محتوى المقال:
- ظهور النظام
- الآليات والجهاز
- مبدأ التشغيل ونوع الأنظمة
- سلبيات وإيجابيات
تكاد تكون أتمتة السيارات والاقتصاد في استهلاك الوقود من أهم المجالات التي يعمل فيها العديد من الشركات المصنعة. أحد الأمثلة على الاقتصاد في استهلاك الوقود هو نظام إدارة أسطوانة المحرك الحديث أو المعروف أيضًا باسم إيقاف تشغيل المحرك. بغض النظر عن الاسم ، فإن المبدأ هو الاقتصاد في استهلاك الوقود ، ولكن ، مثل أي آلية ، هناك إيجابيات وسلبيات.
كيف حدث نظام اغلاق الاسطوانة؟
القاعدة القديمة هي أنه كلما زاد إزاحة المحرك وزاد عزم الدوران ، زاد عدد الخيول الموجودة أسفل غطاء المحرك ، ولكن وفقًا لذلك ، فهو شره. في هذه الأيام ، لا يعمل هذا النمط دائمًا ، ويمكن أن يكون المحرك الصغير أكثر شرًا من المحرك الكبير. يعتبر أحد الأمثلة على الاقتصاد في استهلاك الوقود وخفض الانبعاثات نظام تحكم في مجموع الأسطوانات.
الغرض الرئيسي من نظام التحكم في الأسطوانة (ACC - التحكم النشط في الأسطوانة) هو تغيير حجم عمل الوحدة عن طريق إيقاف تشغيل بعض الأسطوانات أثناء التشغيل. وفقًا للبيانات الأولية ، يبلغ الاقتصاد في استهلاك الوقود حوالي 20٪ ، بينما يتم تقليل الانبعاثات الضارة إلى جانب غازات العادم بشكل كبير.
سبب تطوير نظام التحكم في الأسطوانة هو وضع التشغيل النموذجي للآلة. في كثير من الأحيان ، يتم استخدام الطاقة القصوى للوحدة حتى 30-40٪ لكامل فترة التشغيل. هذا هو المؤشر الرئيسي على أن المحرك يعمل دائمًا بحمل جزئي. كقاعدة عامة ، يكون صمام الخانق مفتوحًا قليلاً ، حيث تسحب الوحدة الهواء باستمرار للتشغيل. نتيجة لذلك ، نحصل على خسائر في الضخ (عملية خاملة) ، وانخفاض إضافي في كفاءة الوحدة.
كل مصنع يقوم بتنفيذ هذا النظام يطور أو يعدل الآليات الموجودة بطريقته الخاصة ، بشكل طبيعي ويستدعي الأنظمة بشكل مختلف. ولكن مع ذلك ، بغض النظر عن تسميته ، فإن المبدأ الرئيسي للعمل والغرض سيكونان نفس الشيء.
ما هو نظام التحكم في الاسطوانة
يعمل نظام التحكم في الأسطوانات في معظم الحالات على محركات قوية متعددة الأسطوانات (عادةً 6 أو 8 أو 12 أسطوانة). إن عملهم غير فعال تحت الأحمال الخفيفة ، خاصة عند القيادة في جميع أنحاء المدينة.
كانت الإشارات الأولى للنظام في عام 1981 على سيارات كاديلاك. اعتمدت الآلية على ملفات كهرومغناطيسية تم تركيبها على أذرع الروك. تم التحكم في الإلكترونيات بواسطة وحدة إلكترونية خاصة. بسبب التشغيل ، أصبحت أذرع الروك ثابتة ، وظلت الصمامات مغلقة بسبب قبضة الينابيع الميتة. كقاعدة عامة ، تم إيقاف تشغيل أزواج متقابلة من أسطوانات المحرك في رأس الأسطوانة. تم عرض المعلومات على لوحة العدادات لفهم عدد الأسطوانات التي تعمل وما إذا كانت تعمل بشكل جيد للسائق. لكن النظام لم يحصل على استخدام واسع النطاق ، وكانت هناك مشاكل في إمدادات الوقود ، وكذلك مع الإغلاق.
