| TieuBao | Ngày: Thứ 6, 09-Mar-12, 20:38:40 | Bài viết # 1 |
Nhóm: Administrator
Số bài viết: 3090
Khen thưởng: 3
Được cảm ơn: 10001
Trạng thái: Offline
| Công nghệ tắt bớt xi lanh đã giúp mức tiết kiệm nhiên liệu ngày càng tăng.
Có lẽ người gợi ý cho phát minh này là các tài xế xe tải nặng. Trong thế chiến thứ II, vào thời điểm khan hiếm nhiên liệu, người ta thường chứng kiến các xe tải từng cặp một kéo nhau lưu thông trên đường. Ở những đoạn đường bằng phẳng, chiếc xe được kéo phía sau sẽ cài số 0, tắt máy để cho xe trước kéo, chỉ khi khởi động hoặc lên dốc cả hai xe mới nổ máy. Sáng kiến này đã tiết kiệm được một lượng xăng dầu đáng kể. Việc kéo xe khá là nguy hiểm nhưng trong thời chiến, cảnh sát giao thông cũng thông cảm với các bác tài.
Thực tế này cho thấy một chiếc xe sẽ chỉ hoạt động hết tất cả xi lanh khi tăng tốc, leo dốc hay chở nặng hơn mức bình thường còn trường hợp không chở nặng, chạy với tốc độ ổn định, việc tắt bớt một số xi lanh chắc chắn sẽ tiết kiệm nhiên liệu. Nhưng khi đó chưa ai nghĩ ra được làm thế nào để tắt bớt xi lanh.
GM người tiên phong
Trong cuộc khủng hoảng nhiên liệu lần thứ II, vào năm 1979, bộ vi xử lý đã ra đời, công nghệ phun xăng điện tử và đánh lửa điện tử cũng đã được phát minh, GM quyết định sản xuất một loại động cơ có tên: V8-6-4 (động cơ có thể hoạt động 8 xi lanh hoặc 6 hoặc 4 theo tùy chọn của lái xe, tương ứng với số xi lanh được nghỉ là 0-2-4). Việc tắt – mở xi lanh được gọi là “ biến thiên dịch chuyển” hay “kết cấu dịch chuyển”( "modular-displacement").
Cadillac V8-6-4
Khi nào xi lanh ngưng hoạt động? xi lanh ngưng hoạt động không có nghĩa là pít tông trong xi lanh ngừng chuyển động lên xuống. Khi các xi lanh ngừng hoạt động, các pít tông vẫn di chuyển lên xuống theo vòng quay của trục khuỷu nhưng các xu páp đều được đóng kín nhờ lò so ở chân xu páp, lúc này xi lanh không được cấp nhiên liệu, bu gi không được cấp điện. Như vậy các xi lanh ngưng hoạt động đồng nghĩa với xu páp ngưng hoạt động, (không phải pít tông ngưng hoạt động). Khi các xi lanh bị tắt sẽ hoạt động như một lò xo hơi, hấp thu động năng bị nén, sau đó trả lại động lượng khi dãn. Một phần năng lượng sẽ bị mất do pít tông ma sát với xi lanh, do vậy việc tắt bớt một nửa xi lanh không đồng nghĩa với tiết kiệm một nửa nhiên liệu.
Làm thế nào để xu páp ngừng hoạt động? Trục cam điều khiển việc đóng mở xu páp. Trên trục cam có gắn những “trục cam” hình bầu dục, Oval, giống như dây cua roa được bóp nhỏ lại ở một đầu. Để xu páp ngừng hoạt động, một cần gạt đẩy “trục cam” ra khỏi vị trí tác động đến chân xu páp và thay vào vị trí đó là một khoen tròn đồng tâm. Lúc này trục cam vẫn quay nhưng khoen tròn đồng tâm không tác động đến chân xu páp, xu páp luôn ở trạng thái đóng kín nhờ sức ép của lò so ở chân xu páp. Đó chính là “kết cấu dịch chuyển”( "modular-displacement") của GM.
