Что значит двигатель gdi: плюсы и минусы двигателей GDI, что это такое

плюсы и минусы двигателей GDI, что это такое

Gasoline Direct Injection, или же более распространенная аббревиатура GDI, скрывает под собой инжекторную систему подачи топлива для бензиновых двигателей с непосредственным (прямым) впрыском топлива. Конструкция устройств у разных производителей идет под разными аббревиатурами. Mitsubishi (а также KIA и Hyndai) дали название GDI, Volkswagen – FSI, Ford – Ecoboost, Toyota – 4D, Mercedes, BMW и некоторые другие скрывают понятие «непосредственный впрыск» в индексе двигателя. При таких системах подачи топливные форсунки вставлены в головку блока цилиндров, и распыление происходит сразу в каждую камеру сгорания, минуя впускной коллектор и впускные клапана. Топливо подается под большим давлением в цилиндр, чему способствует топливный насос высокого давления (ТНВД).

Отличия и особенности работы двигателей GDI прямого впрыска топлива

По факту мы имеем некий симбиоз дизельного и бензинового двигателей в одном. От дизеля GDI унаследовал систему впрыска и ТНВД, от бензина – сам тип топлива и свечи зажигания. Родоначальником моторов GDI стала компания Mitsubishi, когда в 1995 году был представлен Mitsubishi Galant 1.8 GDI. Сегодняшний двигатель с непосредственным впрыском. Это сложная система механизмов и электронных блоков по характеру и звукам в работе, напоминающим дизель.

Двигатель с непосредственным впрыском топлива явился миру гораздо раньше. В 1950-х годах такие моторы использовал Daimler-Benz на своих гоночных машинах, позже в гражданских, а в авиации они присутствовали еще в начале 1940-х годов.

Различия (разновидности) двигателей GDI. Марки автомобилей, где используется GDI

Предпосылки создания и массового перехода большинства ведущих автопроизводителей на системы впрыска, аналогичных GDI, были достаточно предсказуемы. Экологические нормы, требующие усовершенствования систем выхлопа отработанных газов, а также глобальная задача по созданию экономичных двигателей.

В двигателях GDI реализованы несколько типов смесеобразования топливовоздушной смеси. Это позволило выполнить задачи по экономии топлива, более полному сгоранию смеси и дополнительно увеличить мощность.  В совокупности такой двигатель получился благодаря доработанной системе прямого впрыска, где немалую роль играет электронная начинка.  Блок управления через датчики, раскиданные по системе, оперативно реагирует на малейшие изменения поведения автомобиля и подстраивает работу топливной системы под необходимые требования водителя. 

Преимущества (плюсы) двигателей GDI

• Особенностью двигателей с непосредственным впрыском является возможность работы в нескольких видах смесеобразования. Это является неоспоримым плюсом, так как многообразие в данном виде процедуры дает максимальную эффективность использования топлива. При исправно работающей системе непосредственного впрыска мы получим экономию топлива за счет режима работы на сверхобедненной смеси, причем без потери мощности.
• В двигателях GDI присутствует увеличенная степень сжатия топливовоздушной смеси. Это помогает избежать калильного зажигания и детонации, и таким образом, увеличивается ресурс.
• Также к положительным моментам двигателя с непосредственным впрыском GDI нужно отнести существенное снижение выброса в атмосферу углекислого газа и других вредных веществ. Это достигается за счет многослойного смесеобразования, которое обеспечивает более полное сгорание смеси, что дополнительно влияет на мощность двигателя.

Система GDI в результате работы обеспечивает несколько видов смесеобразования:

• послойное;
• стехиометрическое гомогенное;
• гомогенное.

Такое многообразие делает работу двигателя экономичной, обеспечивает лучшее качество образования смеси, ее полное сгорание, увеличение мощности, уменьшение вредных выбросов. 

Недостатки (минусы) двигателей GDI

Описание двигателей GDI было бы не полным без упоминания отрицательных моментов ах эксплуатации.

• Главный минус связан со сложностями системы впуска и подачи топлива. В таком варианте впрыска, двигатель GDI становится крайне чувствительным к качеству используемого топлива. В итоге проблема закоксовывания форсунок становится актуальной для водителя. Она вызовет потерю мощности и увеличение расхода топлива.
• Также в минусы можно отнести сложность обслуживания и стоимость ремонта, замены деталей и агрегатов топливной системы, поэтому важным моментом является контроль за состоянием топливной системы автомобиля.
• Дополнительно, двигатели GDI и другие с непосредственным впрыском топлива, выбрасывают большее количество сажевых частиц, чем устройства с впрыском MPI (распределенным, в коллектор), что вынуждает ставить сажевые фильтры в последних поколениях моторов.
• Также, двигатели GDI склонны к нагарообразованию во впускном коллекторе и на клапанах при пробеге более 100 тысяч километров, что вынуждает владельцев обращаться в сервис для очистки.

В обслуживании двигатель GDI дороже, но рабочие характеристики перекрывают этот минус. Тем более, есть средства, помогающие повысить ресурс капризных деталей и узлов.

Профилактика неисправностей моторов GDI

Профилактика – простое решение для владельца автомобиля с системой непосредственного впрыска двигателя GDI или аналогичными системами. Как мы уже писали выше, качество топлива будет играть основную роль. Понятно, что без лабораторных исследований судить о качестве этой составляющей невозможно, поэтому в качестве профилактических мер и защиты топливной системы от возникающих проблем могут помочь топливные присадки.

Компания Liqui Moly – один из мировых лидеров в производстве автохимии рекомендует для поддержания необходимого уровня смазывающих и очищающих присадок в используемом топливе применять Langzeit Injection Reiniger, артикул 7568. Постоянное применение присадки значительно снизит риск возникновения поломок связанных с топливом.

Пакеты присадок, поднимающие смазывающие свойства топлива, надежно защитят топливную аппаратуру от скорого износа.

Для лечения и профилактики загрязнений форсунок также есть надежное средство, артикул 7554 очиститель систем непосредственного впрыска топлива Direkt Injection Reiniger. Заменяет стендовую очистку форсунок, работает по нагару, смолам. Немаловажный момент, что топливные присадки Liqui Moly начинают работать в системе при повышении температуры, то есть именно там, где чаще всего нужна очистка, а в баке происходит только смешивание с топливом.

Стоит ли покупать автомобили с двигателями GDI

При должном подходе и своевременном обслуживании владелец автомобиля с системой GDI получает комфортный в управлении автомобиль с высокой тягой, мощностью и хорошей экономией топлива. И как показывают продажи таких автомобилей, на дорогах встречаться они будут чаще.

Итог

Двигатели GDI были одними из первопроходцев систем непосредственного впрыска топлива. Обладая очевидными преимуществами, такие моторы требуют специального профилактического ухода. В первую очередь, это уход за форсунками. Наиболее простым способом является использование присадок в топливную систему. Производя профилактический уход за топливной системой автомобилей с двигателями GDI, автовладелец может продлить его ресурс и наслаждаться повышенной мощностью и динамикой.

Автопроизводители не стоят на месте, развитие и усовершенствование двигателей с системами непосредственного впрыска продолжается. Уже представлены автомобили с моторами T-GDI, но это уже другой рассказ.

GDI двигатель: плюсы и минусы

Ещё в начале 2000-х годов в Россию начали попадать первые автомобили Mitsubishi с обозначениями GDI около индексов, указывающих на объём двигателя.

Под этой аббревиатурой скрывается непосредственный впрыск топлива в цилиндры двигателя — именно эта японская компания стала первой, начавшей серийное производство силовых агрегатов с такой системой впуска. Такой мотор заслужил очень неоднозначные отзывы, поэтому перед покупкой автомобилей Mitsubishi следует внимательно рассмотреть плюсы и минусы двигателя GDI.

Это будет полезным и покупателям машин других производителей, поскольку такие двигатели устанавливаются на автомобили Volkswagen, GM, Toyota, Mercedes и других марок.

Теоретическая часть

Обычный инжекторный двигатель, который использует коллекторную систему смесеобразования, предполагает подачу в цилиндры уже готового бензовоздушного состава. Такое смешивание воздуха и горючего происходит во впускном коллекторе, где устанавливаются форсунки, управляемые электроникой. Если же говорить про двигатель GDI, то в нём форсунка направлена непосредственно в камеру сгорания. Соответственно, через впускные клапаны подаётся только воздух, а процесс смесеобразования происходит непосредственно в цилиндрах.

Камера сгорания двигателя GDI

Естественно, добиться однородного состава топливовоздушной смеси в таких условиях очень сложно, поэтому двигатель GDI управляется сложным электронным блоком, в котором используется программное обеспечение, рассчитанное на несколько различных циклов работы. Кроме того, для достижения идеальных параметров смесеобразования необходимо использовать специальные вихревые форсунки, которые подают топливо внутрь в виде мелкодисперсионного тумана.

Стоит сказать, что основные плюсы двигатель GDI получает в результате работы на сверхобеднённой смеси, в которой содержание бензина по сравнению с воздухом уменьшено до 1:20, тогда как при распределённом впрыске соотношение поддерживается на постоянном уровне 1:14. Однако даже мотор с непосредственным впрыском не может работать постоянно в таком режиме, поэтому под нагрузками в его системе впуска восстанавливается нормальное смесеобразование.

За счёт этого двигатель GDI должен оснащаться двухступенчатой системой подачи топлива. Именно со всеми этими отличиями и связаны основные минусы конструкции — посмотрим, смогут ли их превзойти плюсы, полученные от перехода на непосредственный впрыск.

Положительные стороны

Как уже говорилось выше, главные плюсы двигатель GDI получает благодаря возможности работы на сильно обеднённой смеси при отсутствии больших нагрузок. Преимуществом уменьшения соотношения с 1:14 до 1:20 является существенное снижение расхода топлива при движении в смешанном или городском цикле. Исследования специалистов показывают, что в городском заторе с длительной работой двигателя на постоянных оборотах холостого хода затраты горючего уменьшаются сразу на 20–25%. Однако говорить о таких же результатах при быстрой езде по трассе не приходится — двигатель GDI будет требовать столько же топлива, сколько и силовой агрегат с распределённым впрыском.

Двигатель KIA с системой GDI

Дополнительные плюсы удаётся получить и от смесеобразования, происходящего непосредственно в камере сгорания. Специалисты по двигателям автомобилей могут сказать, что горение в цилиндре происходит неравномерно — больше всего топлива удаётся поджечь в непосредственной близости к свече, тогда как дальние части камеры охватываются неравномерно, что и приводит к выбросу остатков горючего в выхлопную трубу. Компания Volkswagen впервые предложила технологию послойного прямого впрыска топлива, назвав её FSI — впоследствии другие автомобильные фирмы приняли на вооружение такую методику.