وبالتالي ، يعتمد نظام إدارة الأسطوانات الحديث على ثلاثة مكونات رئيسية على الأقل - الإلكترونيات ووحدة التحكم والجزء الميكانيكي الذي يتحكم في الأسطوانات.
كيف يعمل اغلاق اسطوانة المحرك
الاسم نفسه: إيقاف تشغيل الأسطوانات ، يشير إلى أن الآلية لن تكون بسيطة ، لأن الوحدة في البداية هي قلب الماكينة. بعد تجربة فاشلة في عام 1981 ، تم تركيب نظام معدل لإدارة الأسطوانة في مرسيدس بنز في عام 1999 ، يسمى التحكم النشط في الأسطوانة (ACC). تم إغلاق صمامات الأسطوانات بواسطة ذراع هزاز ذات شكل خاص ، وتتكون من رافعتين مترابطتين بواسطة المشابك. في وضع العمل ، كانوا متصلين في كل واحد.
إذا كان من الضروري فصل الأسطوانة ، فإن المزالج تطلق الوصلة ، ويمكن أن يتحرك كل من أذرع الروك بشكل مستقل. وتجدر الإشارة إلى أن الصمامات كانت مغلقة تحت تأثير الينابيع. بسبب ضغط الزيت ، تتحرك المشابك ويتم تعديل الضغط بواسطة صمام كهرومغناطيسي خاص. نتيجة لمثل هذا المخطط المعقد ، لم يعد الوقود يزود الاسطوانة.
لم يقم مهندسو مرسيدس-بنز بتحسين نظام التحكم في الأسطوانة فحسب ، بل توصلوا أيضًا إلى فكرة أن الصوت المميز لنظام العادم لمحرك قوي لا يتغير. للقيام بذلك ، عند إيقاف تشغيل الأسطوانات ، قاموا بتركيب صمام يتم التحكم فيه إلكترونيًا يمكنه تغيير حجم مسار العادم. وبالتالي ، فإن إغلاق الأسطوانات لم يغير من خاصية الصوت القاسي لنظام العادم.
تم تحسين نظام MDS (نظام التهجير المتعدد) بشكل أكبر ، وقد تم تثبيته على سيارات جيب ودودج وكرايسلر منذ عام 2004. حدود تشغيل نظام التحكم في الأسطوانة من 30 كم / ساعة ، ولكن عندما لا يتجاوز تردد العمود المرفقي 3000 دورة في الدقيقة. نظام MDS ليس بسيطا بما فيه الكفاية ، فهو يستخدم دافع ذو شكل خاص. إذا لزم الأمر ، فإنه يضمن فصل الصمام وعمود الكامات. حسب المهندسون أنه في الوقت المناسب ، يتم تزويد الزيت إلى دافع تحت الضغط ، وبالتالي الضغط على دبوس القفل. وبالتالي ، تتم إزالة الدافع من حالة التشغيل. يتم مراقبة ضغط الزيت وضبطه عن طريق صمام ملف لولبي ، أما النظام الثاني لتعطيل أسطوانات الوحدة من جنرال موتورز فهو Dod (الإزاحة عند الطلب) والذي يعتمد على النظام السابق. منذ عام 2004 ، تم تثبيت النظام على مركبات جنرال موتورز. لم يتأخر المهندسون اليابانيون في التطوير ، في عام 2005 بدأت هوندا في استخدام نظام VCM (إدارة الأسطوانات المتغيرة). عادة ، يتم تثبيت النظام على محرك على شكل V. أثناء القيادة الثابتة بسرعة منخفضة ، يقوم نظام VCM تلقائيًا بإلغاء تنشيط كتلة أسطوانة واحدة (على سبيل المثال ، 3 من أصل 6 متوفرة). إذا كان هناك انتقال من الحد الأقصى للحمل إلى غير المكتمل ، فإن النظام يترك أربع أسطوانات من أصل 6 تعمل.
يعتمد VCM على نظام VTEC. الأجزاء الرئيسية هي أذرع هزاز تعمل جنبًا إلى جنب مع الكاميرات ذات الأشكال المختلفة. إذا لزم الأمر ، يتم إيقاف تشغيل أذرع التأرجح أو تشغيلها بسبب آلية قفل المزالج. من أجل تحسين أداء المحرك ، طور الزوجان أنظمة AEM (Active Engine Mounts) ، والتي تنظم مقدار اهتزاز المحرك. نظام ASC (التحكم النشط في الصوت) - مصمم لتقليل الضوضاء ، للتخلص من الضوضاء غير المرغوب فيها في السيارة.
