Désactivation du cylindre

Qu'est-ce que la désactivation des cylindres? C'est une méthode utilisée pour créer un moteur à cylindrée variable capable de fournir la pleine puissance d'un gros moteur dans des conditions de charge élevée ainsi que l'économie de carburant d'un petit moteur pour la croisière.

Le cas de la désactivation des cylindres

Dans une conduite typique à faible charge avec des moteurs à grande cylindrée (par exemple, la conduite sur autoroute), seulement environ 30% de la puissance potentielle d'un moteur est utilisée. Dans ces circonstances, le papillon des gaz n'est que légèrement ouvert et le moteur doit travailler dur pour y aspirer de l'air. Le résultat est une condition inefficace appelée perte de pompage. Dans cette situation, un vide partiel se produit entre le papillon des gaz et la chambre de combustion - et une partie de la puissance produite par le moteur n'est pas utilisée pour propulser le véhicule vers l'avant, mais pour surmonter la traînée sur les pistons et la manivelle de se battre pour attirer l'air à travers la petite ouverture et la résistance au vide qui l'accompagne au niveau du papillon des gaz. Au moment où un cycle de piston est terminé, jusqu'à la moitié du volume potentiel du cylindre n'a pas reçu une charge d'air complète.

La désactivation des cylindres à la rescousse

La désactivation des cylindres à faible charge force l'ouverture plus complète du papillon pour créer une puissance constante et permet au moteur de respirer plus facilement. Un meilleur flux d'air réduit la traînée sur les pistons et les pertes de pompage associées. Le résultat est une pression de chambre de combustion améliorée à mesure que le piston approche du point mort haut (PMH) et que la bougie est sur le point de tirer. Une meilleure pression dans la chambre de combustion signifie qu'une charge de puissance plus puissante et plus efficace est libérée sur les pistons lorsqu'ils poussent vers le bas et font tourner le vilebrequin. Le résultat net? Consommation de carburant sur route et en croisière améliorée.

Comment ça fonctionne?

En un mot, la désactivation des cylindres consiste simplement à maintenir les soupapes d'admission et d'échappement fermées pendant tous les cycles pour un ensemble particulier de cylindres dans le moteur. Selon la conception du moteur, l'actionnement des soupapes est contrôlé par l'une des deux méthodes courantes:

• Pour conceptions de tige de poussée-lorsque la désactivation du cylindre est requise, les poussoirs hydrauliques sont effondrés en utilisant des solénoïdes pour modifier la pression d'huile fournie aux poussoirs. Dans leur état affaissé, les poussoirs ne sont pas en mesure d'élever leurs poussoirs compagnons sous les culbuteurs de soupape, ce qui entraîne des soupapes qui ne peuvent pas être actionnées et restent fermées.
• Pour conceptions de came aérienne, généralement une paire de culbuteurs verrouillés ensemble est utilisée pour chaque soupape. Une bascule suit le profil de la came tandis que l'autre actionne la soupape. Lorsqu'un cylindre est désactivé, la pression d'huile commandée par solénoïde libère une goupille de verrouillage entre les deux culbuteurs. Alors qu'un bras suit toujours l'arbre à cames, le bras déverrouillé reste immobile et incapable d'activer la soupape.

En forçant les soupapes du moteur à rester fermées, un «ressort» d'air efficace est créé à l'intérieur des cylindres désactivés. Les gaz d'échappement piégés (des cycles précédents avant la désactivation des cylindres) sont comprimés lorsque les pistons se déplacent sur leur course ascendante, puis décompressés et repoussent les pistons lorsqu'ils reviennent sur leur course descendante. Parce que les cylindres désactivés sont déphasés (certains pistons montent tandis que d'autres descendent), l'effet global est égalisé. Les pistons ne sont en fait que pour le trajet.

Pour terminer le processus, la livraison de carburant pour chaque cylindre désactivé est interrompue en désactivant électroniquement les buses d'injection de carburant appropriées. La transition entre le fonctionnement normal et la désactivation est facilitée par des changements subtils dans l'allumage et le calage de l'arbre à cames ainsi que la position de l'accélérateur, le tout géré par des systèmes de commande électroniques sophistiqués. Dans un système bien conçu et exécuté, la commutation entre les deux modes est transparente - vous ne ressentez vraiment aucune différence et devez consulter les jauges du tableau de bord pour savoir que cela s'est produit.

En savoir plus sur la désactivation des cylindres au travail dans notre examen du GMC Sierra SLT flex-fuel, et voir l'économie de carburant instantanée qu'il génère dans la galerie de photos de l'essai routier du GMC Sierra.