За один обычный такт впуска форсунка может впрыскивать до пяти порций топлива, которые образуют неравномерную смесь, составленную с учётом всех нюансов процесса горения. Благодаря этому двигатели FSI и современные агрегаты GDI имеют меньший расход топлива, меньшую токсичность выхлопа, а также лучшую стабильность работы на невысоких оборотах.

Двигатель V6 FSI Audi

Такое изменение смесеобразования позволяет получить и другой положительный эффект, сущность которого заключается в повышении мощности и тяги приблизительно на 10–15%. Кроме того, двигатель GDI позволяет получить плюсы, связанные с уменьшением объёма нагара. Соответственно, увеличивается срок службы многих компонентов, а масло сохраняет большую часть своих свойств вплоть до момента замены. Плюсы заключаются и в снижении вероятности поломки мотора в результате закупорки масляных каналов продуктами сгорания топлива. Однако ни одна сложная конструкция не может обойтись без своих минусов — включая и мотор с непосредственным впрыском.

Главные недостатки

Минусы двигателей с прямым впрыском связаны с использованием более сложной системы впуска, в состав которой входит и топливный насос высокого давления, похожий на аналогичную конструкцию в дизельном силовом агрегате. Применение таких агрегатов приводит к тому, что двигатель GDI становится чувствительным к качеству топлива. Это касается не только содержания твёрдых частиц, но также наличия в горючем соединений серы, железа, фосфора и многих других минералов. Минусы проявляются в частых поломках мотора при заправке некачественным топливом.

Схема системы питания двигателя GDI

Кроме того, проблемы двигателей с непосредственным впрыском связаны и с тем, что в них применяются очень специфические технологические решения, которые пока знакомы лишь немногим специалистам сервисных центров. За счёт этого отремонтировать двигатель GDI не так просто, как обычный агрегат с распределённым впрыском. Минусы этих двигателей могут быть связаны и с упомянутой в теоретической части двухступенчатой системой подачи топлива. Практически у каждого производителя есть свои специфические поломки:

• Моторы Toyota и Lexus с непосредственным впрыском страдают от поломки клапанов двухступенчатого насоса, приводимого распредвалом. В результате бензин поступает в картер двигателя, что приводит к его непоправимым поломкам в течение 1–2 дней;
• Двигатели Mitsubishi оснащаются двумя различными насосами — низкого и высокого давления. Второй узел достаточно часто забивается твёрдыми частицами, содержащимися в некачественном топливе. В результате мотор может отлично работать на холостых и низких оборотах, но глохнуть при нажатии на педаль газа;
• В двигателях Cadillac применяются пьезофорсунки с особым напылением. При длительной работе на топливе с высоким содержанием серы они разрушаются, что приводит к необходимости ремонта стоимостью в 1500–2000 долларов.

Пьезофорсунка двигателя GDI

Минусы могут заключаться и в малой распространённости запчастей к таким двигателям — очень часто их приходится ожидать в течение 2–3 недель, что приводит к длительным простоям автомобиля. Поэтому, приобретая машину с прямым впрыском топлива, стоит серьёзно задуматься о вопросах её ремонта, а также о необходимости заправки качественным топливом на фирменных АЗС.

Стоит ли покупать?

Конечно, двигатели с непосредственным впрыском имеют более высокую мощность и тягу, а также способны обеспечивать экономию топлива. Однако у них есть существенные минусы, которые связаны с надёжностью и требованиями к качеству топлива. Поэтому их эксплуатация в российских условиях может приводить к частым дорогостоящим ремонтам. Но в последнее время в продаже появились автомобили, которые прошли специальную адаптацию.

Они могут заправляться обычным бензином, продающимся на российских заправках, не создавая угрозу больших материальных затрат. Их преимущества не столь значительны, но даже адаптированные моторы с непосредственным впрыском позволяют экономить немало топлива, получая при этом лучшие динамические параметры.

Двигатель GDI: констукция, характеристики

Двигатель GDI — пожалуй, одна из наиболее обсуждаемых тем на автомобильных форумах. Пик дискуссий совпал с началом 2000-х, когда на российском вторичном рынке появились японские авто с незнакомым индексом в наименовании модели. Счастливые покупатели столкнулись с неизвестными до этого проблемами системы питания.

Положение осложнялось тем, что работники сервиса оказались не готовы, не то чтобы сделать ремонт такого двигателя, но даже найти причину неисправности. Справедливости ради следует заметить, что в последние годы ситуация несколько улучшилась.

Почти дизель

Что означает аббревиатура GDI, которую можно увидеть на моторе и кузове автомобиля японского производства? Расшифровывается это как: Gasoline Direct Injection, в переводе — бензиновый прямой впрыск. Англоязычная фонетика этого сокращения — ДжиДиАй, в России произносят как ГДИ, иногда ЖДИ.

Автомобилисты прозвали эти движки «джедаями». Впервые буквы GDI появились на автомобилях Mitsubishi Galant/Legnum в 1996 году. У других японских автопроизводителей свои обозначения прямого впрыска: у Toyota — D4, у Nissan — DI и Neo DI. Такая же картина и в Европе:

• группа Volkswagen обозначает такие двигатели — FSI;
• Daimler Chrysler — CGI;
• Renault — IDE;
• Ford — SCi.

Итак, GDI — это новый тип бензинового инжекторного двигателя с прямым или непосредственным впрыском (НВ), что одно и то же. Форсунки у них выходят непосредственно в камеру сгорания, а не во впускной коллектор, как при распределенном впрыске. Этим бензиновый агрегат напоминает дизель.

 

Основная идея заключается в том, чтобы заставить двигатель хотя бы часть времени работать на сверхобедненной топливовоздушной смеси с целью экономии топлива и сокращения количества вредных выбросов.

Отличия в конструкции

Для того чтобы создать условия для подобного протекания рабочего процесса, бензин необходимо подавать внутрь цилиндра, находящегося под давлением такта сжатия. Поскольку традиционный насос, находящийся в бензобаке, неспособен преодолеть такое сопротивление, требуется применять дополнительный аппарат — топливный насос высокого давления (ТНВД).

Моторы с НВ имеют необычную форму головки поршня, обусловленную необходимостью придать подаваемой порции горючего строго рассчитанное вихреобразное движение.

В связи с тем, что двигатель с НВ, так же как и любой другой ДВС, не может постоянно работать при недостаточной концентрации смеси, эти моторы отличаются более сложной программой работы, обеспечивающей сочетание экономных и мощностных режимов смесеобразования. Наконец, двигатели GDI имеют 2 катализатора — иридиевый и платиновый.

Первый предназначен для накопления и выжигания окислов азота, образующихся при работе на супербедной топливовоздушной смеси, второй — для обычного смесеобразования.

Благодаря увеличению степени сжатия до 12 — 13 увеличилась литровая мощность силового агрегата при одновременном сокращении расхода топлива и снижении токсичности выхлопа.

На скудном пайке

Прежде чем рассматривать режимы работы двигателя GDI, нужно немного вспомнить теорию. Смесь бензина с воздухом в цилиндре может воспламениться, только в том случае, когда имеет определенную концентрацию. Оптимальной величиной является 1 часть горючего на 14,7 частей воздуха (стехиометрический состав).

Максимальное количество воздуха на 1 объемную часть бензина в инжекторном двигателе не должно превышать 20 — 24 частей. Описываемые двигатели могут работать на сверхобедненной смеси (до 1:40). Как это можно объяснить?

Топливо в цилиндре после впрыска распределяется по объему неравномерно за счет отражения его от выемки в днище поршня, который в момент впрыска находится в крайнем верхнем положении (конец такта сжатия). Топливный факел имеет компактную форму и, отражаясь, образует обратный вихрь. При общей бедной смеси, в районе свечи зажигания она близка к стехиометрическому составу и успешно воспламеняется.

Затем пламя поджигает прилегающий слой, интенсивность горения увеличивается, и процесс охватывает весь объем цилиндра. Описанный режим — ULTPA LEAN COMBUSTION MODE называется еще послойным смесеобразованием или сгоранием и поддерживается программой ЭБУ при спокойном характере движения со скоростью до 100 — 120 км/час.

Двухразовое питание

К сожалению, для дальнейшего ускорения мощности оказывается недостаточно, и приходится обогащать смесь до обычного уровня (1:12 — 1:15). Смесь при этом является однородной (гомогенной) и образуется в результате впрыска топлива на такте впуска, когда поршень идет вниз, и топливный факел в форме широкого конуса заполняет весь раскрывающийся объем.

Отражения факела от поршня не происходит, и после обратного хода сжатия смесь поджигается. Этот режим — SUPERIOR OUTPUT MODE — активируется также при движении под нагрузкой, то есть, в тех случаях, когда требуется увеличение выдаваемой мощности.

В двигателях для европейского рынка присутствует и третий режим — TWO-STAGE MIXING (двухэтапное смесеобразование). Впрыск при этом производится дважды: на такте впуска и в конце хода сжатия.

Смысл заключается в том, что небольшая порция бензина, впрыснутая не первом этапе, охлаждает стенки цилиндра и способствует увеличению массового количества всасываемого воздуха, что позволяет пропорционально увеличить и подачу топлива на второй стадии впрыска (в конце такта сжатия).

Совет: учитывая привередливость системы к качеству воздуха, следует уделять особое внимание профилактике воздушного фильтра, а впускной коллектор рекомендуется очищать каждые 25 — 30 тысяч км.

Кто портит воздух?

На холостом ходу (ХХ) мотор GDI работает также на двух режимах. Основным является Compression on Lean (обедненная смесь) — 625 — 650 об/мин. Однако постоянная работа на нем приводит к накапливанию в катализаторе высокотоксичного оксида азота (NO), что заметно по неприятному запаху из выхлопной трубы.

Чтобы выжечь это соединение, периодически включается режим STICH F/B (продувка). Обороты возрастают примерно до 750, на некоторых моделях — до 900.

По такому поведению мотора, работающего на ХХ, и можно распознать двигатель GDI. На исправном двигателе продувка кратковременно включается примерно через 4 минуты. Режим STICH F/B функционирует в свою очередь по двум вариантам: регулирование смесеобразования с учетом коррекции датчика кислорода (CLOSED LOOP) и нерегулируемый процесс (OPEN LOOP).

Стоит ли овчинка выделки?

