа
В11/4 — Датчик температуры охлаждающей жидкости
В28 — Датчик давления
В40 — Датчик уровня и температуры масла
В40/2 — Датчик давления масла отключения цилиндров
Y62 — Инжекторы цилиндров №№ 2, 3, 5 и 8
Y80 — Клапан отключения цилиндров правого ряда
Y81 — Клапан отключения цилиндров левого ряда
Y93 — Выпускной пластинчатый клапан
L5 — Датчик положения коленчатого вала (CKP)
М16/6 — Активатор дроссельной заслонки
N3/10 — Модуль управления двигателя (МЕ-SFI)
Т1/2 — Катушка зажигания 2
Т1/3 — Катушка зажигания 3
Т1/5 — Катушка зажигания 5
Т1/8 — Катушка зажигания 8
Х11/4 — Диагностический разъем DLC
а — К вакуумному резервуару
CAN — Шина данных
Привод отключения цилиндров
1 — Переключение коромысел
1а — Роликовый рычаг
1b — Клапанный рычаг
1с — Пружина
1d — Соединительный штифт
1е — Нажимной палец
3 — Оси коромысел
4 — Распределительный вал
Отключаются клапаны цилиндров 2 и 3 правого ряда, равно как цилиндров 5 и 8 левого ряда при определенных условиях функционирования двигателя.
Конструкция/принцип функционирования
Для отключения цилиндров 2 и 3 (правый ряд цилиндров) и 5 и 8 (левый ряд) их впускные и выпускные клапаны прекращают функционировать. При отключенных цилиндрах их клапаны остаются постоянно закрытыми, параллельно прекращается впрыск в них топлива и подача ВВ напряжения системы зажигания.
Функция отключения организована в модуле управления двигателя (ECM):
— Активация клапана отключения для цилиндров правого ряда (Y80).
— Активация клапана отключения для цилиндров левого ряда (Y81).
— Активация выпускного пластинчатого клапана (Y93).
— Сигнал датчика давления масла системы отключения цилиндров (В40/2).
— Сигнал датчика давления (В28), абсолютное давления во впускном трубопроводе.
— Выявление отказов отключения.
Используемые входные сигналы в ECM:
— От датчиков CKP и оборотов двигателя.
— От датчика положения дроссельной заслонки (TPS).
— Сигнал включения передачи.
— От датчика температуры масла.
Применяемые параметры ECM (ME-SFI) подстраиваются под функцию отключения цилиндров. Например:
— Отключение подачи топлива и напряжения питания в определенные цилиндры с последующей перестройкой фаз газораспределения и опережения зажигания под новые условия (цилиндры отключены).
— Активация исполнительного устройства дроссельной заслонки.
— Экстраполяция рабочих параметров под дальнейшее изменение условий (цилиндры отключены/включены).
— Адаптация состава смеси под текущие изменения в подаче воздуха и давления.
— Корректировка алгоритма диагностики STAR.
Функция отключения цилиндров деактивирована
Обе секции переключаемого коромысла блокируются между собой посредством подвижного соединительного штифта. Пружина отжимает штифт в положение блокировки.
Функция отключения цилиндров активирована
Клапаны отключения цилиндров правого и левого рядов (Y80 и Y81) активируются по команде ECM и открываются. Масло под давлением подается под нажимной палец сквозь оси коромысел, что приводит к отжиманию назад соединительных штифтов. Секции коромысел получают отдельные степени свободы и приобретают способность свободно двигаться друг относительно друга. Впускные и выпускные клапаны прекращают функционировать.
Расстыкованный клапанный рычаг опирается на пятку кулачка, что гарантирует попадание скользящего блокировочного пальца в гнездо роликового кулачка для отмены функции отключения цилиндров.
Рабочие моменты процедуры отключения цилиндров
Ввиду конструктивных особенностей, отключение цилиндров может быть реализовано только в определенных положениях двигателя:
— Клапаны должны быть закрыты. Срабатывание становится возможным только при разгруженных коромыслах.
— По завершении рабочего цикла выпускные клапаны всегда отключаются первыми, впускные — последними. При этом газ под давлением попадает в отключаемый цилиндр. Давление препятствует выводу масла из картера. Лямбда-управление остается отключенным при дальнейшем включении цилиндров и отработавшие газы выпускаются.
— Сначала отключаются цилиндры 2 и 3 правого ряда затем 8 и 5 левого (в порядке перечисления).
