Pokud si vedete výsledkovou kartu, je ve hře nová automobilová zkratka – DFM. Je to zkratka pro Dynamic Fuel Management a je to dvojitá verze Active Fuel Management (AFM) od GM, která se na začátku nazývala Displacement-on-Demand (DoD). Tato závratná abecední polévková antologie je zaměřena na jediný cíl – vytvoření motoru V8 s proměnným zdvihovým objemem.
Jak asi víte, AFM byl relativně jednoduchý systém, který přeměňuje motor V8 na čtyřválec (operativně) deaktivací čtyř válců. DFM tuto myšlenku rozšiřuje instalací pružinových zvedáků ve stylu AFM ve všech 16 polohách, takže všech osm válců (místo pouze čtyř) lze nyní selektivně deaktivovat. Tento režim provozu se v současnosti používá u motorů nákladních vozidel a SUV 2019 l a 5.3 l pro rok 6.2 jako způsob, jak zvýšit spotřebu paliva.
DFM ve srovnání s AFM
Mechanicky je DFM pouze rozšířením dřívějšího systému AFM. AFM využívá speciální hydraulicky aktivované zvedáky, které se po aktivaci v podstatě stávají tím, co by se dalo nazvat zařízením pro ztrátu pohybu. Normální zvedák sleduje lalok vačky a převádí tento rotační pohyb na vertikální zdvih prostřednictvím vaší tlačné tyče, která pak působí na vaše ventily.
Když je zvedák AFM aktivován, odděluje tento zvedací pohyb tak, že zatímco zvedák stále sleduje lalok vačky, neuděluje žádný vertikální zdvih tlačné tyči. Palivo se samozřejmě nevstřikuje a v deaktivovaných válcích je zadržována jiskra. V obou systémech lze tuto deaktivaci a následnou reaktivaci provést během milisekund, což umožňuje bezproblémový přechod mezi aktivními a neaktivními válci.
DFM bude nasazen jak v lehkých nákladních vozidlech, tak v SUV, včetně motorů 2019 5.3 l (zobrazeno) a 6.2 l.
Proces deaktivace AFM začíná tím, že se nejprve neotevře výfukový ventil a spálený plyn se zachytí ve válci. Tento plyn působí jako pružina, stlačuje se, když se píst zvedá ve válci, a pomáhá tlačit píst dolů, když se pohybuje směrem od horní úvratě (TDC). I když dochází k určitým ztrátám při čerpání, expanze funguje jako plynová pružina. Výkon potřebný ke stlačení plynu v jednom válci je kompenzován expanzí zachyceného plynu v protilehlém válci. Systém DFM mechanicky funguje stejným způsobem.
Aby byli všichni na stejné vlně, po aktivaci systému AFM přemění motor V8 na čtyřválcový motor. DFM rozšiřuje původní režim V8/V4 na 17 samostatných konfigurací deaktivace, od dvouválcového režimu až po normální provoz V8. Sekvence různých příkazů k odpálení válce je řízena ECU, která může snadno zpracovat 80 rozhodnutí za sekundu – nebo jedno každých 0.0125 sekundy. GM nám říká, že k ovládání různých sekvencí zapalování válců DFM je potřeba 69,904 XNUMX řádků kódu. Bude to vyžadovat několik odstavců, abyste vysvětlili, jak to všechno funguje.
Aktivní řízení paliva bylo použito na několika malých blocích GEN IV a V od uvedení v roce 2005 na motory 5.3 l V8. Toto je sestava Lifter Oil Manifold Assembly (LOMA), která je klíčem k provozu AFM.
Kódování na úrovni matice
Pro začátek inženýři GM vytvořili to, co nazývají „zlomky operace“, vyjádřené v tom, co se zdá být standardními zlomky, které jsme se všichni učili na základní škole. Jsou to skutečně jen číselné výrazy ilustrující počet aktivních versus neaktivních válců. Ihned se tyto zlomky budou zdát neobvyklé, protože nejsou vyjádřeny jako x/8, jak byste mohli očekávat. Namísto toho definice 4/5 znamená, že čtyři z pěti válců jsou aktivní, takže pouze jeden válec v sekvenci pěti nestřílí.
GM metoda používá více jmenovatelů (číslo pod čárou zlomku) pro různé sekvence. Příklady zahrnují 2/5, 3/8, 5/9, 1/3 a další s 16 celkovými zlomky se 17. režimem ovládajícím všech osm válců. Jmenovatele jsou vybrány, protože se všechny dělí rovnoměrně do 720 stupňů rotace nezbytných pro čtyřtaktní motor. Například 720 děleno 5 = 144 stupňů.
GM nám poslalo tabulku, která zobrazuje 16 ze 17 řetězců, aby ilustrovala, jak probíhá deaktivace válce. To znamená, že válce jsou navrženy tak, aby se znovu aktivovaly v řetězci, aby se minimalizovaly vibrace a aby se udrželo teplo ve všech válcích pro lepší účinnost. Pro orientaci 2/3 jako příklad by deaktivované válce pro prvních 720 stupňů rotace byly 1, 2 a 4. V dalších 720 stupních rotace by deaktivované válce byly 8, 6 a 3.