Какие выгоды сулит новый двигатель с НВ, в том числе и системы GDI:

• Ежедневная эксплуатация автомобиля в городских условиях, когда силовой агрегат постоянно работает на стабильных оборотах ХХ, сопровождается заметной экономией топлива — примерно на 20 — 25%. За городом расход горючего остается таким же, как и у агрегата с распределенным впрыском.
• Особенности принципа смесеобразования обеспечивают «джедаю» взрывной характер, тяга и мощность агрегата превосходят аналогичные показатели обычного (распределенного) инжектора.
• Он более чист с экологической точки зрения, правда, российский владелец от этого ничего не имеет, в отличие от японца. Ведь островные жители приобретают тот же Mitsubishi с двигателем GDI в основном для получения льготной скидки по транспортному налогу, а ремонт силового агрегата они перекладывают на будущего покупателя, как правило, зарубежного.
• Некоторые утверждают, что GDI двигатель лучше запускается в зимнее время.

Следует заметить, что из двигателей прямого впрыска японского и корейского производства самые надежные и доработанные моторы стоят на автомобилях Мицубиси (Митсубиси).

Приключения японцев в России

И все-таки, перефразируя известную пословицу: что японцу хорошо, то русскому — смерть. В России все преимущества НВ перечеркиваются низким качеством отечественного бензина. В чем это выражается?

Недостаточно чистое топливо, да и просто высокий процент содержания серы в бензине приводит к ускоренному износу ТНВД и засорению форсунок. Ремонт последних, кстати, невозможен. Если промывка не получается, приходится заменять их новыми, что довольно накладно. Наиболее часто на форумах жалуются на «плавающие» обороты ХХ.

Одной из причин, если не главной, такого явления является вышеупомянутый насос. Как было сказано выше, холостые обороты изменяются регламентировано, в соответствии с прошивкой ЭБУ.

Когда износ качающего плунжера (плунжеров) достигает определенной величины, после перехода на режим Compression on Lean давление впрыска падает ниже допустимого, и компьютер возвращает систему в режим обогащения. После нормализации давления процессор снова пытается переключить работу впрыска на «обедненный» режим.

То есть, частота переключений увеличивается, а если на процесс накладываются и другие факторы, то периодичность становится хаотичной, что и приводит к неприятным дерганиям на ХХ. Скорее всего, потребуется диагностика и ремонт ТНВД, чистка форсунок, а также удаление сажи из впускной системы.

То, что часть отработанных газов из экологических соображений направляется во впускной коллектор, приводит к засаживанию каналов, регулирующих заслонок, клапанов. В системах распределенного впрыска впускные клапаны омываются топливом, которое подается форсунками в коллектор, и проблема отложения сажи не стоит так остро.

Еще одна проблема заключается в отсутствии достаточного количества квалифицированного персонала по обслуживанию подобных систем. Определить причину неисправности и сделать необходимый ремонт проблематично даже в крупных городах, а что уж говорить о российской глубинке.

Наибольшая опасность для двигателя с прямым впрыском исходит от бензина. Горючим следует заправляться на проверенных АЗС. Категорически нельзя использовать различные присадки, октаноповышающие добавки — это прямой путь убить топливный насос.

Несмотря на серьезные недостатки, система прямого впрыска пока еще не похоронена. Многие владельцы японских авто утверждают, что довольны этим движком. Да и круг автопроизводителей расширяется. К примеру, GDI-моторами комплектуются корейские Hyundai Avante и Hyundai Gamma. Возможно, в ближайшем будущем новые двигатели избавятся от своих болезней, и гадкий утенок превратится, наконец, в красивого лебедя.

Что такое двигатель GDI или Gasoline Direct Injection

Ни для кого не секрет, что двигатель прямого впрыска далеко не новинка. Первооткрывателями в данной области стали инженеры Mitsubishi. Первые из авто, оснащёнными двигателями GDI, были Mitubishi Galant и Legnum, продаваемые на внутреннем рынке Японии. Двигатель имел маркировку 4G93 и устанавливался на Mitsubishi Carisma, Colt, Galant, Lancer, Pajero iO и др.

Содержание статьи

Что такое двигатель GDI, его особенности и принцип работы.

Устройство двигателя GDI

Рассмотрим ближе, что же такое GDI или Gasoline Direct Injection, а по-русски – прямой впрыск топлива, и разберёмся, что это такое. Он пришёл на смену двигателям MPI, или Multi-Point Injection (распределённый впрыск), в которых топливо впрыскивается в каждый впускной канал и смесь образуется до попадания в цилиндр. А тем временем GDI ‒ это инжекторная система, при которой форсунки находятся в голове блока цилиндров, а впрыск топлива осуществляется не в коллектор, а напрямую в камеру сгорания двигателя.

На нынешнем этапе автомобилестроения непосредственный впрыск представляет собой самый прогрессивный тип питания бензинового двигателя.

Сейчас многие автоконцерны выпускают авто с данной системой, но у разных автопроизводителей она именуется по-разному. Непосредственный впрыск у Ford – EcoBoost, Mercedes – CGI, концерна VAG – FSI и TSI и т.д.

Принципиальными отличиями работы двигателя GDI от работы двигателей с распределённым впрыском являются:

• подача топлива напрямую в цилиндры,
• возможность применения сверх бедных смесей.

Смесь подаётся под давлением, что обеспечивается за счёт использования ТНВД, который развивает высокое давление в топливной рампе. За счёт этого сократилось в 6 раз (в сравнении с обычными инжекторными двигателями) время открытия форсунки до 0.5 мсек на холостых оборотах.

При использовании системы прямого впрыска уменьшается расход топлива приблизительно до 20 % и количество выбросов, но двигатели с данной системой менее терпимы к качеству используемого топлива.

Mitsubishi(Митсубиси) при создании двигателя GDI вобрали лучшее от бензинового и дизельного ДВС. Таким образом, здесь присутствуют, как и в любом другом бензиновом двигателе, свечи зажигания на каждый цилиндр, однако здесь появились топливный насос высокого давления (ТНВД) и форсунки на каждый цилиндр. Благодаря ТНВД бензин через форсунки впрыскивается в цилиндры под давлением около 5 Мпа, а форсунка осуществляет два типа впрыска бензина. Поэтому, если вы захотите перевести свой автомобиль на газ, то вам потребуются соответствующее оборудование и специальные настройки блока управления ГБО (в связи с расположением форсунок и пр.).

Режимы работы двигателя GDI

Технология прямого впрыска GDI

GDI двигатель способен работать в различных режимах (их три), каждый из которых зависит от преодолеваемой нагрузки. Рассмотрим эти режимы:

• Режим работы на сверхбедной смеси. Включается данный режим, когда двигатель слабо нагружен. При нём впрыск топлива осуществляется в конце такта сжатия. Соотношение воздух/топливо в этом случае 40/1.
• Режим работы на стехиометрической смеси. Этот режим включается, когда двигатель испытывает среднеинтенсивную нагрузку (например: разгон). Топливо подаётся на впуске, оно впрыскивается коническим факелом, заполняя цилиндр и охлаждая воздух в нём, что предупреждает детонацию.
• Режим работы системы управления. При нажатии “тапки в пол” с малых оборотов, впрыск топлива осуществляется поэтапно, в две стадии. Малая часть топлива впрыскивается на впуске, охлаждая воздух в цилиндре. В цилиндре образуется сверх обеднённая смесь (60/1), которой не свойственны детонационные процессы. А под конец такта сжатия в цилиндр впрыскивается необходимое количество топлива, что “обогащает” топливно-воздушную смесь (12/1). При этом для детонации уже не остаётся времени.

В итоге, увеличилась степень сжатия до 12-13, а двигатель нормально функционирует на бедной смеси. Совместно с этим повысилась мощность двигателя, уменьшился расход топлива и уровень вредных выбросов в атмосферу.

А самые новые двигатели GDI от КИА оснащены турбонаддувом, а именуются они T-GDI. Так последние двигатели семейства Kappa отражают мировую тенденцию к “даунсайзингу”, что выражается в уменьшении объёмов двигателей вместе с увеличением их эффективности. Например, двигатель 1.0 T-GDI от КИА имеет мощность 120 л.с. и крутящий момент 171 Нм.

Особенности и недостатки двигателей GDI

Технология прямого впрыска является весьма актуальной, но она не избавлена от недостатков.
Итак, чем же плох двигатель GDI?

• Крайне прихотливый к топливу, из-за использования топливного насоса высокого давления (аналогичный в дизельных авто). За счёт использования ТНВД двигатель реагирует не только на твёрдые частицы (песок и т.п.), но и на содержание серы, фосфора, железа и их соединений. Стоит отметить, что отечественное топливо имеет повышенное содержание серы.
• Специфика форсунок. Так, в двигателях GDI форсунки размещаются прямо на цилиндры. Они должны обеспечивать высокое давление, но рабочий потенциал их невысок. Также невозможен их ремонт, а потому форсунки меняются целиком, что приносит владельцам немало дополнительных расходов.
• Необходимость непрерывного контроля за качеством воздуха. Поэтому приходится постоянно контролировать чистоту воздушного фильтра.
• На автомобилях с GDI первого поколения топливный насос высокого давления (ТНВД) имел малый ресурс.
• Владельцам “немолодых” автомобилей необходимо использовать очиститель впуска двигателя раз в 2-3 года. В основном для этого используются спреи-аэрозоли (например: SHUMMA).

Несмотря на перечисленные минусы, многие автовладельцы утверждают, что при заправке автомобиля на проверенных АЗС 95-98 бензином (а не из Петькиного “трахтера”), своевременной замене свечей (оригинальных, что крайне важно) и масла, двигатели GDI не вызывают проблем даже при пробеге до 200 000 км и более.

Достоинства двигателей GDI

Итак, преимущества GDI-двигателя по отзывам:

• Меньший средний расход топлива в сравнении с двигателями, оснащёнными распределённым впрыском;
• Меньший уровень токсичных отходов горения;
• Больший крутящий момент и мощность;
• Увеличение срока службы отдельных деталей двигателя, так как в этих двигателях меньше нагара.

Решение покупать автомобиль с двигателем GDI или нет ‒ личное дело каждого. Но, приняв положительное решение, стоит тщательнейшим образом “обследовать” автомобиль. Если он не убит, то у вас ещё больше пищи для ума, потому как крайне приятно ехать “бодро”, но с меньшим расходом топлива, и наносить меньший вред окружающей среде и своему здоровью.

Что такое система GDI двигателя автомобиля и как работает

Чтобы объяснить принцип работы двигателя автомобиля GDI с непосредственным впрыском необходимо для начала рассмотреть теорию работы двигателей.

Вспомним теорию

Чтобы топливо сгорело, нужен воздух для полного сгорания. Такое количество воздуха называется стехиометрическим. Например, для бензина оптимальный состав топливной смеси 14,7:1 — на 1 грамм бензина нужно 14,7 грамма воздуха. Смесь, в которой воздуха больше, чем нужно — называется бедной, а в которой воздуха меньше, чем нужно (больше топлива) — называется богатой. Слишком бедную смесь не всегда удается поджечь, при работе на богатой — несгоревшее топливо бесполезно «вылетает в трубу».

