Tìm hiểu về hệ thống Cylinder Deactivation (ngắt xy-lanh)

1. Hệ thống Cylinder deactivation là gì?

Hệ thống Cylinder Deactivation (tắt xi-lanh chủ động) là một công nghệ cho phép tạm thời vô hiệu hóa một số xi-lanh trong động cơ khi không cần toàn bộ công suất, nhằm tiết kiệm nhiên liệu và giảm lượng khí thải.

Ví dụ: Một động cơ V8 có thể hoạt động chỉ với 4 xi-lanh trong điều kiện tải nhẹ như đi đường trường, giúp tiết kiệm đáng kể nhiên liệu. Khi xe cần tăng tốc hoặc leo dốc, tất cả xi-lanh sẽ được kích hoạt trở lại để đảm bảo công suất.

2. Nguyên lý hoạt động

Hệ thống sẽ tự động kích hoạt khi:

• Động cơ chạy ở tải thấp (chạy ổn định, không tăng tốc).
• Mô-men xoắn yêu cầu thấp.
• Nhiệt độ động cơ và hệ thống đạt mức ổn định.
• Xe đang ở tốc độ hành trình hoặc đứng yên.

Việc vô hiệu hóa chủ yếu được sử dụng trên động cơ V6 hoặc V8, về nguyên tắc, nó làm giảm dung tích của động cơ khi nó hoạt động: Công suất động cơ lớn hơn khi tất cả các xi-lanh được kích hoạt và tiết kiệm nhiên liệu với công suất nhỏ hơn khi một số xi-lanh bị tắt.

Tuy nhiên, một giải pháp khác là các nhà sản xuất ô tô thích sử dụng động cơ tăng áp nhỏ, giúp cung cấp thêm không khí và nhiên liệu để cung cấp thêm năng lượng khi cần thiết.

Về cơ bản, việc ngừng kích hoạt là động cơ lớn hơn có thể hoạt động giống như động cơ nhỏ hơn, khi tăng áp là động cơ nhỏ hơn có thể hoạt động giống như động cơ lớn hơn. (Một số nhà sản xuất ô tô cũng kết hợp việc ngừng kích hoạt xi lanh và tăng áp trên động cơ của họ.)

Khi một xi lanh ngừng hoạt động, hệ thống sẽ đóng các van nạp và các van xả để không nhận thêm khí nạp và giải phóng khí đã qua sử dụng. Nó cũng ngừng phun nhiên liệu vào xi lanh. Pít-tông vẫn di chuyển lên xuống.

Hiệu quả tăng thêm không chỉ ở một nửa số xi-lanh nhận được nhiên liệu. Khi bạn không yêu cầu nhiều ở động cơ của mình, chẳng hạn như khi bạn đang di chuyển ở tốc độ ổn định, động cơ sẽ không hoạt động ở hiệu suất cao nhất. Các piston phải vượt qua lực cản của không khí khi chúng hút vào và đẩy không khí ra ngoài, được gọi là tổn thất bơm.

• Khi bạn nhấn nhẹ ga, chẳng hạn như ở tốc độ ổn định, tổn thất bơm sẽ cao hơn do chênh lệch áp suất giữa đường ống nạp và ống xả.
• Khi một số xi lanh ngừng hoạt động, không có không khí đi vào hoặc ra khỏi chúng, do đó không bị thất thoát khi bơm.

Ngoài ra, khi động cơ tự động bù đắp cho những xi-lanh “bị thiếu” đó, nó sẽ tạo ra ít chênh lệch áp suất khí nạp-xả hơn. Điều này làm giảm tổn thất bơm trong các xi lanh hoạt động, khiến chúng hoạt động hiệu quả hơn. Mặc dù chúng giúp di chuyển các pít-tông đã ngừng hoạt động nhưng vì tất cả chúng đều được gắn vào trục khuỷu nên nhìn chung động cơ vẫn hoạt động hiệu quả hơn.

3. Làm thế nào để hệ thống vô hiệu hóa xylanh hoạt động?

Hệ thống Cylinder Deactivation mang một ý nghĩa rất quan trọng. Việc tắt một số xylanh sẽ góp phần tiết kiệm nhiên liệu và giảm phát thải. Khi ECU nhận biết rằng chiếc xe không cần một lượng công suất lớn mà tất cả các xylanh tạo ra, một van điện từ ngừng hoạt động xilanh sẽ hoạt động để ngăn nhiên liệu và không khí đi vào xilanh. Điều này có nghĩa là quá trình đốt cháy trong một số xylanh không thể xảy ra, và nhìn chung lượng nhiên liệu được sử dụng ít hơn.

Động cơ có khả vô hiệu hóa một số xylanh không cần thiết còn được gọi là động cơ có dung tích thay đổi. Vì khi hệ thống vô hiệu hóa xylanh kích hoạt cho phép thay đổi dung tích động cơ tạm thời

Ví dụ: Nếu tạm thời tắt một nửa số xilanh của động cơ V8 4.0 lít, về cơ bản động cơ sẽ hoạt động giống như động cơ V4 2.0 lít trong thời gian ngừng hoạt động. Một động cơ lớn chạy trên tất cả các xi-lanh trong điều kiện công suất thấp như chạy trên đường cao tốc là không hiệu quả. Việc biến nó thành một động cơ nhỏ tạm thời có thể tăng khả năng tiết kiệm nhiên liệu lên tới 25% trong một số điều kiện lái xe nhất định.

4. Ưu điểm của hệ thống vô hiệu hóa xylanh?

• Cải thiện hiệu suất nhiên liệu.
• Giảm lượng khí thải.
• Giảm tổn thất bơm.
• Tối ưu hóa luồng không khí trong động cơ khi tải thấp.

Trong động cơ diesel, khí thải sau xử lý hiệu quả hơn do nhiệt độ khí thải cao hơn.

5. Sự cố của hệ thống vô hiệu hóa xylanh động cơ

Các hệ thống Cylinder Deactivation ngày nay phần lớn rất đáng tin cậy, nhưng chúng lại tạo ra một lớp phức tạp khác có thể xảy ra sai sót. Các hệ thống này cũng bị hạn chế về khả năng ngắt kết hợp các xylanh mà không làm đảo lộn sự cân bằng của động cơ hoặc gây ra tiếng ồn hoặc rung động không mong muốn. Một số phương án khắc phục như thay giá đỡ động cơ, bánh đà và bộ giảm rung có thể giải quyết vấn đề trên.

Tập đoàn Volkswagen kết hợp công nghệ khử tiếng ồn trong hệ thống âm thanh để loại bỏ âm thanh của động cơ V8 4.0 lít khi nó ở chế độ bốn xilanh trong một số xe của họ sử dụng động cơ này, chẳng hạn như Audi A8 .

6. Tổng kết

Hệ thống Cylinder Deactivation là một giải pháp thông minh trong quá trình tối ưu hóa hiệu suất và bảo vệ môi trường. Việc ngắt xi-lanh giúp động cơ đốt trong thích ứng linh hoạt với các điều kiện tải khác nhau mà không ảnh hưởng tới trải nghiệm lái xe.

Dù còn một số thách thức kỹ thuật, công nghệ này đang ngày càng phổ biến, đặc biệt khi kết hợp cùng các xu hướng điện khí hóa như Mild Hybrid, Turbocharged Downsizing, giúp xe vừa mạnh mẽ, vừa tiết kiệm nhiên liệu.

Trên đây là toàn bộ thông tin về hệ thống Cylinder Deactivation mà trung tâm Oto365.net muốn gửi đến bạn. Hy vọng bạn đã có thêm cho mình kiến thức hay trong ngày.