Состояние активации функции отключения цилиндров
— Период отключения (порядка 20 секунд) истекает после запуска двигателя.
— Температура охлаждающей жидкости двигателя выше чем +20°С.
— Обороты двигателя при нормальной рабочей температуры составляют:
» 925 ÷ 1700 в минуту при включенной 3-й передаче.
» 925 ÷ 1700 в минуту при включенной 4-й передаче.
» 925 ÷ 3500 в минуту при включенной 5-й передаче.
— Режим АТ: 3, 4 или D.
— Угол открывания дроссельной заслонки не превышает порогового значения, определяемого запросами двигателя.
— Давление масла превышает значение 2.5 атм.
— Температура двигательного масла находится в пределах диапазона 20 ÷ 130 °С.
— Температура всасываемого воздуха составляет порядка -40 ÷ 100 °С.
— Высота места не превышает значения 2500 м над уровнем моря.
— Выходное напряжение батареи составляет не менее 10.5 В.
— Отключение цилиндров происходит для варианта кодирования диагностики STAR.
— Контроллер системы управления тягой (ASR) не активирован.
Состояние деактивации функции отключения цилиндров
— Выявляются вредные для 3-функционального каталитического преобразователя (TWC) пропуски зажигания.
— Выявлено нарушение срабатывания функции отключения цилиндров.
— Активирован аварийный режим электронного управления педалью газа
— Произошел отказ выдачи сигнала датчика температуры масла.
— Произошел отказ выдачи сигнала датчика давления масла.
— По требованию устройства диагностики функциональной цепи.
— Имеет место чрезмерное для условий отключенного состояния цилиндров нарушение стабильности оборотов.
— Превышено максимально допустимое время непрерывного функционирования (около 25 секунд).
Функция отключения цилиндров будет активирована вновь спустя порядка 20 секунд.
Порог активации функции отключения цилиндров
Порог активации определяет условия отключения и включения функции отключения цилиндров при средних оборотах коленчатого вала и умеренной нагрузке на двигатель и зависит от правильности программирования параметров диагностики STAR. Допускаются следующие регулировки по корректированию программы:
— Порог выбирается из базовых установок параметров отдачи двигателя
— Вводится ограничение на активацию при оборотах ниже 1500 в минуту.
— Вводится ограничение по текущему состоянию параметров отдачи двигателя.
— Функция отключения деактивирована.
 |
Активация исполнительного устройства дроссельной заслонки
При активации функции отключаются 4 цилиндра двигателя. При этом крутящий момент сохраняется настолько постоянным, насколько это возможно. Дроссельная заслонка открывается вновь, в зависимости от нагрузки и оборотов двигателя. При отключении цилиндров включается реверс и дроссельная заслонка соответственно закрывается.
Дроссельная заслонка кратковременно активируется перед моментами включения и отключения функции отключения цилиндров.
При переключении между двумя режимами функционирования двигателя по возможности должен развиваться тот же крутящий момент с целью исключения заметной разницы в развиваемой двигателем мощности и достижения плавности переключения.
Активация выпускной заслонки
При активированной функции отключения цилиндров электромагнитный клапан-переключатель выпускной заслонки срабатывает по команде ECM (ME-SFI) при оборотах двигателя до 2500 в минуту. На диафрагму исполнительного устройства подается разрежение и заслонка частично перекрывает сечение выпускной трубы, что позволяет снизить уровень шумового фона.
Активация клапанов отключения цилиндров
Клапаны отключения цилиндров правого и левого рядов (Y80 и Y81) активируются по импульсному сигналу напряжения, выдаваемому непосредственно модулем управления двигателя (ME-SFI).
При активированной функции отключения цилиндров скорость переключения приблизительно в течение приблизительно 0.5 секунд достигает 95% с целью увеличения стартового тока и повышения скорости реагирования. Обмотки катушки защищены от термических перегрузок путем введения временного ограничения.
Дополнительные меры, применяемые на силовом агрегате при отключенных цилиндрах
— Подбирается масляный насос повышенной производительности (как на двигателе 120).
— На ременный привод устанавливается вибрационный демпфер.
— С целью снижения шумового фона используется преобразователь вращения с турбинным демпфером скручивающих усилий.
Источник статьи: http://automend.ru/mercedes-w220/mercedes-benz-13939-10.m_id-1314.m_id2-1315.html