Вспомним, как работает мотор машины. У бензинового двигателя на такте впуска смесь воздуха и топлива поступает в цилиндр, затем сжимается и поджигается искрой. У дизеля на такте впуска в цилиндр поступает только воздух, который сжимается поршнем под большим давлением и нагревается. К концу сжатия впрыскивается топливо, которое при высоких давлении и температуре самовоспламеняется. Для дизеля нормальная степень сжатия — 18, а у бензиновых — максимум 12.

Чем выше давление в цилиндре — лучше эффективность. А если поднять степень сжатия в бензиновом двигателе? Больше 12 не получается. Потому что есть детонация и калильное зажигание.

Детонация — очень быстрое сгорание топлива в точках, удаленных от свечи, сопровождается резким местным перегревом и перегрузкой деталей мотора. Внешний признак детонации — стук. Калильное зажигание — преждевременное (до появления искры) воспламенение смеси от перегретых деталей камеры сгорания.

Длительная работа с данными факторами недопустима: мотор быстро выйдет из строя. Поэтому заливают высокооктановый бензин (АИ-98), но выше степени сжатия 12 его «не хватает».

Если хотим сделать бензиновый мотор экономичным, «эластичным» и более мощным, то должны избавиться от детонации и научить «питаться» бедной смесью.

Как работает двигатель GDI

Напоминает по конструкции обычный бензиновый и дизель. В каждом цилиндре присутствует свеча зажигания, форсунка, а топливо подается насосом высокого давления под давлением 5 МПа. Форсунка обеспечивает два различных режима впрыскивания топлива.

В работе GDI различаются три возможных режима в зависимости от режима движения автомобиля.

Работа на сверхбедных смесях

Реализуется при малых нагрузках авто: при спокойной езде и движении по трассе на скоростях до 120 км/ч. Топливо подается в цилиндр практически как в дизеле — в конце такта сжатия.

В результате, наиболее обогащенное топливом облако оказывается около свечи зажигания и благополучно воспламеняется, поджигая затем бедную смесь. В результате двигатель устойчиво работает даже при общем соотношении воздуха и топлива в цилиндре 40:1.

Работа на стехиометрической смеси

Используется при интенсивной городской езде, движении по высокой скорости и обгонах автомобилей. При стехиометрическом составе смеси с воспламенением никаких проблем не возникает. Впрыск топлива осуществляется в процессе такта впуска. Топливо впрыскивается коническим факелом, распыляется по всему цилиндру и, испаряясь, охлаждает при этом воздух в цилиндре. Благодаря охлаждению снижается вероятность детонации и калильного зажигания.

Третий режим двигателя GDI

Позволяет повысить момент двигателя авто, когда двигаясь на малых оборотах, резко нажимается педаль акселератора. Если двигатель работает на малых оборотах, а в него вдруг подается обогащенная смесь, вероятность детонации возрастает. Поэтому впрыск осуществляется в два этапа.

Небольшое количество топлива впрыскивается в цилиндр на такте впуска и охлаждает воздух в цилиндре. При этом цилиндр заполняется сверхбедной смесью (примерно 60:1), в которой детонационные процессы не происходят. Затем, в конце такта сжатия, подается струя топлива, которая доводит соотношение до «богатого» 12:1. А на детонацию времени не остается.

В итоге степень сжатия удалось поднять до 12—12,5. Двигатель автомобиля устойчиво работает на бедной смеси. По сравнению с бензиновым двигателем, GDI расходует на 10% меньше горючего, выдает на 10% больше мощности и экологичнее на 20%.

Gdi двигатель что это такое

Двигатель GDI – особенности работы

Статья о двигателях GDI — принцип работы, особенности, отличия от других типов моторов. В конце статьи — интересное видео о силовых агрегатах с прямым впрыском топлива.

Содержание статьи:

• Общие сведения
• Салон
• Основные отличия GDI от обычной системы впрыска
• Особенности ТНВД
• Насколько важно качество топлива
• Видео о современных двигателях с впрыском

Gasoline Direct Injection (GDI) — система прямой подачи топливной смеси в ДВС. В GDI-моторах впрыск осуществляется не во впускной коллектор, как в обычных инжекторных двигателях, а непосредственно в цилиндр. По способу действия двигатели этого типа сочетают в себе принципы бензиновой и дизельной систем.

Общие сведения

Считается, что впервые эту разновидность двигателя использовала компания Mitsubishi, однако это не совсем верно. Первый двигатель такого типа был установлен на гоночный автомобиль Mercedes-Benz W196. Позже Mitsubishi использовали систему электронно-управляемого впрыска, что позволяло двигателю работать (при малых нагрузках) на топливовоздушной смеси с минимальным количеством горючего, то есть обедненной.

Что касается аббревиатуры GDI, то она относится к машинам марки Mitsubishi, хотя многие автоконцерны используют ту же систему, но под другим названием. У Toyota это D4, у Mercedes — CGI, у Renault — IDE и т.д.

Особенность двигателя в том, что при малых нагрузках (равномерная езда со скоростью до 120 км/ч) он работает на обедненной топливовоздушной смеси. При повышении нагрузки происходит автоматический переход на классическую систему впрыска. Это делает автомобиль экономичным (до 20% экономии) и экологичным.

Принцип действия

Общий принцип работы ДВС заключается в подаче и смешивании топлива с воздушной массой, так как без последней возгорание невозможно. В бензиновых двигателях для оптимальной работы требуется 14,7 г воздушной смеси на 1 г бензина. Если воздуха оказывается больше нормы, такая топливовоздушная смесь носит название обедненной (бедной), если меньше — богатой.

Обедненная воздушная смесь снижает расход топлива, однако с ее возгоранием часто возникают проблемы. Чрезмерно насыщенная бензином смесь возгорается легко, однако излишки топлива не сгорают и выводятся вместе с переработанными газами, что приводит к бесполезной растрате. Не говоря уже о том, что на свечах и клапанах интенсивно образуется слой нагара.

Система GDI отличается от обычной тем, что впрыск горючего производится не во впускной коллектор, а напрямую в камеру сгорания, как у моторов, работающих на дизтопливе.

Принцип действия двигателя GDI:

Бензин подается в камеру сгорания под высоким давлением и потоком закрученной формы, благодаря специальному строению форсунок.

Поток на высокой скорости сталкивается с поршнем, после чего часть его как бы закрепляется на теле поршня, а другая часть продолжает движение, создавая трение и приобретая соответствующую форму.

После этого поток загибается и уходит от поршня, увеличивая скорость. Некоторые частицы движутся медленно и расходятся в разные стороны, создавая разделение потока.

В результате этого в камере сгорания образуется два участка с бензовоздушной смесью. В центре находится участок стехиометрической (обыкновенной) легковоспламеняемой топливной смеси. Вокруг него образовывается участок обедненной смеси.

После этого происходит воспламенение (с помощью искры свеч зажигания) участка с высоким содержанием бензина. Затем процесс горения перекидывается на обедненные участки.

Основные отличия GDI от обычной системы впрыска

Впрыск производится под давлением от 50 атмосфер (в обычном инжекторном двигателе всего лишь 3 атм). Это дает возможность осуществить мелкодисперсное направленное распыление.

Дроссельная заслонка расположена несколько дальше, чем у обычных моторов.

Горючее подается напрямую в цилиндр и там происходит образование топливовоздушной смеси. В обычных двигателях горючее подается во впускной коллектор, там же смешивается с воздушной массой.

На поршнях имеется сферическое углубление. При помощи этого углубления осуществляется управление образованием вихря и возникшим пламенем. Также выемка дает возможность управлять образованием горючей смеси, регулируя количество воздушной массы и бензина в процессе соединения.

Существует возможность образования максимально обедненной горючей смеси в цилиндрах. Оптимальное соотношение воздуха и бензина — 40:1 (в отличие от обычного впрыска с соотношением 14,7:1), однако количество воздуха может колебаться от 37 до 43 к 1.

Форсунки, расположенные в ГБЦ, имеют конфигурацию, которая позволяет придать топливному потоку нужную, как бы закрученную, форму. Благодаря этому поток движется по четко заданной траектории.

GDI-моторы работают в двух режимах: STICH (обыкновенный, как у других инжекторных системах) и Compression on Lean (работа на максимально обедненной смеси). Переключение между режимами происходит автоматически; при повышении нагрузки автомобиль переходит на работу при обогащенной топливной смеси. При снижении нагрузки переходит обратно в обедненный.

Конструкция оснащена насосом высокого давления.

Особенности ТНВД

Топливный насос высокого давления (ТНВД) является ключевым элементом системы непосредственного впрыска. Именно от него зависит качество и работоспособность мотора в целом.

Существует четыре типа ТНВД:

1 поколение. Семиплунжерные топливные насосы

Первые и самые недолговечные. Устанавливались в автомобили марки Mitsubishi с 1996 до 1998 года. Не имеют системы отслеживания давления и чрезвычайно чувствительны к качеству бензина. Ремонту не подлежат и при износе (а это происходит очень быстро) необходима полная замена.

2 поколение. Трехсекционные топливные насосы

Являются модификацией семиплунжерных. Устанавливались с 1998 по 2000 год. Здесь производитель учел прошлые недоработки и уделил внимание их устранению. Имеют регулятор и датчик давления, в случае его резкого падения переводят работу автомобиля в аварийный режим. Это позволяет автомобилю продолжать движение достаточно времени, чтобы добраться до СТО.

Модель стала несколько «лояльнее» к качеству бензина и более долговечной.

3 поколение. Двухсекционный ТНВД

Имеется датчик давления, а регулятор не встроен в систему. Привод работает от распределительного вала.

4 поколение. «Таблетка»

Последняя и самая совершенная модель. Относительно долговечна, менее чувствительна к качеству топлива, отличается компактностью и надежностью. Основной недостаток — самооткручивающиеся крепежные гайки. Их состояние необходимо регулярно проверять, так как их ослабление приводит к нарушению работы системы и деформации пластин, выровнять которые довольно сложно.

Конструкция топливных насосов высокого давления зависит от конкретной модели.

Насколько важно качество топлива

Основная проблема двигателей GDI — чувствительность к малейшим отклонениям в качестве горючего. Первые ТНВД страдали этим недугом особо остро, что приводило к очень быстрому износу и необходимости производить замену. Последующие усовершенствования частично или полностью решили эту проблему и модели 2-4 поколения стали более надежными.