Khi nào xu páp được đóng và trở lại bình thường? Khi ở chế độ đóng bớt 2 hoặc 4 xi lanh, các xu páp ở những xi lanh này không đóng lại ngay, bộ vi xử lý nhận tín hiệu từ cảm biến gắn ở các xi lanh để nhận biết trạng thái của xi lanh đang ở thì nào (hút, nén, nổ dãn, thoát), khi nhận được tín hiệu ở một xi lanh đã hoàn tất thì hút sẽ điều khiển cần gạt để gạt “trục cam” ra khỏi vị trí hoạt động và thay vào đó là vòng khoen. Các xi lanh còn lại sẽ được tăt khi cảm biến báo hiệu xu páp đã đóng kín.
Còn khi đang chạy ở chế độ 4 hoặc 6 xi lanh, người lái xe chỉ cần đạp chân ga, chế độ tắt bớt xi lanh lập tức được hủy bỏ, nhiên liệu được cấp, tia lửa điện được nẹt, động cơ trở lại hoạt động cả 8 xi lanh.
Vào năm 1979, Công ty Eaton phát triển động cơ V8-6-4 thành tiêu chuẩn trên các kiểu mẫu của Cadillac. Trên xe Cadillac V8-6-4 còn trang bị một đồng hồ MPG Sentinel, lái xe chỉ cần bấm nhẹ vào nút đồng hồ 1 lần, sẽ hiện chỉ báo số xi lanh hoạt động, bấm lần 2 sẽ hiện số tiêu hao nhiên liệu mpg (bao nhiêu dặm cho 1 ga lông).
Động cơ của Cadillac khi đó còn rất yếu, với 8 xi lanh, dung tích 6 lít nhưng chỉ có 140 mã lực. Tuy nhiên, Cadillac V8-6-4 với công nghệ tắt bớt xi lanh đã giúp tiết kiệm được 30% nhiên liệu, ấn tượng rất lớn đối với công chúng.
Đến năm 1984, công nghệ này vẫn chưa đáp ứng được nhu cầu tiết kiệm nhiên liệu dù đã được cải tiến và nó dần đi vào quên lãng.
Mercedes-Benz làm sống lại công nghệ tắt bớt xi lanh
Hai mươi năm sau, trên cơ sở công nghệ thông tin đã có những bước tiến dài, năm 1999, Mercedes-Benz ra đời động cơ V8 và V12 được trang bị hệ thống tắt bớt xi lanh có tên “Kiểm soát xi lanh hoạt động” (Active Cylinder Control), cũng dùng bộ vi xử lý để tắt bớt xu páp thông qua 2 tay đòn.
Mỗi hãng xe đặt một tên khác nhau cho công nghệ “tắt bớt xi lanh” Mercedes gọi là Active Cylinder Control, GM gọi là Displacement on Demand, Chrysler đặt tên Multi-Displacement, Honda đặt tên Variable Cylinder Management technology, chỉ có Volkswagen đặt tên khá đơn giản và dễ hiểu là “cylinder deactivation” (tắt xi lanh) .
Sau Mercedes không lâu, GM làm sống lại V8-6-4 với tên gọi mới “Dung tích theo nhu cầu” (Displacement on Demand) được trang bị lần đầu tiên trên Chevrolet TrailBlazer và GMC Envoy. Năm 2005, Chrysler tiếp bước với công nghệ xi lanh đa dung tích (Multi-Displacement) trang bị cho động cơ Hemi V8. Công nghệ này áp dụng trên các xe Chrysler 300C, Dodge Magnum, Dodge Ram pickup, Durango SUV, Jeep Grand Cherokee, Commander, Dodge Charger. Việc cách tân trong công nghệ của Chrysler đã giúp tiết kiệm được từ 10 đến 20% nhiên liệu và chỉ mất 4% giây để chuyển đổi giữa 2 chế độ.
Dodge Durango sử dụng động cơ Hemi V8, công nghệ Displacement on Demand
Cùng thời gian, Honda tham gia trào lưu với công nghệ Điều khiển xi lanh theo điều kiện vận hành (Variable Cylinder Management technology, VCM). Honda là nhà sản xuất ô tô đầu tiên áp dụng công nghệ tắt bớt xi lanh ở động cơ 6 xi lanh. VCM của Honda có rất nhiều cải tiến có thể gọi là cách mạng công nghệ. Honda đã dùng thủy lực thay cho cần gạt (cần gạt để đổi chỗ “trục cam” với vòng khoen để tắt xi lanh). Tốc độ của thủy lực nhanh hơn và có thể điều khiển từng “trục cam”. Hãng xe Nhật đã áp dụng công nghệ này trên động cơ 3.5L i-VTEC V6 (i là viết tắt của "intelligent", thông minh) việc chuyển đổi giữa chế độ chạy tất cả 6 xi lanh và tắt bớt xi lanh diễn ra hoàn toàn tự động, và êm ái. Người lái xe không cảm nhận được sự thay đổi.