(Vlevo) Tato velká mřížka odhaluje 16 samostatných verzí DFM – 17. je plný režim V8. Nejlepší způsob, jak je vyhodnotit, je použít jmenovatele při počítání válců. Například frakce 4/9 vystřelí čtyři válce na každých devět válců v sekvenci. Takže pro 4/9 – válce 1, 8, 5 a 3 nevystřelí skrz devět válců a pak sekvence začne znovu. Tím se otáčí upuštěné a vystřelující válce, takže po devět cyklů (18 otáček kliky) by každý válec vystřelil pouze čtyřikrát. (Vpravo) Toto je bližší pohled na zlomek 1/3. To znamená, že na každé tři válce v pořadí střelby bude aktivní pouze jeden. Každá řada je jedna úplná rotace o 720 stupňů pro všech 8 válců. Zelené čtverečky označují aktivní válec, zatímco bílé čtverečky jsou pro deaktivované. Tento displej ukazuje šest otáček klikového hřídele (tři řady po 2 otáčkách), aby se jednou zapálilo všech osm válců.
GM říká, že systém byl testován, aby zajistil správnou funkci v teplotním rozsahu od -13 do 239 stupňů F. Navíc dynamické testování posunulo systém na ekvivalent 5 milionů najetých mil ve snaze zajistit odolnost. To se počítá na desítky milionů cyklů.
GM poukazuje na typický průmyslový testovací cyklus prováděný na systému AFM staršího 5.3l nákladního vozidla. V režimu V8 fungoval 52 procent času a v režimu V4 zbývajících 48 procent. Provedení stejného průmyslového testovacího cyklu s nákladním vozidlem 2019 l DFM z roku 5.3 výrazně změnilo procenta, kde režim V8 představoval 39 procent, 45 procent v režimu V4 a 16 procent v méně než čtyřech válcích. Připočteme-li režimy deaktivace DFM, představuje to více než polovinu (39 + 16 = 55 procent) celkového jízdního cyklu probíhajícího v režimu úspory paliva.
Dynamic Fuel Management (DFM) nyní umožňuje společnosti GM mnohem větší volnost při spouštění válců pro lehkou škrticí klapku a provoz s nízkou zátěží pro zlepšení kilometrového výkonu. Toto je obrázek z videa GM, který ilustruje, jak DFM funguje. V této situaci motor běží pouze na 5 válců.
Co to dělá s mocí
Výkonová čísla s motory DFM jsou stejná jako u verzí pro rok 2018. 2019l DFM V5.3 pro rok 8 má výkon 355 koní a točivý moment 383 lb-ft, zatímco 6.2litrové motory dosahují maximálního výkonu 420 koní a točivého momentu 460 lb-ft. Motory o objemu 5.3 l budou podporovány osmistupňovým automatem GM, zatímco 8 l dostane 6.2stupňový. Nový systém nebude k dispozici na 10l 4.3stupňovém V90. Místo toho budou pokračovat v provozu AFM, který deaktivuje pouze dva válce a pohání motor jako V6 v režimu AFM.
Tyto nové nákladní vozy a SUV vybavené DFM budou také modernizovány tím, co GM nazývá „odstředivým tlumičem kyvadla“ v měniči točivého momentu. V podstatě se jedná o obdobu dvouhmotového setrvačníku u manuální převodovky. Tento tlumič kyvadla využívá vinuté pružiny namontované na desce drážkované na vstupní hřídeli měniče točivého momentu.
Toto kyvadlové zařízení izoluje hluk a vibrace mezi motorem a převodovkou. Když jsou válce deaktivovány, počet otáček klikového hřídele se mezi jednotlivými pulsy střelby zvyšuje. V8 spalující všech 8 válců vidí 90 stupňů mezi spalovacími událostmi, zatímco 4 válcový motor toto prodlužuje na 180 stupňů. Tento méně hladký provoz ze své podstaty vyžaduje dodatečné tlumení NVH.
Zvedače AFM/DFM lze snadno identifikovat podle jejich integrované pružiny v horní části zvedáku (vlevo) ve srovnání se standardními zvedáky LS (vpravo).
Snahou je jednoznačně zlepšit spotřebu paliva při zachování velkého táhlového motoru V8 ve větších vozidlech pro tažnou sílu. Z hlediska hot-roddera představuje tento nový systém DFM dramatický nárůst složitosti. Až budou tyto motory dostupné na trhu s použitými motory, bude zajímavé sledovat, jak budou přijaty. Zdá se, že aktuální problémy s motorem AFM se točí kolem problémů pramenících ze selhání zvedáku, které lze vysledovat k málo častým výměnám oleje.
Výkonnému průmyslu nebude trvat dlouho, než na tuto novou technologii zareaguje, a počáteční reakce pravděpodobně nebude příliš pozitivní. Ale to je také stejná reakce aplikovaná na motory Gen III v roce 1998. Jakmile budou tyto motory integrovány do výkonnostního průmyslového hřiště, nepochybně najdou své místo.
Tato ilustrace GM odhaluje mechanické rozdíly mezi systémem AFM vlevo a novým DFM vpravo. DFM odstraňuje sestavu potrubí zvedáku oleje (LOMA), která ji nahrazuje vyhrazenými ventily pro řízení oleje v údolí zvedáku.