Кроме особенностей самой впрысковой системы, на долговечность двигателя влияет и тщательная система фильтрации. Она имеет 4 стадии:

1. Очистка происходит с помощью фильтра-сеточки в насосе бензобака.
2. Производится очистка обыкновенным фильтром. В зависимости от марки автомобиля, его месторасположения может меняться. Фильтр может устанавливаться в баке либо под днищем.
3. Фильтрация происходит с помощью фильтра-стакана, расположенного в топливопроводе ТНВД.
4. Последний этап очистки происходит в тот момент, когда горючее подается из «топливной рейки» в бак.

Такой основательный процесс фильтрации способен привести в порядок даже не слишком чистый бензин. Но одно дело — некачественное топливо по японским или европейским меркам, и совсем другое — для отечественного бензина. Даже четыре этапа очистки не смогут справиться с присадками и прочими атрибутами кустарного производства от которого так и не удалось избавиться полностью. Некоторый процент от общего количества топлива на территории России непригоден к использованию и по сей день. Проверки заправочных станций регулярно выявляют грубые нарушения. А для GDI это почти наверняка смерть.

Например, мембранный клапан и плунжеры изготовлены с высокой степенью точности, за счет чего и происходит нагнетание топливной смеси под требуемым давлением. Если же бензин окажется с частицами песка или другими примесями, особенно обладающими абразивными свойствами, система подачи подвергнется их воздействию и ее работа утратит точность. Что и приведет сначала к снижению эффективности работы двигателя, а затем и к поломке ТНВД.

В первую очередь, при возникновении проблемы снижается мощность двигателя. Через некоторое время он начинает и вовсе отказывать. Если обратиться в ремонтную мастерскую при первых признаках неисправности, топливный насос еще можно будет спасти. В противном случае его придется полностью заменить, так как сильно поврежденные детали восстанавливать бессмысленно.

При падении давления система автоматически переводит работу в «классический» режим. После этого давление выравнивается и двигатель обратно переводится в режим работы на обедненной смеси, после чего давление снова падает, система опять переводит работу в «классический». И так до бесконечности.

В процессе этих переходов машина и начинает «плавать». При обнаружении подобного отклонения автомобиль следует отправить на диагностику, чтобы найти точную причину неполадки.

Заключение

Двигатели GDI отличаются мощностью и экономичностью, но достоинства почти всегда являются и причиной недостатков. В данном случае это чрезмерная чувствительность к малейшим отклонениям в системе впрыска и качеству топлива. Чтобы продлить срок службы автомобиля, следует регулярно производить замену свечей зажигания (на них быстро образуется нагар), чистить впускной коллектор и форсунки.

Не лишним будет регулярно осматривать инжектор и проверять качество распыления, устраняя малейшие неполадки на стадии их возникновения. И, конечно же, необходимо постоянно контролировать состояние фильтров и менять по мере необходимости.

Видео о современных двигателях с впрыском:

Botya174 › Блог › Что такое двигатель GDI

Продолжаю тему про Hyundai часть — 1 и часть — 2 в данной записи речь пойдёт о двигателе GDI.
Я приобрел себе автомобиль двигателем GDI (M16GDI), многие мне говорили и прдолжают говорить что типа с этим двигателем хапну горя.Но я считаю что если лить в него минимум АИ-95 и качественное моторное масло, вовремя реагировать на подозрения в работе двигателя, то проблем не должно ни каких быть.

Но как оно на самом деле, давайте разберём…

Что такое двигатель GDI

Двигатель GDI (Gasoline Direct Injection) – бензиновый силовой агрегат с прямым (непосредственным) впрыском топлива. Моторы с аббревиатурой GDI производятся японскими компаниями Mitsubishi, Toyota, Nissan, корейскими автопроизводителями, а также фирмой Bosh.
Идея постройки двигателя с непосредственным впрыском топлива в цилиндры родилась достаточно давно, при этом массовый GDI впервые был представлен только в 1995 году. Моторы с технологией GDI в большинстве встречаются на автомобилях марки Mitsubishi. Перовой моделью с таким силовым агрегатом стала модель Mitsubishi Galant, которая получила силовую установку 1.8 GDI.

Особенности и отличия моторов GDI

Принцип работы двигателя GDI представляет собой своеобразный «симбиоз» привычных бензиновых и дизельных ДВС. Начнем с того, что для нормальной работы любого двигателя внутреннего сгорания в цилиндры необходимо подать так называемую топливно-воздушную смесь. Другими словами, определенная часть горючего смешивается в необходимой пропорции с частью воздуха применительно к разным режимам работы мотора. От состава смеси напрямую зависит мощность двигателя, КПД, экономичность, экологичность и ряд других характеристик.

Большинство бензиновых и дизельных двигателей сегодня:

— моторы с внешним смесеобразованием. К таковым относятся устаревшие карбюраторные агрегаты на
бензине и современные атмосферные, компрессорные или турбированные инжекторные бензиновые
моторы. В таких двигателях процесс приготовления топливно-воздушной смеси происходит отдельно (во
впускном коллекторе), после чего готовый заряд поступает в цилиндры и воспламеняется от свечи
системы зажигания;

— двигатели с внутренним смесеобразованием. Данный тип агрегатов представлен дизельными моторами, в
которых порция дизтоплива подается напрямую в цилиндры и смешивается с уже имеющимся там
воздухом. Воспламенение заряда происходит от контакта подаваемой солярки с разогретым от сжатия
объемом воздуха, то есть без участия внешнего источника воспламенения;

Двигатель GDI представляет собой бензиновый мотор, в котором процесс смесеобразования
аналогичен дизельному, то есть топливо впрыскивается прямо в цилиндры, где происходит
смешивание с поданным ранее воздухом. При этом полученная топливно-воздушная смесь
воспламеняется в цилиндре посредством искры от свечи зажигания.

Если сказать иначе, воздух поступает в двигатель отдельно, форсунка GDI осуществляет непосредственный впрыск топлива в цилиндр, затем происходит перемешивание компонентов, после чего поджиг смеси осуществляет электрическая искра свечи зажигания. Следует добавить, что во время такого смесеобразования конструкторами учитывается ряд аэродинамических особенностей для получения оптимально упорядоченного состава смеси. По этой причине конструкция поршня и камеры сгорания существенно отличается от аналогов в двигателях с внешним смесеобразованием, а также форкамерных ДВС. Днище поршня имеет особую форму для направления факела распыла на свечу зажигания, ГБЦ получила вертикальные прямые впускные каналы, что позволяет «закручивать» воздух в цилиндрах двигателя. Благодаря такому устройству топливно-воздушная рабочая смесь в GDI движется по строго заданной траектории.

Более того, состав смеси отличается в разных участках общего объема цилиндра. В результате подобных решений двигатели линейки GDI способны работать на сильно обедненной смеси, которая была бы непригодна для работы обычного бензинового мотора. Необходимое для воспламенения от искры соотношение топлива и воздуха концентрируется в цилиндре GDI в области расположения свечи зажигания, в то время как по условным «краям» цилиндра смесь остается максимально обедненной.

Еще одной особенностью двигателя GDI является наличие двух топливных насосов:

— привычный электробензонасос в топливном баке;
— топливный насос высокого давления (ТНВД) с механическим приводом от ДВС;

Данное решение также является аналогом принципа подачи топлива в дизельном двигателе. В моторах GDI давление впрыска составляет около 50 бар, в то время как в обычных бензиновых ДВС около 3 бар.

Моторы GDI имеют целый ряд конструктивных различий, благодаря чему их можно разделить на две группы:

— для внутреннего японского рынка;
— для европейских рынков;

Отличаются такие агрегаты по конструкции самого мотора, по особенностям исполнения ТНВД и по устройству системы топливного впрыска. Версии для Японии имеют два основных режима впрыска топлива GDI:

1. ultra lean combustion mode;
2. superior output mode;

Первый режим предполагает работу мотора на сверхобедненной смеси, которая имеет соотношение 37:1-43:1. Такой режим работы поддерживается ЭБУ на умеренных скоростях до 110-120 км/ч. с учетом плавного разгона, то есть без резких нажатий на педаль газа. В указанном режиме двигатель GDI обеспечивает максимальный показатель крутящего момента. Форсунки впрыскивают горючее в тот момент, когда поршень находится на такте сжатия и не дошел до ВМТ. Подача топлива инжектором в этом случае происходит в виде однородной струи, после происходит завихрение потока по часовой стрелке для наилучшего смешивания с воздухом в цилиндре.

Во втором режиме предполагается стехиометрический состав смеси топлива и воздуха. Указанный режим работы активируется в том случае, если мотор находится под нагрузкой (движение на высокой скорости, буксирование прицепа, езда в гору и т.п.)

В версиях для Европы мотор GDI получил дополнительный режим two-stage mixing. Указанный
режим рассчитан на активный разгон с места или необходимость резкого ускорения при обгоне.
В таком режиме топливо выпрыскивается в цилиндры ступенчато (в два этапа за 4 такта).

На такте впуска в этом режиме совершается первый впрыск, результатом которого становится максимально обедненная смесь в цилиндре с соотношением около 60:1. Данная смесь не рассчитана на воспламенение. Главной задачей является эффективное охлаждение камеры сгорания, так как в охлажденную камеру можно будет подать больший объем воздуха и топлива на такте сжатия. Другими словами, данное решение позволяет улучшить наполнение цилиндров. Затем на такте сжатия происходит второй впрыск, после которого состав смеси уже составляет 12:1, то есть рабочая смесь становится максимально обогащенной.
В результате цилиндры эффективно наполняются и двигатель отдает максимально доступную мощность. По сравнению с моторами, которые имеют распределенный впрыск, GDI оказывается на 10% мощнее. В итоге европейские версии GDI более эластичны и способны отдавать больше крутящего момента на «низах» при необходимости резко ускориться во время движения на скорости 30-60 км/ч.

акже следует отметить особый режим двигателя GDI под названием stich F/B. Указанный режим
работы предполагает наиболее приближенный к стехиометрическому состав топливно-
воздушной смеси, а также делится на два подрежима: closed loop и open loop.

В первом случае состав смеси регулируется на основе показаний кислородного датчика, во втором показания датчика не влияют на состав смеси топлива и воздуха. Данная особенность является отличием GDI от других моторов во время работы на холостом ходу. ЭБУ двигателем динамично меняет режимы compression on lean и stich F/B во время работы мотора на холостых оборотах, условно продувая цилиндры. Особенностью является повышение холостых оборотов двигателя до 900-950 об/мин. в момент перехода между указанными режимами. Указанная смена режимов работы GDI в норме должна происходить 1 раз в 4 мин. Все режимы переключаются под управлением ЭБУ. Если говорить о комфорте водителя, смена режимов и изменения в работе мотора практически не ощущаются.
Что касается токсичности GDI, японские инженеры разработали специальные катализаторы для моторов, которые работают на сильно обедненной смеси. В результате уровень окислов азота в выхлопе такого двигателя уложился в рамки Евро-3. Стоит отметить, что высокое содержание серы, которое отмечено в отечественном бензине, быстро выводит каталитические нейтрализаторы из строя.

