THANHDATSPKTVL
Tài xế O-H
Công nghệ ngắt xilanh chủ động được phát triển từ thế kỷ XIX trên các dòng động cơ nhiều xilanh. Vào năm 2005 công nghệ này đã chính thức được nhà sản xuất ô tô ứng dụng lần đầu tiên trên các mẫu xe thương mại.
Ở mức tải bằng 30% công suất, trên các động cơ cỡ lớn bướm ga gần như đóng hoàn toàn. Điều này đã cản trở quá trình cấp khí cho các xilanh. Thiếu không khí, áp suất và nhiệt độ nén giảm khiến quá trình cháy kém hiệu quả, hiệu suất nhiệt thấp.
Thay vì để các máy tranh giành lượng khí nạp vào, công nghệ điều khiển xilanh biến thiên sẽ cho một số máy ngừng làm việc, để nhường khí nạp cho các xilanh còn lại. Một số buồng đốt nhận khí nhiều hơn làm tăng áp suất nén, vì thế hiệu suất nhiệt được cải thiện. Theo tính toán, lượng nhiên liệu tiêu thụ có thể giảm từ 8 đến 25%.
Trên các xilanh tạm dừng làm việc, các xupap xả và nạp đóng kín, hỗn hợp không khí trong buồng đốt bị cô lập với bên ngoài. Lúc này, chúng có vai trò như một chiếc lò xo. Nó sẽ bị nén khi khi piston đi từ điểm chết dưới (ĐCD) lên điểm chết trên (ĐCT), và giãn nở trong hành trình ngược lại từ ĐCT xuống ĐCD. Quá trình giãn nở của khối khí cô lập tạo sự cân bằng tổng thể, đồng thời không gây ra phụ tải cho động cơ.
Quá trình chuyển đổi trạng thái được thực hiện bằng cách thay đổi đồng bộ hệ thống đánh lửa, hệ thống phân phối khí, và vị trí bướm ga. Việc ngắt xilanh sử dụng bộ điều khiển để tác động lên hệ thống đánh lửa và hệ thống phân phối khí đóng các xupap nạp và thải làm hỗn hợp nhiên liệu và không khí không vào bên trong xilanh động cơ (hay còn gọi là cắt lửa cắt xăng).
Ví dụ động cơ V6:
Khi khởi động hoặc lên dốc, động cơ làm việc đầy đủ với 6 xilanh (V6). Khi đạt tốc độ ổn định, động cơ chỉ làm việc với 4 xilanh (V4), hai xi-lanh còn lại không sử dụng nhiên liệu. Ở chế độ cầm chừng hoặc tốc độ chậm, động cơ chỉ có 3 xilanh hoạt động (i3). Ba xi-lanh còn lại "nghỉ", tức piston vẫn lên-xuống nhưng không đốt nhiên liệu. Tuy nhiên, không phải tốc độ chậm nào xe cũng ngắt 3 xilanh mà còn tùy thuộc vào tải động cơ. Tại tốc độ ổn định cao thì động cơ vẫn hoạt động đầy đủ với 6 xi-lanh để đảm bảo công suất.
Chế độ động cơ được điều khiển bằng ECU và người lái gần như không nhận ra sự thay đổi. Khi chuyển từ V6 sang trạng thái V4 hoặc i3, động cơ sẽ chống rung và tiếng ồn bằng cách sinh ra sóng triệt tiêu một cách chủ động.
Cadillac là một trong những hãng xe đầu tiên giới thiệu công nghệ này với động cơ có tên L62 V8-6-4. Tên gọi này cho biết động cơ có thể làm việc ở các chế độ sử dụng 8 xilanh hay chỉ sử dụng 6 hoặc 4 xilanh duy trì làm việc. Mitsubishi cũng ứng dụng công nghệ này với tên gọi MD (Modulated Displacement) trên mẫu động cơ 4G12 traight-4.
Sau đó, nhờ hiệu quả tiết kiệm nhiên liệu, công nghệ này được các hãng xe hơi ứng dụng rộng rãi với các tên gọi khác nhau, phụ thuộc vào nhà sản xuất.
Tuy nhiên, hệ thống biến thiên xilanh hiện vẫn sử dụng các cơ cấu điều khiển bằng cơ khí hoặc thủy lực dưới sự hỗ trợ của hệ thống điện tử để ngừng sự hoạt động của các xilanh. Điều này khiến hệ thống vẫn còn độ trễ vào thời gian hoạt động với số lượng cố định xilanh còn dài, chưa linh hoạt nhanh chóng được.
Ở mức tải bằng 30% công suất, trên các động cơ cỡ lớn bướm ga gần như đóng hoàn toàn. Điều này đã cản trở quá trình cấp khí cho các xilanh. Thiếu không khí, áp suất và nhiệt độ nén giảm khiến quá trình cháy kém hiệu quả, hiệu suất nhiệt thấp.
Thay vì để các máy tranh giành lượng khí nạp vào, công nghệ điều khiển xilanh biến thiên sẽ cho một số máy ngừng làm việc, để nhường khí nạp cho các xilanh còn lại. Một số buồng đốt nhận khí nhiều hơn làm tăng áp suất nén, vì thế hiệu suất nhiệt được cải thiện. Theo tính toán, lượng nhiên liệu tiêu thụ có thể giảm từ 8 đến 25%.
Trên các xilanh tạm dừng làm việc, các xupap xả và nạp đóng kín, hỗn hợp không khí trong buồng đốt bị cô lập với bên ngoài. Lúc này, chúng có vai trò như một chiếc lò xo. Nó sẽ bị nén khi khi piston đi từ điểm chết dưới (ĐCD) lên điểm chết trên (ĐCT), và giãn nở trong hành trình ngược lại từ ĐCT xuống ĐCD. Quá trình giãn nở của khối khí cô lập tạo sự cân bằng tổng thể, đồng thời không gây ra phụ tải cho động cơ.
Quá trình chuyển đổi trạng thái được thực hiện bằng cách thay đổi đồng bộ hệ thống đánh lửa, hệ thống phân phối khí, và vị trí bướm ga. Việc ngắt xilanh sử dụng bộ điều khiển để tác động lên hệ thống đánh lửa và hệ thống phân phối khí đóng các xupap nạp và thải làm hỗn hợp nhiên liệu và không khí không vào bên trong xilanh động cơ (hay còn gọi là cắt lửa cắt xăng).
Ví dụ động cơ V6:
Khi khởi động hoặc lên dốc, động cơ làm việc đầy đủ với 6 xilanh (V6). Khi đạt tốc độ ổn định, động cơ chỉ làm việc với 4 xilanh (V4), hai xi-lanh còn lại không sử dụng nhiên liệu. Ở chế độ cầm chừng hoặc tốc độ chậm, động cơ chỉ có 3 xilanh hoạt động (i3). Ba xi-lanh còn lại "nghỉ", tức piston vẫn lên-xuống nhưng không đốt nhiên liệu. Tuy nhiên, không phải tốc độ chậm nào xe cũng ngắt 3 xilanh mà còn tùy thuộc vào tải động cơ. Tại tốc độ ổn định cao thì động cơ vẫn hoạt động đầy đủ với 6 xi-lanh để đảm bảo công suất.
Chế độ động cơ được điều khiển bằng ECU và người lái gần như không nhận ra sự thay đổi. Khi chuyển từ V6 sang trạng thái V4 hoặc i3, động cơ sẽ chống rung và tiếng ồn bằng cách sinh ra sóng triệt tiêu một cách chủ động.
Cadillac là một trong những hãng xe đầu tiên giới thiệu công nghệ này với động cơ có tên L62 V8-6-4. Tên gọi này cho biết động cơ có thể làm việc ở các chế độ sử dụng 8 xilanh hay chỉ sử dụng 6 hoặc 4 xilanh duy trì làm việc. Mitsubishi cũng ứng dụng công nghệ này với tên gọi MD (Modulated Displacement) trên mẫu động cơ 4G12 traight-4.
Sau đó, nhờ hiệu quả tiết kiệm nhiên liệu, công nghệ này được các hãng xe hơi ứng dụng rộng rãi với các tên gọi khác nhau, phụ thuộc vào nhà sản xuất.
Tuy nhiên, hệ thống biến thiên xilanh hiện vẫn sử dụng các cơ cấu điều khiển bằng cơ khí hoặc thủy lực dưới sự hỗ trợ của hệ thống điện tử để ngừng sự hoạt động của các xilanh. Điều này khiến hệ thống vẫn còn độ trễ vào thời gian hoạt động với số lượng cố định xilanh còn dài, chưa linh hoạt nhanh chóng được.
