Đề xuất thiết kế thử nghiệm hệ thống điều khiển ngắt xi lanh trên động cơ xăng

Tạp Chí Khoa Học Giáo Dục Kỹ Thuật Số 44B(10/2017) 
Trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật TP. Hồ Chí Minh 
7 
ĐỀ XUẤT THIẾT KẾ THỬ NGHIỆM HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN 
NGẮT XI LANH TRÊN ĐỘNG CƠ XĂNG 
A PROPOSED EXPERIMENT OF VALVE TRAIN SYSTEM 
FOR CYLINDER DEACTIVATION IN SI ENGINES 
Nguyễn Phạm Huỳnh Anh1, Lý Vĩnh Đạt2 
1 Trường Cao Đẳng Nghề Cần Thơ, Việt Nam 
2Trường Đại Học Sư phạm Kỹ thuật TP.HCM, Việt Nam 
Ngày toà soạn nhận bài 28/11/2016, ngày phản biện đánh giá 9/12/2016, ngày chấp nhận đăng 20/12/2016 
TÓM TẮT 
Việc nghiên cứu phát triển và ứng dụng công nghệ mới đang là xu hướng chung của 
nhiều hãng sản xuất ôtô trên thế giới nhằm đảm bảo sử dụng tiết kiệm nhất nguồn nhiên liệu 
hóa thạch và giảm ô nhiễm môi trường. Các trạng thái tối ưu nhất là việc điều khiển mô men 
xoắn phù hợp với từng điều kiện hoạt động khác nhau nhằm cải thiện mức tiêu thụ nhiên liệu 
trong động cơ. Điều này được thực hiện bằng phương pháp ngắt một số xi lanh, do đó mang 
lại nhiều ưu điểm trong việc cải thiện khí thải và suất tiêu hao nhiên liệu ở các dải tải trọng 
khác nhau trong động cơ xăng. Nghiên cứu đề xuất thiết kế cơ cấu điều khiển xu páp được cải 
tiến từ hệ thống phân phối khí truyền thống trên động cơ xăng 4 xi lanh thẳng hàng nhằm 
điều khiển ngắt xi lanh trên động cơ. Trên thiết kế đề xuất có thể ngắt 1 hoặc 2 xi lanh phụ 
thuộc vào các chế độ hoạt động của xe. 
Kết quả thực nghiệm cho thấy, ngoài việc có thể điều khiển một cách linh hoạt công suất 
động cơ phát ra theo từng chế độ hoạt động, phương pháp điều khiển ngắt xi lanh còn có thể 
giảm được khoảng 13% đến 15% lượng nhiên liệu tiêu hao so với động cơ thông thường, 
đồng thời lượng khí phát thải CO giảm được khoảng 15% và hàm lượng khí HC sinh ra cũng 
giảm được khoảng 8%. 
Từ khóa: Điều khiển xi lanh chủ động (CDA); tải động cơ; hệ thống điều khiển xu páp; khí 
thải; tiêu thụ nhiên liệu. 
ABSTRACT 
The research development and application of new technologies is a trend of many 
automobile manufacturers in the world to ensure the most economical use of fossil fuel 
resources and reduce environmental pollution. The optimal status of driving torque at 
different operating conditions can improve the fuel consumption in engines. This is performed 
by cylinder deactivation method that brings back many advantages in improving emissions 
and fuel consumption at various load ranges in SI engines. The study proposes a design valve 
train, which is improved from the conventional valve train system in an inline SI engine with 4 
cylinders, to control cylinder deactivation. In the proposed design, one or two cylinders are 
deactivated depending on part or medium loads in vehicle. 
The results show that cylinder deactivation can reduce about 13% to 15% of fuel 
consumption compared with the conventional engine. The concentration of CO reduces about 
15%, whereas HC decreases about 8% when SI engine operates with different cylinder 
deactivation modes. 
Keywords: cylinder deactivation (CDA); engine load; valve train system; emissions; fuel 
consumption. 
8 
Tạp Chí Khoa Học Giáo Dục Kỹ Thuật Số 44B(10/2017) 
Trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật TP. Hồ Chí Minh 
1. GIỚI THIỆU 
Thể tích công tác biến thiên (Variable 
Displacement) trên động cơ là công nghệ thay 
đổi thể tích công tác động cơ (Engine 
Displacement) bằng cách ngắt một số xi lanh 
khi làm việc ở chế độ tải nhỏ hay còn gọi là 
Cylinder Deactvation (CDA) trên Toyota. 
