Tyle cylindrów, ile akurat potrzeba

Po co korzystać naraz ze wszystkich cylindrów, skoro w danej chwili pożądaną moc może zapewnić np. jeden? Takie pytanie zadali i  odpowiedzieli na nie twórcy systemu Dynamic Skip Fire.

Firmy Delphi i Tula wspólnie pracują nad rozwiązaniami, które pozwolą uzyskać niższe o 15 – 20% zużycie paliwa. Do testów wykorzystywany jest samochód GMC Yukon Denali. Partner Delphi, firma Tula to jedno z przedsiębiorstw z kalifornijskiej Doliny Krzemowej. Co ciekawe, jego założycielem jest wynalazca, który – jak sam przyznaje – początkowo nie miał zielonego pojęcia o silnikach.

Od wzmacniacza do silnika

Nazwisko Adya Tripathi znane jest głównie audiofilom. Tripathi opracował bowiem pod koniec lat 90. mikroczip, który zastosowany we wzmacniaczach wydatnie poprawiał jakość dźwięku. Jego wynalazek został uznany przez organizację IEEE za „jeden z 25 mikroczipów, jakie wstrząsnęły światem”.

W 2008 roku Tripathi otworzył w San Jose nową firmę i poświęcił się znalezieniu innego sposobu sterowania mocą silników benzynowych niż metoda polegająca na ograniczaniu i zwiększaniu dopływu powietrza. W efekcie firma Tula opracowała rozwiązanie, w którym dzięki specjalnemu oprogramowaniu, moc sterowana jest włączaniem i wyłączaniem poszczególnych cylindrów. Przepustnica zaś pozostaje niemal przez cały czas otwarta.

Niepotrzebne powyłączać

Tula wyszła z założenia, że kierowca samochodu np. z silnikiem V8, sporadycznie wykorzystuje jego maksymalną moc. Można zatem korzystać podczas jazdy z minimalnej liczby cylindrów, która zapewni uzyskanie odpowiedniego momentu obrotowego. Metoda ta nazwana została Dynamic Skip Fire. – Wyobraźcie sobie, że jedziecie autostradą, poruszając się swoim GMC Yukon Denali z prędkością 110 km/h – mówi Jeff Owens, dyrektor ds. technologii w Delphi Automotive. – Aby utrzymać taką prędkość potrzebujecie tylko około 30 koni mechanicznych, a to jedynie mała część z 403 KM, które może wam zapewnić silnik V8. Nie ma więc potrzeby, by wszystkie cylindry były naraz wykorzystywane.

W praktyce więc, firma Tula opracowała silnik o stale zmieniającej się liczbie cylindrów.

Scott Bailey, prezes firmy Tula, uzupełnia wypowiedź Owensa:  – Podczas spokojnej jazdy ze stałą, niewielką prędkością mogę wykorzystywać zaledwie część jednego cylindra, ale w razie potrzeby włącza się komplet ośmiu cylindrów. Nasze rozwiązanie pozwala na ocenę sytuacji do 32 tysięcy razy na minutę, tak więc liczba cylindrów, w których dochodzi do zapłonu jest zawsze optymalna, co pozwala osiągnąć potrzebny w danym momencie moment obrotowy i zachować znakomite właściwości jezdne pojazdu.

Testowany GMC Yukon Denali może poruszać się w cyklu miejskim, wykorzystując jedynie dwa cylindry. Użytkownik nie zauważa żadnych irytujących wibracji układu napędowego czy karoserii pojazdu. Samochód porusza się płynnie, cicho i z taką samą werwą, jak każdy seryjnie produkowany GMC Yukon Denali.

Owens podkreśla, że system Dynamic Skip Fire zapewnia nie tylko oszczędną, ale i płynną jazdę. – Mam tu na myśli hałas, wibracje i kulturę pracy silnika, czy problemy związane z brakiem wyrównoważenia, które mogłyby być odczuwalne przez użytkowników podczas dezaktywacji poszczególnych cylindrów – mówi Owens. – Tutaj wszystko dzieje się tak szybko, że kierowca w ogóle tego nie odczuwa. To jest najbardziej zdumiewające w tej technologii. Nie ma różnicy w jeździe, za to spalanie spada o 17% – dodaje.

Nie tylko downsizing

System Dynamic Skip Fire był testowany w monstrualnym silniku V8 o pojemności 6,2 litra, ale jak zapewniają przedstawiciele Delphi, może on być stosowany we wszystkich silnikach spalinowych. Co ważne, stanowi on znakomite uzupełnienie downsizingu. Inżynierowie z Delphi i Tula pracują teraz nad pojazdem demonstracyjnym wyposażonym w silnik turbo GDi. Oczekuje się, że do końca przyszłego roku będzie można wykazać, że system Dynamic Skip Fire umożliwia uzyskanie 10% oszczędności w ilości spalanego paliwa w średniej wielkości samochodach, napędzanych 4-cylindrowymi silnikami o pojemności 1,8 l z turbosprężarką.

Bailey stwierdził, że nowa technologia to rozwiązanie tańsze od konkurencyjnych. W miarę popularyzacji systemu Dynamic Skip Fire, zdolność do obniżenia spalania o wartości dwucyfrowe przy niższych kosztach, przysporzy pomysłowi zwolenników. A wszystko to dzieje się w chwili, kiedy przemysł motoryzacyjny intensywniej niż kiedykolwiek poszukuje sposobów na poprawę ekonomiki spalania.

Koncern Delphi ogłosił, że zainwestuje w firmę Tula i razem z nią będzie prezentować nową technologię producentom samochodów na całym świecie.