Неисправности и проблемы моторов GDI

Главной проблемой моторов данного типа является повышенная чувствительность к качеству топлива, а также к любым факторам и поломкам, способным повлиять на качество смесеобразования.
На моторах GDI быстро чернеют и выходят из строя свечи зажигания. Топливная аппаратура таких двигателей намного более чувствительна к наличию воды и механических примесей в бензине. Образование нагара во впускном коллекторе и скопление сажи на клапанах способны изменить процесс смесеобразования, так как траектория движения потоков в цилиндре нарушается. В результате GDI теряет мощность и работает с заметными перебоями.

В целях профилактики на моторах GDI рекомендуется менять свечи зажигания каждые 10-20 тыс.
пройденных километров, а также один раз в 25-30 тыс. км. производить очистку впускного
коллектора от нагара и частиц сажи на его стенках. Также периодически нужно контролировать
состояние инжекторов, проверять качество распыла топлива и чистить форсунки.

GDI двигатели: плюсы и минусы двигателей GDI, что это такое

Gasoline Direct Injection, или же более распространенная аббревиатура GDI, скрывает под собой инжекторную систему подачи топлива для бензиновых двигателей с непосредственным (прямым) впрыском топлива. При такой системе подачи, топливные форсунки расположены в головке блока цилиндров, и распыление происходит сразу в каждую камеру сгорания, минуя впускной коллектор и впускные клапана. Топливо подается под большим давлением в цилиндр, чему способствует ТНВД (топливный насос высокого давления).

Отличия моторов прямого впрыска топлива GDI. Особенности работы двигателей GDI

По факту мы имеем некий симбиоз дизельного и бензинового двигателей в одном и каждый производитель именует такую систему по своему. GDI двигатели у Mitsubishi, FSI ставит обозначение VW, D4 обозначение Toyota. От дизеля GDI унаследовал систему впрыска и ТНВД, от бензинового двигателя сам тип топлива и свечи зажигания. Родоначальником моторов GDI стала компания Mitsubishi, когда в 1995 году был представлен Mitsubishi Galant 1.8 GDI. Сегодняшний двигатель с непосредственным впрыском это сложная система механизмов и электронных блоков.

Двигатель с непосредственным впрыском топлива явился миру гораздо раньше — в 50-х годах такие моторы использовал Daimler-Benz на своих гоночных машинах.

Различия (разновидности) двигателей GDI. Марки автомобилей, где используется GDI

Предпосылки создания и массового перехода большинства ведущих автопроизводителей на системы впрыска, аналогичных GDI, были достаточно предсказуемы. Экологические нормы, требующие усовершенствования систем выхлопа отработанных газов, а так же глобальная задача по созданию экономичных двигателей. В двигателях GDI реализованы несколько типов смесеобразования топливовоздушной смеси, это позволило выполнить задачи по экономии топлива, более полному сгоранию смеси и дополнительно увеличить мощность. В совокупности такой двигатель получился благодаря доработанной системе прямого впрыска, где не малую роль играет электронная начинка. Блок управлением двигателя, через датчики, раскиданные по системе, оперативно реагирует на малейшие изменения поведения автомобиля и подстраивает работу топливной системы под необходимые требования водителя

Преимущества (плюсы) двигателей GDI

Особенностью двигателей с непосредственным впрыском является возможность работы в нескольких видах смесеобразования. Это является неоспоримым плюсом, так как многообразие в смесеобразовании дает максимальную эффективность использования топлива. При исправно работающей системе непосредственного впрыска мы получим экономию топлива за счет режима работы на сверхобедненной смеси, причем без потери мощности. В двигателях GDI увеличенная степень сжатия топливовоздушной смеси, это помогает избежать калильного зажигания и детонации, а таким образом увеличивается ресурс. Так же в положительные моменты двигателя с непосредственным впрыском нужно отнести существенное снижение выброса в атмосферу углекислого газа и других вредных веществ, а это достигается за счет многослойного смесеобразования, в свою очередь дающее более полное сгорание смеси, что дополнительно влияет на мощность двигателя.

Система GDI в результате работы обеспечивает несколько видов смесеобразования:

— послойное;
— стехиометрическое гомогенное ;
— гомогенное.
Такое многообразие делает работу двигателя экономичным, лучшее качество образования смеси, ее полное сгорание, увеличение мощности, уменьшение вредных выбросов.

Недостатки (минусы) двигателей GDI

Описание двигателей GDI было бы не полным, без упоминания отрицательных моментах эксплуатации. Главный минус GDI связан со сложностью самой системы впуска и подачи топлива. В таком варианте впрыска, двигатель GDI становится крайне чувствительным к качеству используемого топлива. В итоге проблема закоксовывания форсунок становится актуальной для водителя, потеря мощности и увеличение расхода топлива никого не обрадует. Так же в минусы можно отнести сложность обслуживания и стоимость ремонта, замены деталей и агрегатов топливной системы, поэтому важным моментом является контроль за состоянием топливной системы автомобиля.

Да, в обслуживании двигатель GDI дороже, но рабочие характеристики перекрывают этот минус. Тем более, есть средства помогающие повысить ресурс капризных деталей и узлов.

Профилактика неисправностей моторов GDI

Профилактика — это простое решение для владельца автомобиля с системой непосредственного впрыска GDI или аналогичными системами. Как мы уже писали выше, качество топлива будет играть основную роль. Понятно, что без лабораторных исследований судить о качестве топлива невозможно, поэтому в качестве профилактических мер и защиты топливной системы от возникающих проблем могут помочь топливные присадки. Компания Liqui Moly один из мировых лидеров в производстве автохимии рекомендует, для поддержания необходимого уровня смазывающих и очищающих присадок в используемом топливе применять Langzeit Injection Reiniger арт. 7568. Постоянное применение присадки значительно снизит риск возникновения поломок связанных с топливом, пакеты присадок, поднимающие смазывающие свойства топлива надежно защитят топливную аппаратуру от скорого износа. Для лечения и профилактики загрязнений форсунок так же есть надежное средство, арт. 7554 Очиститель систем непосредственного впрыска топлива Direkt Injection Reiniger. Заменяет стендовую очистку форсунок, работает по нагару, смолам и чистит камеру сгорания. Немаловажный момент, что топливные присадки Liqui Moly начинают работать в топливной системе при повышении температуры, а в баке происходит только смешивание с топливом.

Стоит ли покупать автомобили с двигателями GDI

При должном подходе и своевременном обслуживании владелец автомобиля с системой GDI получает комфортный в управлении автомобиль с высокой тягой, мощностью и хорошей экономией топлива. И как показывают продажи таких автомобилей, на дорогах встречаться они будут чаще.

Итог

Двигатели GDI – были одними из первопроходцев систем непосредственного впрыска топлива. Обладая очевидными преимуществами, двигатели GDI требуют специального профилактического ухода. В первую очередь, это уход за форсунками. Самым простым способом является использование присадок в топливную систему. Производя профилактический уход за топливной системой автомобилей с двигателями GDI, автовладелец может продлить его ресурс и наслаждаться повышенной мощностью и динамикой.

Автопроизводители не стоят на месте, развитие и усовершенствование двигателей с системами непосредственного впрыска продолжается. Уже представлены автомобили с моторами T-GDI, но это уже другой рассказ.

Mihankem › Blog › Что такое GDI?

GDI (Джедай) — моё примечание 🙂

1995 г. — Разработан первый массовый двигатель GDI (Gasoline Direct Injection) c непосредственным впрыском бензина. Технология «GDI» признана технологией года в Японии, Германии, Англии. Двигатель GDI запущен в серийное производство. Появилась первая серийная модель автомобиля Galant 1.8GDI.

Особенности принципиальной схемы.

Чем же отличается новый двигатель от «обычных»? Чтобы ответить на этот вопрос, придется начать издалека. Известно: для работы двигателя внутреннего сгорания топливо нужно смешать с воздухом в определенной пропорции, причем качество смеси существенно влияет на параметры мотора — его мощность, токсичность выхлопа и т.п. Известно также, что двигатели подразделяют на две категории: с внутренним смесеобразованием (дизели, у которых топливо смешивается с воздухом непосредственно в цилиндре) и с внешним (бензиновые — карбюраторные или с впрыском топлива, где в цилиндр поступает уже готовая топливо-воздушная смесь). Двигатель, получивший обозначение GDI (Gasoline Direct Injection, то есть бензиновый с непосредственным впрыском) как бы перешел в «лагерь» дизелей. У него форсунка также подает топливо в цилиндр, где оно смешивается с воздухом, но зажигание производится с помощью электрической искры.

Но это еще не все особенности данного двигателя. Не погружаясь в дебри аэродинамических процессов смесеобразования, можно сказать, что топливно-воздушная смесь в цилиндре имеет упорядоченную структуру, движется по запрограммированной траектории и имеет разную концентрацию по объему цилиндра: «холодную» у стенок цилиндра и «горячую» в центре в области свечи. Это приоткрывает завесу над тайной работы двигателя на сверх-обедненной смеси: просто-напросто рабочая концентрация создается непосредственно у свечи.

Также, из интересных особенностей можно отметить, что двигатель имеет два топливных насоса. Первый «обычный», который находится в баке и второй насос высокого давления (ТНВД), который приводится механически от двигателя.

Виды впрыска топлива двигателей с GDI

Двигатели 4G93 выпускаются двух типов: для Японии и для Европы. И у них есть различия и, можно сказать, довольно основательные.
И не только по конструкции двигателей, топливного насоса высокого давления, но и в самой системе впрыска топлива. Для Японских существуют всего два вида впрыска топлива на двигателях GDI :

ULTPA LEAN COMBUSTION MODE — режим работы на супер-обедненной топливо-воздушной смеси, приблизительно в соотношениях от 37:1 до 43:1. За «идеальное» соотношение принимается 40:1. В данном режиме двигатель работает на скоростях до 115-125 км/час при условии, что ускорение совершается спокойно и плавно, без резкого нажатия на педаль акселератора. и «выдает» наиболее максимальный крутящий момент на двигатель. Впрыск топлива происходит на такте сжатия, когда поршень еще не дошел до верхней мертвой точки . Топливо впрыскивается компактной струей и, закручиваясь по часовой стрелке, максимально пОлно размешивается воздухом.
SUPERIOR OUTPUT MODE режим работы в стехиометрическом составе топливо-воздушной смеси. Этот режим работы включается на скорости свыше 125 км/час или в том случае, если на двигатель «падает» большая нагрузка (прицеп, затяжной подъем в гору и так далее).