Ngoài ra hệ thống ngắt xi lanh còn có một số 
tên gọi khác nhau như: hệ thống quản lý xi 
lanh chủ động thay đổi VCM (Variable 
Cylinder Management) trên Honda, hệ thống 
quản lý nhiên liệu chủ động AFM (Active 
Fuel Management) trên GM, điều khiển xi 
lanh chủ động ACC (Active Cylinder Control) 
trên Mercedes hay Multi- displacement 
System (MDS) trên Chrysler... [1]. 
Công nghệ ngắt xi lanh trên động cơ 
được thực hiện bằng cách giữ cho các xú páp 
nạp và xả ở vị trí đóng đối với các chu kỳ làm 
việc của động cơ. Đồng thời, ngắt hệ thống 
đánh lửa và nhiên liệu đến các xi lanh bị ngắt 
để tiết kiệm năng lượng, nhiên liệu và giảm 
khí xả gây ô nhiễm môi trường. Bằng cách 
đóng các xú páp khi cần ngắt xi lanh, vì vậy xi 
lanh bị ngắt được xem như một lò xo không 
khí "air spring". Lò xo không khí này thực 
hiện trong quá trình nén và giãn nở có chu kỳ, 
điều này loại bỏ các công tổn thất. Công nghệ 
ngắt xi lanh chủ động trên động cơ ô tô 
thường là từ động cơ V6 trở lên, động cơ có 
thể chỉ làm việc với 4 hoặc 3 xi lanh để giảm 
8 – 25% lượng nhiên liệu tiêu thụ. Ở mức tải 
bằng 30% công suất tối đa, trên các động cơ 
lớn bướm ga gần như đóng hoàn toàn. Điều 
này đã cản trở quá trình cấp khí cho các xi 
lanh, thiếu không khí, áp suất và nhiệt độ nén 
giảm khiến quá trình cháy kém hiệu quả, hiệu 
suất nhiệt thấp khi tải động cơ nhỏ. 
Thay vì để các máy tranh giành lượng khí 
ít ỏi, công nghệ điều khiển xi lanh biến thiên sẽ 
cho một số xi lanh ngừng làm việc, để nhường 
khí nạp cho các xi lanh còn lại. Một số buồng 
đốt nhận khí nhiều hơn làm tăng áp suất nén, vì 
thế hiệu suất nhiệt được cải thiện. Theo tính 
toán, lượng nhiên liệu tiêu thụ có thể giảm 8-
25% khi xe chạy trên đường cao tốc [2]. 
Trên các xi lanh tạm dừng làm việc, các 
xú páp xả và nạp đóng kín, hỗn hợp không khí 
trong buồng đốt bị cô lập với bên ngoài. Lúc 
này, chúng có vai trò như một chiếc lò xo. Nó 
sẽ bị nén khi pít tông đi từ điểm chết dưới 
(ĐCD) lên điểm chết trên (ĐCT), và giãn nở 
trong hành trình ngược lại từ (ĐCT) xuống 
(ĐCD). Quá trình giãn nở của khối khí cô lập 
tạo sự cân bằng tổng thể, đồng thời không gây 
ra phụ tải cho động cơ. Ví dụ điển hình nhất 
cho công nghệ này là loại động cơ lớn V12 
chỉ có 6 xi lanh làm việc khi tải trọng thấp. 
Gần đây một số nghiên cứu đã chứng 
minh sự tiến bộ của công nghệ xi lanh biến 
thiên trong việc cải thiện tiêu thụ nhiên liệu 
và khí thải trên động cơ xăng. Một động cơ 
xăng 4 xi lanh thẳng hàng được trang bị hệ 
thống xu páp điều khiển bằng thủy lực [3], 
động cơ có thể ngắt hoạt động 2 xi lanh thì 
hiệu suất động cơ cải thiện được 20%, áp 
suất hiệu dụng trung bình có ích (BMEP) là 2 
bar ở số vòng quay động cơ 2000 vòng/phút. 
