Jednou z cest k výraznému snížení spotřeby paliva současných spalovacích motorů je i proměnný zdvihový objem. Ten se ovšem zatím nedaří měnit tak plynule, jak by postupné změny v požadavcích na výkon vyžadovaly. Funkčním řešením je dnes v podstatě pouze vypínání válců s tím, že v současnosti se válce vypínají tak, že řídící jednotka jich v určitých režimech deaktivuje třeba polovinu. Ze čtyřválce je tak rázem v některých případech dvouválec, z dvoulitru rázem litrový agregát.
Tula Technology ovšem vyvinula systém řízení, který dovoluje válce vypínat zcela dynamicky. Jmenuje se Dynamic Skip Fire (DSF) a doslova znamená dynamické vynechání zážehu. Namísto předem dané deaktivace bude řídicí systém v každém okamžiku vyhodnocovat, které válce mohou zůstat neaktivní a které postačí k uspokojení aktuálních požadavků na výkon.
Důležité přitom je, že kvůli zachování harmonického chodu motoru a omezení hlučnosti bude deaktivace válců z pohledu běžného pozorovatele vlastně náhodná. Pokud třeba motor usoudí, že potřebuje běžet ne na šest, ale na čtyři válce, ve dvou spalovacích cyklech po sobě nebudou deaktivovány dva stejné válce. V jednom cyklu si odpočinou dva válce, v dalším vynechají zapalování dva jiné válce.
Tento způsob řízení má celou řadu výhod. Při pečlivě propočítaném (a navenek téměř náhodném) vypínání jednotlivých válců bude rovnoměrnější jejich opotřebení, deaktivace dovoluje vypnout třeba jen jeden jediný válec nebo i jejich většinu. To znamená celkově mnohem plynulejší změnu faktického zdvihového objemu motoru, a dává to tedy prostor větším úsporám paliva. I vypnutím jednoho jediného válce lze významně palivo ušetřit, současné systémy řízení to nedovolují.
Na něčem podobném pracuje jen koncern Daimler, s vypínáním válců ovšem počítá jen podle předem daných šablon. V daném zatížení motoru se budou válce vypínat podle předem daných pravidel, motor nebude počítat, který z válců by bylo nejvýhodnější vypnout.
Tula a GM tvrdí, že jejich systém dovede u čtyř, šesti a osmiválcových motorů ušetřit až 15 % paliva v porovnání se stejnými agregáty bez deaktivace válců. Oproti stávajícím systémům to není nijak zásadní změna, dá se ovšem očekávat, že v případě nového systému budou úspory realističtější, protože k deaktivaci jednotlivých válců bude docházet téměř v každém jízdním režimu, jen při požadavku opravdu plného výkonu poběží motor na všechny válce.
A proč je vůbec výhodné válce deaktivovat? Vše vychází z jednoduchého faktu. Klasický zážehový motor funguje s nejvyšší účinností v režimech nejvyššího zatížení. Kromě jiného je to dáno i tím, že v takovém případě jsou nejnižší i takzvané ztráty sáním, které způsobuje škrcení motoru. Zjednodušeně, pokud zrovna nedáte plný plyn, škrtící klapka v sání není zcela otevřena a tím omezuje proudění vzduchu do motoru. To s sebou sice nese nižší dávku paliva, ale také znamená, že píst ve válci se vlastně musí více namáhat, aby vzduch (případně směs vzduchu s palivem) nasál. To znamená větší ztráty než při plně otevřené škrticí klapce.
Deaktivace válců znamená, že daný válec zůstane v aktuálním pracovním cyklu otevřený. Ventily zůstanou zavřené a válec jede naprázdno, nemusí nasávat vzduch a stlačovat jej (píst jen pohybem dolů vytvoří ve válci podtlak, který zase zmizí s pohybem vzhůru). To znamená, že pro danou potřebu výkonu může být u ostatních válců škrcení omezeno a ty tak poběží s vyšší účinností.
To je v podstatě mantra aktuálního trendu downsizingu. Malý motor častěji běží v režimech vyššího zatížení, což znamená vyšší termodynamickou účinnost, a tedy efektivnější využití energie z paliva. Zjednodušeně, tříválec 1,5 litru s turbem se musí více snažit než třílitrový šestiválec, častěji běží s vyšším zatížením, a tak méně plýtvá palivem. Jenže v praxi je dnes stále hodně obtížné vyladit zmenšené motory tak, uspořily palivo i v praxi.
Vypínání válců je tak vlastně jakýsi průběžný downsizing na vyžádání. A může být mnohem efektivnější než zmenšování motorů za každou cenu a jejich výrazné přeplňování.
Tipujeme, že jako první motor z dílen GM dostane technickou novinku DSF některý z jeho šestiválců. Tyto motory jsou sice i v USA trochu na ústupu, na druhou stranu jsou stále oblíbenou pohonnou jednotkou u větších vozů. A existují u nich výrazné prostory k úsporám.
