Πως επιτυγχάνεται όμως αυτό; Για μία ακόμα φορά θα πρέπει να παραθέσουμε ορισμένες απλές μηχανολογικές γνώσεις, ώστε να γίνει αντιληπτός ο τρόπος λειτουργίας της συγκεκριμένης τεχνολογίας. Ο κάθε κινητήρας (Μονάδα Εσωτερικής Καύσης) φέρει στο εσωτερικό του μία σειρά από κυλίνδρους (θαλάμους καύσης) στο εσωτερικό των οποίων μετακινούνται τα έμβολα. Η συντριπτική πλειοψηφία των αυτοκινήτων διαθέτει τετρακύλινδρους κινητήρες, υπάρχουν όμως αρκετά μικρότερα σύνολα, με τρικύλινδρα μοτέρ, όπως και μεγαλύτερα, με 6, 8, 10, 12, έως και 16 κυλίνδρους!
Με τη λειτουργία του, ο κάθε κύλινδρος παράγει ένα ποσό ενέργειας, το οποίο αθροιστικά μας δίνει τη συνολική ισχύ του κινητήρα. Για χάρη κατανόησης ας πούμε χοντρικά ότι σε ένα τετρακύλινδρο κινητήρα 100 ίππων, ο κάθε ένας από τους 4 κυλίνδρους μπορεί να παράγει έως και 25 ίππους. Για την λειτουργία, ωστόσο του κινητήρα, χρειάζεται καύσιμο. Οι βενζινοκινητήρες βασίζουν τη λειτουργία τους σε ένα κύκλο τεσσάρων χρόνων. Η πρώτη φάση είναι αυτή της εισαγωγής, όπου ο αέρας με το καύσιμο εισέρχονται στον θάλαμο καύσης. Η δεύτερη είναι η συμπίεση του μίγματος αυτού, από το έμβολο. Η τρίτη είναι η ανάφλεξη, όπου ένα μπουζί αναφλέγει το μίγμα, δημιουργώντας μία μικρή έκρηξη που πιέζει το έμβολο προς τα κάτω και η τέταρτη είναι η εξαγωγή, όπου τα καυσαέρια απομακρύνονται από το θάλαμο καύσης, ώστε να ξεκινήσει πάλι το πρώτο βήμα της εισαγωγής.
Κρατάμε, λοιπόν, ότι ο κάθε κύλινδρος ενός κινητήρα καταναλώνει καύσιμο και αποδίδει -χάρη σε αυτό- κάποια ισχύ. Ο ρυθμός, ωστόσο, αυτής της κατανάλωσης, όπως και η παραγόμενη ισχύς, δεν είναι σταθερά αλλά έχουν να κάνουν με τις συνθήκες κίνησης του αυτοκινήτου. Αλλιώς είναι να κινούμαστε σε ανηφόρα και αλλιώς σε κατηφόρα. Άλλο καταναλώνουμε κινούμενοι με 30 χλμ./ώρα και άλλο με 130 χλμ./ώρα. Γενικά, η κατανάλωση έχει να κάνει με το φορτίο και τις στροφές λειτουργίας του κινητήρα.
Αφού όμως δεν κινούμαστε συνεχώς με το γκάζι στο πάτωμα, αποζητώντας το σύνολο των 100 ίππων που προαναφέραμε, μήπως θα μπορούσαμε ενίοτε να απενεργοποιούμε τη λειτουργία ενός ή περισσότερων κυλίνδρων; Όταν κινούμαστε χαλαρά, για παράδειγμα, να σταματάμε να τροφοδοτούμε με καύσιμο τους 2 κυλίνδρους και να επαρκεί η λειτουργία των άλλων δύο.
|
|
|
Με αυτό ακριβώς το σκεπτικό, ξεκίνησαν οι πρώτοι πειραματισμοί για την απενεργοποίηση κυλίνδρων από πολυκύλινδρους κινητήρες, κατά το Β’ Παγκόσμιο Πόλεμο. Τα πρώτα λειτουργικά συστήματα, ωστόσο, άργησαν αρκετά να εμφανιστούν. Το 1981 η Cadillac παρουσίασε τον κινητήρα L62 «V8-6-4» ο οποίος από οκτακύλινδρος σε διάταξη V μπορούσε να απενεργοποιεί 2 ή και 4 κυλίνδρους, για οικονομία. Το ίδιο διάστημα, στην Ευρώπη, η Alfa Romeo με την Alfetta CEM (Controllo Elettronico del Motore) παρουσίασε το πρώτο τετρακύλινδρο μοτέρ, με σύστημα απενεργοποίησης δύο κυλίνδρων.