Honda với động cơ 3.5L công nghệ i-VTEC VCM
Mới đây, đầu năm 2012, Volkswagen đã ra mắt lần đầu công nghệ “tắt xi lanh” (deactivation) ở động cơ mới 1,4 lít TSI tăng áp, phun nhiên liệu trực tiếp. Có thể nói, Volkswagen là nhà sản xuất ô tô đầu tiên áp dụng công nghệ này vào động cơ 4 xi lanh để sản xuất hàng loạt. Với cách tắt bớt tạm thời 2 trong 4 xi lanh (xi lanh 2 và 3) ở điều kiện tải nhẹ, động cơ 1.4 TSI sẽ giảm mức tiêu thụ 0,4 lít nhiên liệu/100 km . Công nghệ mới của VW đã được kiểm tra theo quy trình mới của châu Âu (NEDC) và đạt chuẩn. Nếu chức năng Stop/Start được kích hoạt, mức tiết kiệm nhiên liệu được nâng lên 0,6 lít/100 km. Điểm đáng chú ý là công nghệ tắt bớt xi lanh này khiến tốc độ vừa phải chứ không thay đổi. Ở vận tốc 50 km/giờ, khi xe ở số 3 hoặc số 4, sẽ tiết kiệm được gần 1 lít/100 cây số.
Đáng lưu ý là việc chuyển đổi chế độ đóng mở hoạt động 2 và 4 xi lanh chỉ mất 13 và 36 phần ngàn giây diễn ra hoàn toàn tự động do thiết bị điện tử điều hành trung tâm điều khiển sau khi xử lý các thông tin về vòng tua máy để biết xe đang tải nặng, tăng tốc hay chạy với tốc độ ổn định. Hệ thống thiết bị tắt bớt xi lanh của Volwagen chỉ nặng 3 kg.
Công nghệ stop –start
Stop- start là một bước phát triển của công nghệ tắt bớt xi lanh, xa hơn là công nghệ tắt tất cả các xi lanh. Việc tắt mở các xi lanh cũng diễn ra giống như ở công nghệ tắt bớt xi lanh. Hoạt động này cũng do bộ vi xử lý điều khiển sau khi phân tích thông tin từ bộ cảm biến gắn ở các xi lanh và cần phải có một xi lanh đã hoàn tất kỳ hút để khi tài xế đạp chân ga, nhiên liệu được phun và bu gi được đánh lửa lập tức động cơ hoạt động.
Hiệu quả của công nghệ tắt bớt xi lanh phụ thuộc chủ yếu vào sự tiến bộ của công nghệ thông tin cơ học. Về mặt cơ học bắt đầu từ việc chuyển đổi trục cam với vòng khoen được cải tiến từ cần gạt cơ khí sang thủy lực. Về công nghệ thông tin tắt xi lanh được phối hợp đồng bộ với công nghệ phun nhiên liệu trực tiếp (một bước tiến hóa của phun nhiên liệu điện tử), đánh lửa điện tử, gần đây được phối hợp thêm với bộ điều khiển khẩu độ cánh bướm gaz và turbo tăng áp điện tử, tất cả được tích hợp trong hệ thống điện tử điều khiển trung tâm. Tương lai chúng ta sẽ còn chứng kiến những cải tiến của công nghệ tắt bớt xi lanh và stop-start nhằm thực hiện mục tiêu nâng cao hơn nữa hiệu quả nhiên liệu.
(Theo jdpower)
TRẺ DÙNG SỨC KHỎE KIẾM TIỀN-GIÁ DÙNG TIỀN MUA SỨC KHỎE
NHỮNG GÌ CON NGƯỜI KHÔNG NGHĨ TỚI LẠI XẢY RA TRONG ĐỜI
|
| |
|
|