Для автомобилей, которые «европейцы», был добавлен еще один режим – ДВУХ-ступенчатый впрыск топлива под названием: TWO-STAGE MIXING — резкий старт с места или резкое ускорение при обгоне. Это режим двухступенчатого впрыска топлива, когда топливо впрыскивается в цилиндр два раза за четыре такта движения поршня.
Во время первого впрыска топлива на такте впуска состав топливо-воздушной смеси составляет всего такое соотношение, как 60:1. Это «два раза супер-обедненная смесь» и в таком соотношении она никогда не воспламенится и служит, в основном, для того, что бы охладить камеру сгорания, потому что чем ниже будет ее температура, тем больше войдет туда на такте впуска воздуха и, значит, тем больше топлива — соответственно, можно подать туда на втором такте — такте сжатия. То есть, все это придумано только для того, что бы увеличить коэфициент наполнения камеры сгорания

А если конкретно, то на такте сжатия в камере сгорания получается состав топливо-воздушной смеси равный 12:1 (сверх-обогащенная топливо-воздушная смесь).

Все это позволяет получить максимальную мощность. Для сравнения при одних и тех же оборотах, например, RPM 3000, двигатель GDI «выдает» на 10% больше мощности, чем тот же MPI (распределенный впрыск топлива).
Переключение режимов из одного в другой происходит автоматически и практически незаметно для водителя, всем управляет бортовой компьютер.

Есть и еще один режим работы двигателя: STICH F/B это режим работы на составе топливо-воздушной смеси, которая приближается к стехиометрическому, имеет «обратную связь» и может регулироваться «через» датчик кислорода. 😉

Подробно мы его рассматривать не будем. Скажем только, что при длительной работе двигателя GDI на ХХ бортовой компьютер переводит двигатель в режим, который можно условно назвать «продувкой». Обороты двигателя повышаются до 900 (плюс-минус 50) и происходит смена режима работы двигателя, с COMPRESSION ON LEAN на STICH F/B. Нормальным считается, если такой переход происходит примерно один раз в 4 минуты.

Черные свечи на GDI.

Наверняка многие не раз видели и уже привыкли к тому, что свечи на GDI практически всегда «черные».

Внимательно рассмотрев нагар на свече зажигания «от» GDI и отбросив «классические» причины, (несоответствие типа свечи, неправильное зажигания, масло в камере сгорания) можно назвать наиболее предположительную причину «черных» свечей зажигания это неправильный состав топливо-воздушной смеси.
Почему так, ведь за всем следит компьютер? Можно предположить, что «засаживание» свечей зажигания происходит из-за того, что образовавшийся с течением времени черный нагар (сажа) внутри впускного коллектора, ее самые легкие частички, увлекаются потоком воздуха и вместе с ним попадают в камеру сгорания. Вместе с тем, сажа на стенках впускного коллектора изменяет, как форму воздушного потока, так и его единовременный объем, вследствие чего в камере сгорания не создается запрограммированный «воздушный винт» и топливо-воздушная смесь перемешивается «некачественно», из-за чего она сгорает «не по стандарту GDI» и так по кругу в нарастающем порядке.
Свечи — это очень хороший индикатор состояния впускного тракта.

Чистка впускного коллектора поможет замедлить засаживание свечей (простой пример: автомобиль с двигателем GDI, который «с конвейера», может пробежать до 30.000км, и свечи зажигания у него будут «правильные», цвета «кофе с молоком»), но вместе с тем нужно понимать, что засаженный коллектор это не единственная причина. Есть еще клапана, на которых могут нарастать довольно ощутимые отложения, могут забиваться форсунки и не давать правильного распыла топлива.
Из-за особенностей смесеобразования в GDI двигатель не так чувствителен к состоянию свечей. Поэтому до некоторого предела на черный нагар на свечах можно не обращать внимания, но до известных пределов. Больше 15-20тыс на одном комплекте, наверное, ездить не стоит.

Известные и наиболее распространенные свечи зажигания для двигателей GDI:

Иридиевые IZFR6B (ориентировочная стоимость 30-35 долл за свечу)

Платиновые PZFR6B (ориентировочная стоимость 25 долл за свечу). Оригинальный партнумбер MD336367.

Обычные двухконтактные BKR6EKUC (ориентировочная стоимость 20 долл за комплект) – по опыту эксплуатации наиболее оправданный вариант с точки зрения ходимости/цены. Могут поставляться в оригинальной упаковке с партнумбером MD355067.
Заметной разницы в динамике авто не замечено, срок службы одинаков. так зачем платить больше?!

Нюансы непосредственного впрыска
Чтобы реализовать все теоретические преимущества непосредственного впрыска, японцам пришлось разработать днище поршня уникальной формы, которое направляет топливный «факел» прямо к свече зажигания, повысить давление бензина в системе с обычных 3 бар до 50 бар, организовать в головке блока прямые вертикальные впускные каналы для эффективного завихрения воздуха в цилиндре…
Пришлось решать и проблемы с токсичностью. Дело в том, что при сгорании сверхобедненной смеси резко возрастает выделение ядовитых окислов азота NOx. Чтобы очистить выхлоп двигателей GDI до норм Euro 3, японцы разработали усовершенствованныекаталитические нейтрализаторы. Но их рабочий слой поначалу был слишком чувствительным к примесям серы, допустимое содержание которой в европейском бензине в 5 раз выше, нежели в японском топливе (а в США серы в бензине еще больше). Однако со временем проблема была решена — снизить эффективность очистки NOx нейтрализаторы моторов GDI могут разве что на российском особо высокосернистом бензине.
Кстати, те двигатели GDI, которые продаются в Европе, вдобавок к двум основным режимам работы имеют и третий. Под высокой нагрузкой на малых оборотах (разгон на высших передачах с 40—50 км/ч) бензин впрыскивается в цилиндры дважды — и во время впуска, и в конце такта сжатия. Мотор при этом питается обогащенной смесью (соотношение воздух/топливо — 12:1), что повышает эластичность мотора и крутящий момент на низких оборотах.

Преимущества и недостатки прямого впрыска двигателя GDI

Ещё в начале 2000-х годов в Россию начали попадать первые автомобили Mitsubishi с обозначениями GDI около индексов, указывающих на объём двигателя.

Под этой аббревиатурой скрывается непосредственный впрыск топлива в цилиндры двигателя — именно эта японская компания стала первой, начавшей серийное производство силовых агрегатов с такой системой впуска. Такой мотор заслужил очень неоднозначные отзывы, поэтому перед покупкой автомобилей Mitsubishi следует внимательно рассмотреть плюсы и минусы двигателя GDI.

Это будет полезным и покупателям машин других производителей, поскольку такие двигатели устанавливаются на автомобили Volkswagen, GM, Toyota, Mercedes и других марок.

Теоретическая часть

Обычный инжекторный двигатель, который использует коллекторную систему смесеобразования, предполагает подачу в цилиндры уже готового бензовоздушного состава. Такое смешивание воздуха и горючего происходит во впускном коллекторе, где устанавливаются форсунки, управляемые электроникой. Если же говорить про двигатель GDI, то в нём форсунка направлена непосредственно в камеру сгорания. Соответственно, через впускные клапаны подаётся только воздух, а процесс смесеобразования происходит непосредственно в цилиндрах.

Камера сгорания двигателя GDI

Естественно, добиться однородного состава топливовоздушной смеси в таких условиях очень сложно, поэтому двигатель GDI управляется сложным электронным блоком, в котором используется программное обеспечение, рассчитанное на несколько различных циклов работы. Кроме того, для достижения идеальных параметров смесеобразования необходимо использовать специальные вихревые форсунки, которые подают топливо внутрь в виде мелкодисперсионного тумана.

Стоит сказать, что основные плюсы двигатель GDI получает в результате работы на сверхобеднённой смеси, в которой содержание бензина по сравнению с воздухом уменьшено до 1:20, тогда как при распределённом впрыске соотношение поддерживается на постоянном уровне 1:14. Однако даже мотор с непосредственным впрыском не может работать постоянно в таком режиме, поэтому под нагрузками в его системе впуска восстанавливается нормальное смесеобразование.

За счёт этого двигатель GDI должен оснащаться двухступенчатой системой подачи топлива. Именно со всеми этими отличиями и связаны основные минусы конструкции — посмотрим, смогут ли их превзойти плюсы, полученные от перехода на непосредственный впрыск.

Положительные стороны

Как уже говорилось выше, главные плюсы двигатель GDI получает благодаря возможности работы на сильно обеднённой смеси при отсутствии больших нагрузок. Преимуществом уменьшения соотношения с 1:14 до 1:20 является существенное снижение расхода топлива при движении в смешанном или городском цикле. Исследования специалистов показывают, что в городском заторе с длительной работой двигателя на постоянных оборотах холостого хода затраты горючего уменьшаются сразу на 20–25%. Однако говорить о таких же результатах при быстрой езде по трассе не приходится — двигатель GDI будет требовать столько же топлива, сколько и силовой агрегат с распределённым впрыском.

Двигатель KIA с системой GDI

Дополнительные плюсы удаётся получить и от смесеобразования, происходящего непосредственно в камере сгорания. Специалисты по двигателям автомобилей могут сказать, что горение в цилиндре происходит неравномерно — больше всего топлива удаётся поджечь в непосредственной близости к свече, тогда как дальние части камеры охватываются неравномерно, что и приводит к выбросу остатков горючего в выхлопную трубу. Компания Volkswagen впервые предложила технологию послойного прямого впрыска топлива, назвав её FSI — впоследствии другие автомобильные фирмы приняли на вооружение такую методику.

За один обычный такт впуска форсунка может впрыскивать до пяти порций топлива, которые образуют неравномерную смесь, составленную с учётом всех нюансов процесса горения. Благодаря этому двигатели FSI и современные агрегаты GDI имеют меньший расход топлива, меньшую токсичность выхлопа, а также лучшую стабильность работы на невысоких оборотах.

Двигатель V6 FSI Audi

Такое изменение смесеобразования позволяет получить и другой положительный эффект, сущность которого заключается в повышении мощности и тяги приблизительно на 10–15%. Кроме того, двигатель GDI позволяет получить плюсы, связанные с уменьшением объёма нагара. Соответственно, увеличивается срок службы многих компонентов, а масло сохраняет большую часть своих свойств вплоть до момента замены. Плюсы заключаются и в снижении вероятности поломки мотора в результате закупорки масляных каналов продуктами сгорания топлива. Однако ни одна сложная конструкция не может обойтись без своих минусов — включая и мотор с непосредственным впрыском.

Главные недостатки

Минусы двигателей с прямым впрыском связаны с использованием более сложной системы впуска, в состав которой входит и топливный насос высокого давления, похожий на аналогичную конструкцию в дизельном силовом агрегате. Применение таких агрегатов приводит к тому, что двигатель GDI становится чувствительным к качеству топлива. Это касается не только содержания твёрдых частиц, но также наличия в горючем соединений серы, железа, фосфора и многих других минералов. Минусы проявляются в частых поломках мотора при заправке некачественным топливом.