Khi động cơ thử nghiệm ở điều kiện tải thấp, 
phương pháp ngắt giảm xi lanh giúp làm 
giảm khí xả HC khoảng 10 - 40% và cải 
thiện hiệu suất động cơ là 16%. Nhưng khi ở 
tốc độ cao và tải nặng suất tiêu hao nhiên liệu 
và lượng HC trong khí xả đều tăng do làm 
giảm hiệu suất nạp. Đối đối với động cơ 4 xi 
lanh thẳng hàng không trục cam được ngắt 
giảm 2 xi lanh khi ở chế độ không tải kết quả 
là suất tiêu hao nhiên liệu giảm được khoảng 
11,25%. Tuy nhiên việc ứng dụng công nghệ 
xi lanh biến thiên cũng gặp một số khó khăn 
như là tiếng ồn động cơ, rung động, động cơ 
cân bằng kém,... 
Tương tự như vậy, Vendan trong [4] đề 
cập đến việc giảm tiêu thụ nhiên liệu trong 
động cơ xăng 4 xi lanh bằng kỹ thuật ngắt xi 
lanh. Kết quả thí nghiệm cho thấy rằng giảm 
trung bình khoảng 22,71% suất tiêu thụ nhiên 
liệu cho chế độ hai xilanh (50% CDA) so với 
4 xilanh. Một động cơ 6 xilanh với kỹ thuật 
CDA đã được mô tả bởi [5]. Số lượng xi lanh 
bị ngắt được xác định tùy thuộc vào tải hoạt 
động trên đường của xe. Nghiên cứu này đã 
chỉ ra rằng chế độ 3 xi lanh hoạt động (50% 
CDA) có thể đạt được hiệu suất nhiên liệu tốt 
nhất tại tốc độ không đổi ở các chế độ tải 
thấp. Các chế độ 4 xi lanh (66% CDA) được 
áp dụng cho các chế độ tải cao hơn và động 
Tạp Chí Khoa Học Giáo Dục Kỹ Thuật Số 44B(10/2017) 
Trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật TP. Hồ Chí Minh 
9 
cơ hoạt động bình thường (đầy đủ các xi lanh 
hoạt động) là cho các chế độ lái xe đầy tải. 
Một động cơ xăng với 4 xi lanh thẳng hàng 
cũng đã được áp dụng phương pháp ngắt xi 
lanh trong việc cải thiện hiệu suất động cơ và 
tiêu thụ nhiên liệu [6]. Các kết quả mô phỏng 
cho thấy rằng chế độ ngắt xi lanh trong toàn 
bộ chế độ hoạt động của động cơ thì chế độ 
ngắt hai xi lanh là phù hợp nhất đối với các 
chế độ tải thấp, chế độ ngắt một xi lanh cho 
tải trung bình và chế độ tất cả các xi lanh 
hoạt động phù hợp ở các chế độ tải động cơ 
cao. Trong bài báo này, một hệ thống điều 
khiển xu páp mới được cải tiến từ hệ thống 
phân phối khí truyền thống trên xe, được 
thiết kế lại để điều khiển ngắt xi lanh trong 
động cơ xăng. Các xu páp hút trong xi lanh 
sẽ được mở ra ở tất cả các chu kỳ cho việc 
điều khiển ngắt xi lanh. Động cơ với hệ 
thống điều khiển được cải thiện sẽ thực hiện 
các chế độ ngắt xi lanh với tốc độ động cơ 
khác nhau. Các trạng thái điều khiển tối ưu 
của việc ngắt xi lanh cho động cơ ở các chế 
độ hoạt động khác nhau sẽ được thử nghiệm. 
Ngoài ra, nghiên cứu cũng đã chứng minh 
rằng việc áp dụng ngắt xi lanh sẽ cải thiện 
mức tiêu thụ nhiên liệu và khí thải trong 
động cơ xăng. 
2. ĐỀ XUẤT CƠ CẤU ĐIỀU KHIỂN 
NGẮT XI LANH 
2.1. Ngắt xi lanh động cơ 
Ngắt xi lanh có lợi thế cho động cơ có 
phân khối lớn. Tuy nhiên, trong những năm 
gần đây, phương pháp này được áp dụng 
trong các động cơ xăng có dung tích xi lanh 
nhỏ, cải thiện mức tiêu thụ nhiên liệu ở các 
chế độ tải khác nhau. Một động cơ với công 
nghệ ngắt xilanh đơn giản là chỉ cần giữ cho 
xu páp nạp hoặc xu páp xả đóng qua tất cả 
các chu kỳ, đồng thời đánh lửa và nhiên liệu 
cung cấp cho các xi lanh bị ngắt bằng cách 
khóa các tín hiệu phun và đánh lửa. Bằng 
cách đóng xu páp trong xi lanh được sử dụng 
như một "lò xo không khí". Lò xo không khí 
này thực hiện trong quá trình nén và giãn nở 
theo chu kỳ, trong đó loại bỏ tổn thất cơ giới. 
Ngắt xi lanh mang lại một số lợi ích cho 
hiệu suất động cơ bằng cách giảm tổn hao cơ 
giới ở các chế độ tải nhỏ. Khi động cơ làm 
việc với một xi lanh ở tải nhỏ, thể tích công tác 
giảm chỉ còn một nửa nhưng yêu cầu về công 
suất vẫn không đổi do đó bướm ga sẽ mở tối 
đa, điều này giúp cho việc nạp không khí vào 
buồng đốt dễ dàng hơn do không có sự cản trở 
của cánh bướm ga trên đường nạp [4, 7]. 
Hình 1. Sơ đồ so sánh hiệu quả có CDA và 
không có CDA. 
2.2. Cấu tạo cơ cấu điều khiển ngắt xi lanh 
Nghiên cứu được thực hiện trên động cơ 
Hyundai G4EK với hệ thống phân phối khí 
truyền thống. Động cơ dùng hệ thống trục 
cam đơn với 12 xu páp cho 4 xi lanh để điều 
khiển đóng mở của xu páp xả và hút. Nghiên 
cứu đã cải tiến hệ thống phân phối khí truyền 
thống trên động cơ Hyundai bằng cách thêm 
vào một số cơ cấu tác động bên ngoài để ngắt 
xi lanh như ở hình.2. Cò mổ và trục cam thứ 
cấp sẽ điều khiển cơ cấu phụ để xu páp hút ở 
vị trí mở ra đối với xi lanh cần ngắt. Với hệ 
thống cơ khí này sẽ mở ra một hướng khác 
trong thiết kế điều khiển ngắt xi lanh, luôn 
luôn giữ xu páp hút ở vị trí mở. Khi chúng ta 
cần ngắt xi lanh, tiếp đó sự đánh lửa và cung 
cấp nhiên liệu cho xi lanh bị ngắt cũng bị 
ngừng cung cấp. Kết quả này làm giảm đáng 
kể công tổn hao trong các kỳ nạp và nén. 
Hình 2. Cơ cấu điều khiển ngắt xi lanh 
chủ động. 
10 
Tạp Chí Khoa Học Giáo Dục Kỹ Thuật Số 44B(10/2017) 
Trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật TP. Hồ Chí Minh 
Khớp trượt và càng điều khiển dùng để 
điều khiển nối trục, có thể nối hoặc không 
nối hai phần của trục cam như ở hình.3. Càng 
được điều khiển bởi mô tơ. 
Hình 3. Khớp trượt và càng chuyển hướng. 
Chúng tôi đã đề xuất một cơ cấu mà có 
thể kiểm soát ngắt xi lanh với các chế độ 
khác nhau: ngắt 1 xi lanh ngắt 2 xi lanh và 
ngắt 3 xi lanh, các chế độ ngắt phụ thuộc vào 
tải trọngcủa xe. Tuy nhiên qua khảo sát thực 
tế về công suất động cơ, trường hợp ngắt 3 xi 
lanh chỉ được sử dụng trong trường hợp tải 
quá thấp và không thể cung cấp đủ công suất 
vận hành khi xe chạy trên đường và việc ngắt 
công suất này có thể dẫn đến mất cân bằng 
cho động cơ. Vì vậy, ở nghiên cứu này chúng 
tôi đã triển khai và chế tạo một cơ cấu cơ khí 
để ngắt xi lanh mà nó có thể ngắt 1 hoặc 2 xi 
lanh như ở hình 4. Thiết kế này có cơ cấu cơ 
khí, cấu tạo và điều khiển tương tự như cơ 
cấu điều khiển ngắt xi lanh như hình 4 
Hình 4. Cụm cơ cấu điều khiển ngắt xi lanh. 
Cơ cấu điều khiển được mô tả trên hình 
5 có thể thực hiện ngắt tối đa là 3 xi lanh 
trong động cơ 4 xi lanh. Khi mô tơ ngắt nối 2 
trục cam quay tác động làm khớp then hoa 
dịch chuyển qua phải, ở vị trí này sẽ có xi 
lanh số 1 bị ngắt. Khi động cơ quay tác động 
làm khớp then hoa dịch chuyển qua trái, sẽ 
có 2 xi lanh bị ngắt. Khi động cơ quay tác 
động làm khớp then hoa dịch chuyển đến vị 
trí trung gian (vị trí chính giữa), trục cam 
được nối cứng cả hai phần và cả 3 xi lanh 
đều bị ngắt. 
Hình vẽ ở trên, trục cam được chia làm 2 
phần và được nối cứng với nhau bởi một 
khớp then hoa di chuyển trên trục và được 
dẫn động bởi một động cơ điện 1 chiều 12V-
DC. Dẫn động làm quay trục cam cũng bằng 
động cơ điện 1 chiều 12V-DC. 
Cơ cấu ngắt xi lanh có thể điều khiển 
ngắt 1, 2 hay 3 xi lanh, tuỳ thuộc vào công 
suất phát ra để thoả mãn điều kiện hoạt động 
tải khác nhau của xe. Trục cam gồm có 2 
phần, phần trục cam gồm có 2 mấu cam dùng 
để ngắt xi lanh số 1 và 2. Phần trục cam còn 
lại có 1 mấu cam dùng để điều khiển ngắt xi 
lanh số 3. Cả hai phần trục cam được nối lại 
hoặc tách rời bởi sự điều khiển khớp trượt 
của mô tơ, khớp trượt di chuyển trượt trên 
trục để nối hoặc không nối hai trục cam. Mô 
tơ còn lại quay trục cam để mấu cam đè mở 
xú páp hút. Vì vậy, cơ cấu ngắt xi lanh có thể 
ngắt 1 xi lanh, 2 xi lanh hoặc 3 xi lanh, tuỳ 
thuộc vào sự kết hợp của 2 mô tơ này. 
Hình 5. Sơ đồ nguyên lý ngắt xi lanh trên 
động cơ. 
Cơ cấu điều khiển ngắt xi lanh được gắn 
trên động cơ Hyundai G4EK với 4 xi lanh 
thẳng hàng bằng cách thêm vào cơ cấu cơ khí 
để ngắt xi lanh mà không ảnh hưởng đến hệ 
thống phân phối khí truyền thống trên động 
cơ . Mục đích của việc nghiên cứu thiết kế cơ 
cấu này là có thể ngắt các xi lanh trên động 
cơ tuỳ thuộc vào tải trọng của động cơ, cơ 
cấu này có thể điều khiển ngắt từ 1 hoặc 2 xi 
lanh. Chế độ ngắt 1 xi lanh sẽ được thực hiện 
khi động cơ hoạt động ở tải trung bình. Chế 
độ ngắt 2 xi lanh khi động cơ hoạt động ở chế 
độ tải thấp. Điều này giúp cải thiện suất tiêu 
hao nhiên liệu trên động cơ xăng. Nguyên lý 
hoạt động ngắt xi lanh được thể hiện trên hình 
6. Motor A quay làm trục cam quay, cam sẽ 
Tạp Chí Khoa Học Giáo Dục Kỹ Thuật Số 44B(10/2017) 
Trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật TP. Hồ Chí Minh 
11 
điều khiển mở xu páp nạp. Mô tơ B điều 
khiển khớp trượt để ngắt 1 hoặc 2 xi lanh của 
động cơ. Cơ cấu trên dùng để ngắt xi lanh của 
động cơ được gắn trên động cơ Hyundai 
G4EK. Cơ cấu điều khiển cải tiến này có thể 
điều khiển ngắt xi lanh một cách dễ dàng mà 
không ảnh hưởng đến sự điều khiển thời điểm 
đóng mở xú páp của hệ thống phân phối khí 
truyền thống trên động cơ. 
Hình 6. Thiết kế sơ bộ cơ cấu điều khiển 
ngắt xi lanh trên động cơ. 
Hình 7. Cơ cấu điều khiển lắp trên động cơ 
Hyundai 
3. THỬ NGHIỆM VÀ PHÂN TÍCH 
KẾT QUẢ 
3.1. Thiết lập thử nghiệm 
Việc thử nghiệm được tiến hành trên 
động cơ Hyundai G4EK với 4 xi lanh thẳng 
hàng với hệ thống phân phối khí kiểu SOHC 
với 12 xu páp. Các thông số kỹ thuật động cơ 
được mô tả trong bảng 1. 
Trong phạm vi nghiên cứu chúng tôi chỉ 
thực hiện thử nghiệm đo nồng độ khí thải 
trên thiết bị đo khí thải Maha MGT5 và xác 
định suất tiêu hao nhiên liệu trên thiết bị đo 
tiêu hao nhiên liệu MahaLPS 2000. 
Bảng 1. Thông số kỹ thuật động cơ 
thử nghiệm. 
Nhà sản xuất Hyundai motor 
Mã động cơ G4EK 
Loại động cơ I 4 
Dung tích 1500 cm
3 
Tỉ số nén 10:1 
Công suất cực đại 99 HP/6000 rpm 
Mô men xoắn cực đại 134 
Nm/4000rpm 
Đường kính x hành 
trình (mm) 
75.5 x 83.5 
Thứ tự nổ 1 – 3 – 4 – 2 
3.1.1 Thiết lập thử nghiệm với thiết bị đo 
khí thải Maha MGT5 
Quá trình thử nghiệm được thực hiện tại 
phòng thí nghiệm động cơ khoa cơ khí động 
lực trường ĐHSPKT TP. HCM. 
Hình 8. Màn hình hiển thị và thiết bị đo khí 
thải Maha MGT5. 
12 
Tạp Chí Khoa Học Giáo Dục Kỹ Thuật Số 44B(10/2017) 
Trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật TP. Hồ Chí Minh 
3.1.2 Thiết lập thử nghiệm với thiết bị đo 
tiêu hao nhiên liệu Maha LPS 2000 
Hình 9. Kết nối thiết bị đo. 
Hình 10. Kết nối động cơ thiết bị đo tiêu hao 
nhiên liệu Maha LPS 2000. 
3.2. Đánh giá kết quả thử nghiệm 
3.2.1 Đánh giá kết quả chỉ số suất tiêu hao 
nhiên liệu ge (gram/giây) khi ngắt xi 
lanh 
Kết quả của việc ngắt xi lanh chủ động 
về mức tiêu thụ nhiên liệu và khí thải đã 
được khảo sát qua các chế độ như sau: ngắt 1 
xi lanh, ngắt 2 xi lanh và cả 4 xi lanh cùng 
hoạt động. Ngắt xi lanh đã được áp dụng 
trong nghiên cứu này bằng cách luôn giữ xú 
páp nạp mở theo mong muốn ở các xi lanh 
nhất định. Ngoài ra, việc cung cấp nhiên liệu 
và đánh lửa cho các xi lanh ngừng hoạt động 
đã được vô hiệu hóa trong suốt quá trình 
động cơ hoạt động. Quá trình thử nghiệm đã 
được thực hiện bằng cách ngắt ở một hoặc 
hai xi lanh phụ thuộc vào tốc độ động cơ 
khác nhau. Khi thử nghiệm ở tốc độ động cơ 
khác nhau tương ứng với tải thấp, ảnh hưởng 
của việc ngắt xi lanh đã được kiểm tra ba chế 
độ: ngắt 1 xi lanh, ngắt 2 xi lanh hoặc động 
cơ hoạt động bình thường (không ngắt xi 
lanh nào cả). 
Hình 11. Quá trình thử nghiệm xác định 
lượng nhiên liệu tiêu hao. 
Hình 12. Kết quả thử nghiệm lượng nhiên 
liệu tiêu hao. 
Hình 13. Diễn biến suất tiêu hao nhiên liệu ge 
tương ứng với các chế độ hoạt động khác nhau. 
1000 1500 2000 2500 3000 3500 4000 4500 5000 5500
0.05
0.1
0.15
0.2
0.25
0.3
ÑOÀ THÒ SUAÁT TIEÂU HAO NHIEÂU LIEÄU
Sô vọng quay dông co [rpm]
S
u
â
t 
ti
ê
u
 h
a
o
 n
h
iê
u
 l
iê
u
 g
e
 [
g
/s
]
Không ngat
Ngat môt xylanh
Ngat hai xylnah
Tạp Chí Khoa Học Giáo Dục Kỹ Thuật Số 44B(10/2017) 
Trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật TP. Hồ Chí Minh 
13 
Dựa vào kết quả phân tích suất tiêu hao 
nhiên liệu trên đồ thị ta thấy, so với trường 
hợp không ngắt xi lanh thì khi ta ngắt một 
hoặc hai xi lanh các xi lanh còn lại sẽ nhận 
được lượng khí nạp nhiều hơn đồng thời 
lượng xăng cung cấp sẽ giảm do một hoặc 
hai kim phun bị ngắt,suất tiêu hao nhiên liệu 
sẽ giảm khoảng 8% khi ngắt một xi lanh và 
khi ngắt hai xi lanh thì suất tiêu hao nhiên 
liệu sẽ giảm được xấp xỉ 14%. Trên các xi 
lanh không bị ngắt quá trình nạp hoàn thiện 
hơn do không phải tranh giành lượng khí nạp 
ít ỏi đồng thời ở các xi lanh đang hoạt động 
lượng nhiên liệu cung cấp sẽ được điều chỉnh 
theo góc mở bướm ga vì thế vẫn đảm bảo 
công suất động cơ phát ra. 
3.2.2 Thực nghiệm đánh giá phát thải khí 
CO tương ứng các chế độ hoạt động 
khác nhau 
Hình 14. Quá trình thử nghiệm đo khí thải 
động cơ. 
Hình 15. Kết quả thử nghiệm nồng độ khí 
thải CO. 
Hình 16. Diễn biến phát thải khí CO tương 
ứng với các điều kiện hoạt động khác nhau. 
Dựa vào kết quả phân tích phát thải khí 
CO trên đồ thị ta thấy, so với trường hợp 
không ngắt xi lanh thì khi ta ngắt 1 xi lanh 
thành phần khí thải CO sẽ giảm khoảng 9%, và 
khi ngắt 2 xi lanh thì thành phần khí CO giảm 
được xấp xỉ 17%.Nồng độ khí CO tăng lên khi 
quá trình cháy diễn ra không hoàn toàn hoặc 
hỗn hợp xăng không khí trở nên quá đậm. 
Tuy nhiên khi động cơ làm việc ở chế độ 
ngắt 1 hoặc 2 xi lanh thì lượng xăng cung cấp 
giảm xuống đồng thời các xi lanh đang hoạt 
động sẽ được nạp nhiều hơn và quá trình 
cháy diễn ra hoàn thiện hơn vì thế nên nồng 
độ khí CO sinh ra giảm đáng kể. 
3.2.3 Thực nghiệm đánh giá phát thải khí 
HC tương ứng với các chế độ hoạt 
động khác nhau 
Hình 17. Kết quả thử nghiệm nồng độ khí 
thải HC. 
Hình 18. Diễn biến phát thải khí HC tương 
ứng với các điều kiện hoạt động khác nhau. 
1000 1500 2000 2500 3000 3500 4000 4500 5000 5500
2
2.5
3
3.5
4
4.5
5
ÑOÀ THÒ NOÀNG ÑOÄ KHÍ THAÛI CO
Sô vọng quay dông co [rpm]
N
ô
n
g
 d
ô
 k
h
í 
C
O
 [
%
V
]
Không ngat
Ngat môt xylanh
Ngat hai xylnah
1000 1500 2000 2500 3000 3500 4000 4500 5000 5500
600
700
800
900
1000
1100
1200
1300
1400
1500
ÑOÀ THÒ NOÀNG ÑOÄ KHÍ THAÛI HC
So vong quay dong co [rpm]
N
o
n
g
 d
o
 k
h
i 
H
C
 [
p
p
m
]
Không ngat
Ngat môt xylanh
Ngat hai xylnah
14 
Tạp Chí Khoa Học Giáo Dục Kỹ Thuật Số 44B(10/2017) 
Trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật TP. Hồ Chí Minh 
Dựa vào kết quả phân tích phát thải khí 
HC trên đồ thị ta thấy, so với trường hợp 
không ngắt xi lanh thì khi ta ngắt 1 xi lanh 
lượng khí HC sẽ giảm khoảng 7%, và khi ngắt 
2 xi lanh thì lượng HC giảm được xấp xỉ 16%. 
Nồng độ khí HC sinh ra sẽ tăng khi hỗn 
hợp xăng không khí trở nên quá đậm, do quá 
trình cháy diễn ra không hoàn toàn và đặc 
biệt tăng cao khi hỗn hợp xăng không khí 
quá nghèo, vì không thể cháy được. Tuy 
nhiên khi động cơ làm việc ở chế độ ngắt 1 
hoặc 2 xi lanh các xi lanh bị ngắt sẽ ngừng 
cung cấp nhiên liệu, các xi lanh đang hoạt 
động sẽ được nạp nhiều hơn đồng thời lượng 
nhiên liệu cung cấp cũng được điều chỉnh 
theo góc mở bướm ga vì thế vẫn đảm bảo 
công suất động cơ phát ra. 
4. KẾT LUẬN 
Kết quả thực nghiệm tại phòng Thí 
nghiệm động cơ, khoa Cơ khí động lực, 
trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật TP. Hồ 
Chí Minh cho thấy: 
Động cơ hoạt động ở chế độ ngắt 1 xi 
lanh thì suất tiêu hao nhiên liệu giảm được 
khoảng 8%, lượng khí thải CO giảm được 
xấp xỉ 9% và thành phần khí HC sinh ra cũng 
giảm được 7%. 
Động cơ hoạt động ở chế độ ngắt 2 xi 
lanh thì suất tiêu hao nhiên liệu giảm được 
khoảng 14%, lượng khí thải CO giảm được 
xấp xỉ 17% và thành phần khí HC sinh ra 
cũng giảm được 16%. Qua kết quả thử 
nghiệm có thể thấy rằng việc ứng dụng 
phương pháp điều khiển ngắt xi lanh trên 
động cơ xăng đã góp phần tiết kiệm nhiên 
liệu, giảm đáng kể lượng khí thải độc hại ra 
môi trường. Vì thế trong tương lai công nghệ 
xi lanh biến thiên chủ động sẽ trở thành mục 
tiêu hướng đến của các nhà sản xuất ô tô. 
LỜI CẢM ƠN 
Nhóm nghiên cứu xin chân thành cảm ơn 
sâu sắc đến quí Thầy khoa Cơ khí Động lực, 
trường Đai học Sư phạm Kỹ thuật Tp. HCM.
TÀI LIỆU THAM KHẢO 
[1] Michael Knowling,"Cylinder Deactivation Reborn - Part 1& Part 2", Autospeed, Issue 342 
[2] Kreuter Et Al., P. Meta – “CVD, an electro-mechanical cylinder and valve deactivation 
system”, SAE paper2001-01-0240, 2001. 
[3] Gilbert Peters - Cylinder deactivation on 4 cylinder engines: A torsional vibration 
analysis – 2007. 
[4] Vendan, S. P., Sathish, T., Sathishkumar S., "Reduction of fuel consumption in 
multicylinder engine by cylinder deactivation technique, "Journal of engineering annals 
of faculty of engineering, Hunedoara, 15-20, 2009. 
[5] Fujiwara, M., Kumagai, K., Segawa, M., Sato, R. and Tamura, Y., "Development of a 6-
cylinder gasoline engine with new variable cylinder management technology, "SAE paper 
No. 2008-01-0610, 2008 
[6] Kutlar, O. A., Arslan, H., and Calik, A. T., “Methods to Improve Efficiency of Four 
Stroke, Spark Ignition Engines at Part Load, "Energy Conversion and Management, vol. 
46, no. 20, pp. 3202–3220, Dec. 2005. 
[7] Yaojung Shiao and Ly Vinh Dat, “Efficiency Improvement for an Unthrottled SI Engine 
at Part Load”, International Journal of Automotive Technology, vol. 13, no. 6, pp. 885-
893, 2012. 
Tác giả chịu trách nhiệm bài viết: 
Nguyễn Phạm Huỳnh Anh 
Trường Cao đẳng nghề Cần Thơ 
Email: nguyenanhckdl@gmail.com