jueves, 25 de junio de 2015

Motor con desconexión de cilindros TFSI

Sistema ACT, desconexión de cilindros del grupo VAG

Motor con desconexión de cilindros TFSI en Blogmecanicos


Acrónimo de Active Cylinder Technology, este sistema ha sido montado primero en
el motor TFSI de 1,4l y de 103 Kw tiene la posibilidad de, en según qué fases, mover el vehículo con sólo dos cilindros (1y4)  desconectando los dos restantes (2y3). La misión de este sistema es la de reducción de las emisiones y el consumo de combustible.


Cuando los motores funcionan en cargas bajas se produce una falta de rendimiento y un consumo excesivo debido a que la mariposa trabaja ligeramente abierta produciéndose  pérdidas por estrangulamiento.

Un motor con desconexión de cilindros y sin estrangulamiento (mariposa totalmente abierta) tiene menor consumo en esta fase que funcionando con los cuatro y con estrangulamiento (mariposa abierta ligeramente).

El mayor inconveniente para el desarrollo de este motor era no dejar abrir las válvulas de admisión y escape en la fase de desconexión, si no entraría demasiado aire en el escape enfriando el mismo y la consecuente compresión del mismo frenaría el movimiento de los dos cilindros que trabajan.
La desconexión de los dos cilindros en cargas bajas nos daría un motor muy descompensado debido a la menor frecuencia de explosiones, tanto la desactivación de cilindros como la activación debe ocurrir con suavidad de funcionamiento.


Finalidad del desarrollo del motor:
  • Reducción del consumo en velocidades moderadas entre 10/20%.
  • 8gr CO/ Km aproximadamente.
  • Con sistema Start-Stop hasta 24g CO2 / Km.
  • Un abanico de carga lo más extenso posible de funcionamiento en 2 cilindros.
  •  La velocidad más alta posible en marcha constante en modo 2 cilindros.
  • Buen nivel de confort para los pasajeros en la fase de 2 cilindros.


Motor con desconexión de cilindros TFSI en Blogmecanicos

Funcionamiento.
Para no dejar abrir las válvulas de los cilindros 2 y 3 en la fase de desconexión de cilindros se recurre al sistema desarrollado por Audi llamado también Valvelift. Las válvulas de dichos cilindros se mantienen cerradas y el encendido e inyección desconectados.

La presión del colector se regula a nivel más bajo, con la mariposa de gases, para evitar oscilaciones de par. En la fase de llenado se atrasa el encendido de acuerdo con el mismo para mantener el par neutro. Cuando se alcanza el nivel teórico de llenado se desactivan primero las válvulas de escape y después las de admisión de los cilindros 2 y 3. Después del último cierre de escape ya no se produce ninguna inyección quedando en la cámara de combustión el aire de la última admisión.

En la siguiente fase de compresión se obtienen presiones más bajas en la cámara efectuando los intercambios de conexión i desconexión de cilindros más confortables.

En los dos cilindros que quedan activos (1 y 4) se adapta el tiempo de inyección y el encendido para obtener un rendimiento óptimo en la fase de desconexión (2 y 3) pero también debido al empobrecimiento resultante de los gases de escape, así la regulación lambda trabaja con normalidad.  El funcionamiento del motor sin estrangulamientos tiene como resultante menores pérdidas por cambio de carga y una mejor combustión con menores pérdidas de calor en las paredes del cilindro.
Para la activación de los cilindros (2 y 3) se efectúa en el mismo orden que la desactivación, primero se activan las válvulas de escape y después las de admisión.

Modo de desactivación de cilindros:
Basándose en el concepto downspeeding, la desconexión de cilindros se utiliza principalmente en la fase de par según un mapa característico.
  • 1250 rpm. mínimo de funcionamiento en 2 cilindros ya que por debajo el funcionamiento del motor sería irregular.
  • 4000 rpm. máximo de funcionamiento para proteger los elementos de de los árboles de levas de las fuerzas de conmutación.
  • En 3ª velocidad la desconexión empieza a los 30 km/h y en 5ª y 6ª acaba a los 130 km/h aproximadamente.
  • El par máximo posible en desactivación de cilindros y dependiendo del número de rpm. es de 75 a 100 Nm.

En la fase desconexión de cilindros el funcionamiento del motor en pares más altos no consigue el consumo óptimo debido a los límites de picado y la modificación del ángulo de encendido, pasando su funcionamiento a cuatro cilindros.
Para disminuir al máximo el consumo, la desconexión de cilindros no se activa solamente en carga parcial, sino que también lo hace en deceleraciones. Al reducir la retención del motor se prolonga la fase de utilización del cut-off.
Sólo cuando el conductor pisa el freno en deceleración o al rodar cuesta abajo, información mandada por el ABS (sensor de inclinación), se activan los cilindros para aprovechar  al máximo el freno motor.


Motor con desconexión de cilindros TFSI en Blogmecanicos


Actuadores:
Para la desactivación de los cilindros centrales, en la culata dispone de dos actuadores dobles, uno para admisión y el otro para escape de cada cilindro.
Este elemento desplaza el conjunto de levas de admisión o de escape flotantes en una corredera.


Motor con desconexión de cilindros TFSI en Blogmecanicos

Funcionamiento en dos cilindros:
La UCE motor alimenta al actuador correspondiente para el desplazamiento de la corredera de levas, en este, al bajar el pasador de metal 2 encaja en el canal escogido i desplaza hacia la derecha la corredera dejando encima del balancín la leva de altura “cero”. Esta leva no tiene altura por lo cual la válvula no abrirá.


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Desactivación cilindro 2 lado admisión
  
Funcionamiento en cuatro cilindros:
Para pasar a cuatro cilindros, la UCE motor alimenta al actuador haciendo bajar el pasador de metal 1, en este momento entra en el canal que obliga a desplazar a la izquierda la corredera de levas y dejando encima del balancín la leva con lóbulo. Empezando a abrir las válvulas, primero las de escape y luego las de admisión.

Motor con desconexión de cilindros TFSI en Blogmecanicos
Activación cilindro 2 lado admisión




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