لم يتوقف التقدم عند مكان معين ، وأدخلت فولكس فاجن تعديلاتها الخاصة من خلال تطوير نظام ACT (تقنية الأسطوانة النشطة) في عام 2012. الهدف من تركيب محرك TSI سعة 1.4 لتر من الفولاذ. يعمل التحكم في أسطوانة المحرك بين 1400 و 4000 دورة في الدقيقة ، مما يؤدي إلى تعطيل اثنين من الأسطوانات الأربع. انتقل جزء من تصميم نظام ACT إلى سيارات Audi ، إلى تقنية توقيت الصمامات Valvelift System. للعمل ، يتم استخدام كاميرات ذات أشكال مختلفة ، وكلها ، دون استثناء ، موجودة على القابض المنزلق على طول عمود الكامات.
يشكل القابض والكاميرات ما يسمى بلوك الكامات ، وهناك أربع كتل في المحرك ، اثنتان على عمود العادم واثنتان على المدخل. يتم التحكم في كتل الحدبة بواسطة أربعة مشغلات. لتحريك الكتل ، يتم استخدام قضيب ينزلق على طول الأخدود المتصاعد للكتلة الرئيسية. يتم إرسال جميع أوامر التغيير من وحدة التحكم في المحرك.
كما ترون ، فإن النظام الموصوف بشكل سطحي هو في الواقع أكثر تعقيدًا بكثير. يعد الاقتصاد في استهلاك الوقود مع وجود نظام التحكم في أسطوانة المحرك ملحوظًا بشكل ملحوظ ، لكن تكلفة هذه المحركات أعلى بكثير.
إيجابيات وسلبيات نظام التحكم في الاسطوانة
كما هو الحال مع أي آلية ، فإن نظام إدارة أسطوانة المحرك له مزايا وعيوب.مما لا شك فيه ، يعتبر الاقتصاد في استهلاك الوقود وتقليل تآكل المحرك ميزة إضافية. لكن من ناحية أخرى ، هذا حمل إضافي على المحرك ، وضوضاء واهتزازات غير مرغوب فيها.
من أجل تجنب الأحمال على الوحدة ، تظل غازات العادم في المكابس غير المتصلة والتي تبقى من لحظات التشغيل السابقة. وبالتالي ، يتم ضغط الغازات أثناء تشغيل المكبس والضغط على المكبس عندما يتحرك إلى أسفل. توفر هذه الدورة معادلة الضغط والقوة. ولكن مع ذلك ، يمكن أن يؤدي أدنى عيب في السبيكة إلى عواقب غير متوقعة ، لذلك ، أثناء الإصلاح ، من الضروري تثبيت الأجزاء الأصلية فقط وإجراء الإصلاحات في محطات الخدمة المتخصصة ذات العلامات التجارية.
بالإضافة إلى أحمال المحرك ، يزداد الاهتزاز أيضًا بسبب الاشتعال غير المتكافئ للوقود في المحرك. قرر المهندسون تركيب حوامل محرك خاصة تعتمد على المكونات الهيدروليكية وحدافة مزدوجة الكتلة. يحدث قمع الضوضاء والاهتزاز في نظام العادم ، ولهذا الغرض يتم اختيار الأنابيب ذات الطول الخاص ، ويتم استخدام كاتم للصوت ، وكاتم صوت خلفي عادي وآخر أمامي ، مع رنانات بأحجام مختلفة.
في السيارات الحديثة يتم تركيب نظام تحكم في اسطوانة المحرك ، لكنه لا يزال يترك حق الاختيار للمشتري سواء احتاجه أم لا. لأن الشيء الرئيسي ليس التوفر ، ولكن مستقبل خدمتها. سعر إصلاح مثل هذا المحرك هو ضعف سعر نظير بدون نظام.
تشغيل النظام على هوندا أكورد:
تشغيل نظام ACT على محركات فولكس فاجن:
