Riadenie rozvodu výkonu — popis a princíp organizácie funkcie vypnutia valca (Mercedes-Benz S-Class W220)

Deaktivácia valca na zníženie spotreby paliva

Pohon vypnutia valca

Ventily valcov 2 a 3 pravého radu, ako aj valcov 5 a 8 ľavého radu, sú za určitých prevádzkových podmienok motora vypnuté.

Dizajn/funkčný princíp

Na vypnutie valcov 2 a 3 (pravý rad valcov) a 5 a 8 (ľavý rad) ich vstupné a výstupné ventily prestanú fungovať. Po vypnutí valcov zostanú ich ventily trvalo zatvorené a zároveň sa do nich zastaví vstrekovanie paliva a prívod výbušného napätia do zapaľovacieho systému.

Funkcia vypnutia je organizovaná v riadiacom module motora (ECM):

• Aktivácia uzatváracieho ventilu pre valce na pravej strane (Y80).
• Aktivácia uzatváracieho ventilu pre ľavé valce (Y81).
• Aktivácia ventilu výfukovej dosky (Y93).
• Signál zo snímača tlaku oleja systému deaktivácie valca (B40/2).
• Signál snímača tlaku (B28), absolútny tlak v sacom potrubí.
• Detekcia porúch odstavenia.

Použité vstupné signály do ECM:

• Zo snímačov CKP a otáčok motora.
• Zo snímača polohy škrtiacej klapky (TPS).
• Signál štartovania prevodového stupňa.
• Zo snímača teploty oleja.

Použité parametre ECM (ME-SFI) sú prispôsobené funkcii deaktivácie valca. Napríklad:

• Vypnutie prívodu paliva a napájacieho napätia do určitých valcov s následným nastavením časovania ventilov a časovania zapaľovania na nové podmienky (valce vypnuté).
• Aktivácia ovládača škrtiacej klapky.
• Extrapolácia prevádzkových parametrov na ďalšie zmeny podmienok (valce vypnuté/povolené).
• Prispôsobenie zloženia zmesi aktuálnym zmenám prívodu vzduchu a tlaku.
• Oprava diagnostického algoritmu STAR.

Funkcia vypnutia valca je deaktivovaná

Obidve časti prepínateľného vahadla sú spolu uzamknuté pomocou pohyblivého spojovacieho čapu. Pružina tlačí kolík do uzamknutej polohy.

Aktivovaná funkcia deaktivácie valca

Uzatváracie ventily pravého a ľavého valca (Y80 a Y81) sú aktivované ECM a otvorené. Cez osi vahadiel je pod prítlačný čap privádzaný olej pod tlakom, čím dochádza k spätnému zatlačeniu spojovacích čapov. Sekcie vahadla dostávajú samostatné stupne voľnosti a získavajú schopnosť voľne sa pohybovať voči sebe navzájom. Sacie a výfukové ventily prestanú fungovať.

Neukotvená páka ventilu spočíva na päte vačky, čo zaisťuje, že posuvný poistný kolík zapadne do sedla valčekovej vačky, aby sa zrušila funkcia deaktivácie valca.

Pracovné momenty postupu vypínania valca

Kvôli konštrukčným vlastnostiam môže byť deaktivácia valca implementovaná len v určitých polohách motora:

• Ventily musia byť zatvorené. Prevádzka je možná len vtedy, keď sú vahadlá nezaťažené.
• Na konci pracovného cyklu sa výfukové ventily vždy vypínajú ako prvé, sacie ventily ako posledné. V tomto prípade plyn pod tlakom vstupuje do vypnutej fľaše. Tlak zabraňuje úniku oleja z kľukovej skrine. Regulácia lambda zostáva vypnutá, pretože valce sú naďalej zapnuté a výfukové plyny sa uvoľňujú.
• Najprv sa vypnú valce 2 a 3 pravého radu, potom 8 a 5 ľavého (v uvedenom poradí).

Stav aktivácie funkcie vypnutia valca

• Obdobie výpadku prúdu (asi 20 sekúnd) vyprší po naštartovaní motora.
• Teplota chladiacej kvapaliny motora je vyššia ako +20°C.
• Otáčky motora pri normálnej prevádzkovej teplote sú:
• 925÷1700 za minútu pri zaradenom 3. prevodovom stupni.
• 925÷1700 za minútu pri zaradenom 4. prevodovom stupni.
• 925÷3500 za minútu pri zaradenom 5. prevodovom stupni.
• Režim AT: 3, 4 alebo D.
• Uhol otvorenia škrtiacej klapky nepresahuje prahovú hodnotu určenú požiadavkami motora.
• Tlak oleja presahuje 2,5 atm.
• Teplota motorového oleja je v rozmedzí 20÷130°C.
• Teplota nasávaného vzduchu je cca -40÷100°C.
• Nadmorská výška miesta nepresahuje 2500 m nad morom.
• Výstupné napätie batérie je minimálne 10,5 V.
• Pre možnosť diagnostického kódovania STAR dôjde k deaktivácii valca.
• Regulátor trakčnej kontroly (ASR) nie je aktivovaný.

Stav deaktivácie funkcie vypnutia valca

• Zistia sa zlyhania zážihu, ktoré sú škodlivé pre 3-cestný katalyzátor (TWC).
• Bola zistená porucha funkcie vypnutia valca.
• Núdzový režim elektronického ovládania plynového pedála je aktivovaný
• Signál snímača teploty oleja zlyhal.
• Signál snímača tlaku oleja zlyhal.
• Podľa požiadaviek prístroja na diagnostiku funkčného obvodu.
• Dochádza k narušeniu stability otáčok, ktoré je pre podmienky vypnutia valcov nadmerné.
• Prekročený maximálny povolený čas nepretržitej prevádzky (asi 25 sekúnd).

Funkcia deaktivácie valca sa znova aktivuje asi po 20 sekundách.

Prahová hodnota aktivácie pre funkciu vypnutia valca

Prah aktivácie určuje podmienky pre deaktiváciu a aktiváciu funkcie deaktivácie valca pri stredných otáčkach kľukového hriadeľa a miernom zaťažení motora a závisí od správneho naprogramovania diagnostických parametrov STAR. Na úpravu programu sú povolené tieto úpravy:

• Prahová hodnota sa volí zo základných nastavení výstupných parametrov motora
• Zavádza sa obmedzenie pri aktivácii pri otáčkach pod 1500 ot./min.
• Zavádza sa obmedzenie na aktuálny stav výstupných parametrov motora.
• Funkcia vypnutia je deaktivovaná.

Poznámka. Keď je aktivovaná funkcia deaktivácie valca, sú povolené len dočasné úpravy diagnostických parametrov STAR, aby sa obnovil narušený komfort. Malo by sa pamätať na to, že zavedenie obmedzení na deaktiváciu valcov má negatívny vplyv na spotrebu paliva.

Aktivácia ovládača škrtiacej klapky

Pri aktivácii funkcie sa vypnú 4 valce motora. V tomto prípade sa krútiaci moment udržiava čo najkonštantnejší. Škrtiaca klapka sa opäť otvorí v závislosti od zaťaženia a otáčok motora. Keď sú valce vypnuté, aktivuje sa spätný chod a škrtiaci ventil sa zodpovedajúcim spôsobom uzavrie.

Pred aktiváciou a deaktiváciou funkcie deaktivácie valca sa krátko aktivuje škrtiaca klapka.

Pri prepínaní medzi dvoma prevádzkovými režimami motora by sa mal podľa možnosti vyvinúť rovnaký krútiaci moment, aby sa eliminovali badateľné rozdiely vo výkone vyvinutom motorom a dosiahlo sa plynulé prepínanie.

Aktivácia výfukovej klapky

Keď je aktivovaná funkcia deaktivácie valca, elektromagnetický ventil spínača výfukovej klapky sa aktivuje príkazom z ECM (ME-SFI) pri otáčkach motora do 2500 ot./min. Na membránu ovládača sa aplikuje vákuum a klapka čiastočne blokuje prierez výfukového potrubia, čo znižuje hladinu hluku pozadia.

Aktivácia uzatváracích ventilov valcov

Ventily na deaktiváciu pravého a ľavého valca (Y80 a Y81) sa aktivujú napäťovým impulzným signálom dodávaným priamo z riadiaceho modulu motora (ME-SFI).

Keď je aktivovaná funkcia deaktivácie valca, rýchlosť spínania dosiahne 95 % v priebehu približne 0,5 sekundy, aby sa zvýšil štartovací prúd a zlepšila sa rýchlosť odozvy. Vinutia cievky sú chránené pred tepelným preťažením zavedením časového limitu.

Ďalšie opatrenia aplikované na pohonnú jednotku, keď sú valce vypnuté

• Je zvolené vysokovýkonné olejové čerpadlo (ako pri motore 120).
• Na remeňovom pohone je nainštalovaný tlmič vibrácií.
• Na zníženie hluku pozadia sa používa rotačný menič s tlmičom krútiaceho momentu turbíny.