Με την πρόοδο της τεχνολογίας, τον άμεσο ψεκασμό καυσίμου απευθείας εντός των θαλάμων καύσης και με την ολοκλήρωση των ηλεκτρονικών συστημάτων ελέγχου των κινητήρων, τα συστήματα απενεργοποίησης κυλίνδρων έγιναν πολύ πιο εύκολα στην κατασκευή τους. Και οι αντίστοιχες, ολοένα και αυστηρότερες, προδιαγραφές ρύπων, βοηθούν επίσης προς αυτό το σκοπό. Στις μέρες μας έχουμε ακόμα και τρικύλινδρους κινητήρες, που μπορούν να απενεργοποιούν τον ένα εξ αυτών, χωρίς να επηρεάζεται η λειτουργία τους.
Από κατασκευαστικής απόψεως, υπάρχουν δύο κύριοι τύποι μηχανισμών που επιτυγχάνουν την επιλεκτική απενεργοποίηση των κυλίνδρων, οι οποίοι διαφοροποιούνται ως προς τον τρόπο απενεργοποίησης των βαλβίδων. Σε κάθε περίπτωση, αρχικά μεταβάλλουν ελαφρά το χρόνο ανάφλεξης των κυλίνδρων που θα συνεχίσουν να λειτουργούν, ενώ κατόπιν σταματούν να ψεκάζουν καύσιμο εντός του θαλάμου καύσης που θα απενεργοποιηθεί. Σειρά έχει η διακοπή της κίνησης των βαλβίδων εξαγωγής, ενώ αμέσως μετά και αυτών της εισαγωγής.
Η όλη διαδικασία απενεργοποίησης-ενεργοποίησης κυλίνδρων δεν κρατάει περισσότερο από μερικά χιλιοστά του δευτερολέπτου, πολύ πιο γρήγορα δηλαδή από ένα βλεφάρισμα. Χάρη, δε, στα προηγμένα ηλεκτρονικά συστήματα ελέγχου και στις ράβδους εξισορρόπησης κραδασμών που φέρει κάθε σύγχρονο μηχανικό σύνολο, δεν μεταβάλλουν τη συμπεριφορά του κινητήρα. Ο οδηγός είναι μάλλον απίθανο να μπορεί να καταλάβει με πόσους κυλίνδρους κινείται σε μία δεδομένη χρονική στιγμή, εκτός και αν υπάρχει σχετική ένδειξη στον πίνακα οργάνων.
Τώρα στο κατά πόσο τελικά αποδίδουν όλα αυτά, το πόση οικονομία μπορεί κανείς να κάνει με ένα τέτοιο σύστημα, θα πούμε ότι μία ιδανική τιμή μείωσης της κατανάλωσης είναι περίπου στο 10-12%. Υπενθυμίζουμε ότι η απενεργοποίηση των κυλίνδρων λειτουργεί μόνο σε χαμηλά φορτία του κινητήρα, όταν κινούμαστε δηλαδή σε χαλαρούς ρυθμούς. Δεν κερδίζουμε παντού. Σε συνδυασμό όμως και με άλλες τεχνολογίες, όπως ο άμεσος ψεκασμός, ο μεταβλητός χρονισμός των βαλβίδων, η υπερπλήρωση κ.λπ. καταφέρνουμε, στο τέλος της ημέρας, να απολαμβάνουμε αυτοκίνητα που κινούνται πιο γρήγορα και παράλληλα απαιτούν μικρότερη ποσότητα καυσίμων, ενώ ρυπαίνουν λιγότερο το περιβάλλον.
Follow @CarsnewsGr