Схема системы питания двигателя GDI

Кроме того, проблемы двигателей с непосредственным впрыском связаны и с тем, что в них применяются очень специфические технологические решения, которые пока знакомы лишь немногим специалистам сервисных центров. За счёт этого отремонтировать двигатель GDI не так просто, как обычный агрегат с распределённым впрыском. Минусы этих двигателей могут быть связаны и с упомянутой в теоретической части двухступенчатой системой подачи топлива. Практически у каждого производителя есть свои специфические поломки:

• Моторы Toyota и Lexus с непосредственным впрыском страдают от поломки клапанов двухступенчатого насоса, приводимого распредвалом. В результате бензин поступает в картер двигателя, что приводит к его непоправимым поломкам в течение 1–2 дней;
• Двигатели Mitsubishi оснащаются двумя различными насосами — низкого и высокого давления. Второй узел достаточно часто забивается твёрдыми частицами, содержащимися в некачественном топливе. В результате мотор может отлично работать на холостых и низких оборотах, но глохнуть при нажатии на педаль газа;
• В двигателях Cadillac применяются пьезофорсунки с особым напылением. При длительной работе на топливе с высоким содержанием серы они разрушаются, что приводит к необходимости ремонта стоимостью в 1500–2000 долларов.

Пьезофорсунка двигателя GDI

Минусы могут заключаться и в малой распространённости запчастей к таким двигателям — очень часто их приходится ожидать в течение 2–3 недель, что приводит к длительным простоям автомобиля. Поэтому, приобретая машину с прямым впрыском топлива, стоит серьёзно задуматься о вопросах её ремонта, а также о необходимости заправки качественным топливом на фирменных АЗС.

Стоит ли покупать?

Конечно, двигатели с непосредственным впрыском имеют более высокую мощность и тягу, а также способны обеспечивать экономию топлива. Однако у них есть существенные минусы, которые связаны с надёжностью и требованиями к качеству топлива. Поэтому их эксплуатация в российских условиях может приводить к частым дорогостоящим ремонтам. Но в последнее время в продаже появились автомобили, которые прошли специальную адаптацию.

Они могут заправляться обычным бензином, продающимся на российских заправках, не создавая угрозу больших материальных затрат. Их преимущества не столь значительны, но даже адаптированные моторы с непосредственным впрыском позволяют экономить немало топлива, получая при этом лучшие динамические параметры.

GDI — Непосредственный впрыск бензина

04.13 09 Устройство АКПП На сайте выложены схемы внутреннего устройства АКПП Toyota 03.12 06 Обновлен прайс-лист. Свежий прайс можно взять здесь — price_2012_07_03 12.11 15 Появился новый раздел — «Доска объявлений». Теперь, если у Вас есть автозапчасти, вы сможете разместить объявление о продаже на нашем сайте.   01.11 15 Совет № 132 Гидроусилитель будет жить дольше ,если … 12.10 02 Особенности запуска двигателя в зимний период Добавлена новая статья в разделе «Личный опыт»

«Нет плохих идей, есть недоведенные до ума или нереализованные», — так, наверное, считают японские инженеры. По крайней мере вряд ли кто-то еще сравнится с ними по числу оригинальных решений, примененных на серийных автомобилях. «А это мы придумали, мы же над этим работали!», — кричат потом в Европе и Америке. Придумали. Но не сделали. Или сочли невыгодным и бросили. А теперь догоняйте! Уже более 100 лет на автомобили устанавливается бензиновый ДВС и уже почти 100 — двигатель Дизеля. Мы давно к ним приспособились и, хорошо зная их достоинства и недостатки, применяем тот или другой по обстоятельствам. Бензиновый двигатель легко пускается, разгоняется быстро и до высоких оборотов, имеет большую литровую мощность и дешевле стоит. Но любит «покушать», причем недешево. Поэтому его мы чаще видим на легковых и небольших грузовых автомобилях. Дизель и сам по себе стоит дороже, и дороже в обслуживании, не столь быстроходен, выдает меньшую мощность с литра рабочего объема, имеет повышенный уровень шума и хуже пускается. Зато, и это главное, — потребляет куда меньше топлива, причем более дешевого. Понятно, что практически весь тяжелый и коммерческий транспорт «ездит» на дизелях. Но «лишних денег не бывает», и покупатели легковых автомобилей, причем не только в Европе, все чаще задумываются о том, какой двигатель им предпочесть. И довольно часто выбирают дизель. Хотя еще лучше, если бы два в одном… И быстрый, и тихий, и с легким пуском, и чтобы топливо зимой не застывало, да и мощность повыше не помешает, но вот только бы «ел» поменьше… Но чудес не бывает. Бывает теория двигателей. Простыми словами Чтобы топливо сгорело, нужен воздух. Но надо смешать с топливом столько воздуха, сколько нужно для полного сгорания. Такое количество воздуха называется стехеометрическим, и оно, конечно же, давно известно. Например, для бензина оптимальный (теоретически) состав топливной смеси выражается соотношением 14,7:1, то есть на 1 грамм бензина нужно 14,7 грамма воздуха. Смесь, в которой воздуха больше, чем нужно, называется бедной, а та, в которой воздуха меньше, чем нужно (то есть больше топлива), называется богатой. Слишком бедную смесь не всегда удается поджечь, при работе на богатой смеси несгоревшее топливо бесполезно «вылетает в трубу» и растет выброс угарного газа. Но воздух нужен не только для сгорания. Чем выше давление в цилиндре перед воспламенением смеси, тем больше отдача двигателя. И нам очень выгодно, чтобы больше воздуха попало в цилиндр на такте впуска: тем больше потом будет давление. А вот теперь пора разбираться, почему дизель экономичнее. Вспомним, как работает ДВС. У бензинового двигателя на такте впуска смесь воздуха и топлива поступает в цилиндр, затем она сжимается и поджигается искрой. У дизеля на такте впуска в цилиндр поступает только воздух, который сжимается поршнем под большим давлением и от этого еще и нагревается. К концу сжатия в цилиндр впрыскивается топливо, которое при высоких давлении и температуре самовоспламеняется. Давление в цилиндре дизеля намного выше, чем в цилиндре бензинового двигателя: для современного безнаддувного дизеля вполне нормальна степень сжатия 20, а у серийных бензиновых, даже самых «зажатых», едва достигает 11. А выше давление в цилиндре — выше и эффективность. Сразу мысль: а поднять степень сжатия в бензиновом двигателе?! Пробовали. Но выше 11 никак не получается. Потому что есть такие явления, как детонация и калильное зажигание. Детонация — очень быстрое сгорание топлива в точках, удаленных от свечи, сопровождается резким местным перегревом и перегрузкой деталей двигателя. Внешний признак детонации — стук — мы слышим, когда, например, на «Жигулях» пытаемся резко разогнаться после заправки низкооктановым бензином. Калильное зажигание — преждевременное (до появления искры) воспламенение смеси от перегретых деталей камеры сгорания (например — от того же электрода свечи). Длительная работа с детонацией и калильным зажиганием недопустима: мотор быстро выйдет из строя. Детонацию и калильное зажигание провоцируют высокая температура и высокое давление. Во избежание детонации моторы с высокой степенью сжатия «кормят» высокооктановым бензином (98), но выше степени сжатия 11 и его «не хватает». Теперь посмотрим, что происходит при малых нагрузках. Вот мы «убавили газ» и поехали медленнее. Что это значит для бензинового мотора? Когда мы отпускаем педаль акселератора, на впуске прикрывается дроссельная заслонка, а это значит, что мы уменьшаем не только количество подаваемого топлива, но и количество воздуха. Меньше воздуха в цилиндре — меньше давление в конце сжатия. Но это при карбюраторе, скажете вы. А как же бензиновый двигатель с впрыском топлива? Ведь там-то можно уменьшить подачу топлива, не уменьшая количество воздуха? Можно, но до определенного предела. Потому что слишком бедная смесь не будет поджигаться искрой, и чтобы смесь не обеднилась слишком сильно, дроссель все же придется прикрыть, и давление снизится. Меньше давление в цилиндре — меньше момент на выходе. А что значит «отпустить педаль» у дизеля? Это значит, что в цилиндр будет просто подаваться меньше топлива. Но количество всасываемого воздуха останется прежним, и давление в конце такта впуска не изменится. Да, смесь в цилиндре станет бедной, но дизель благополучно работает и на бедной смеси — ведь там другой принцип воспламенения и другое топливо! И дизель остается весьма эффективным и при малых нагрузках. А мы, кажется, дошли до главного: если мы хотим сделать бензиновый двигатель экономичным, «эластичным» и при этом более мощным, то мы должны избавить его от детонации и научить «питаться» бедной смесью. На некалорийной пище Итак, проблема в том, что искра упорно не желает воспламенять бензовоздушную смесь более бедную, чем в соотношении 17:1. Но ведь можно заполнять цилиндр совсем бедной смесью, а непосредственно к свече подавать более богатую, которая загорится. Пытались: например, в форкамерном двигателе эта идея и была заложена. Реальных же результатов удалось достичь на моторах с распределенным впрыском топлива: здесь добиваются устойчивой работы на смеси с соотношением 22:1, но сильнее обеднить смесь все равно не удается. Ведь в случае обычного распределенного впрыска смесеобразование внешнее — форсунка впрыскивает бензин во впускной трубопровод. И доставить более богатую часть потока смеси к свече мы можем только за счет направления потока методами аэродинамики, например, определенным образом его завихряя. Вот если бы топливо впрыскивалось непосредственно в цилиндр… Бензиновые двигатели с непосредственным впрыском появились довольно давно и применялись в авиации уже в годы Второй мировой войны. Двигатели для автомобилей тоже разрабатывались, по крайней мере в нашей стране их испытывали уже в конце 40-х. Однако еще долгое время не удавалось справиться с серьезными недостатками непосредственного впрыска, в частности — «дизельным» дымлением на мощностных режимах. Да и мотор получался довольно дорогим, а потому экономически невыгодным. И непосредственным впрыском практически перестали заниматься. Но не японцы. На Mitsubishi раньше других осознали, какую пользу может принести непосредственный впрыск в условиях ужесточения экологических норм, а бензин в Японии дешевым никогда не был. 15 лет усилий увенчались успехом: первые доведенные до готовности к производству моторы с непосредственным впрыском бензина были представлены публике на Франкфуртском и Токийском автосалонах осенью 1995 г. Их обозначили GDI — Gasoline Direct Injection — непосредственный впрыск бензина. Спустя год на японском рынке появился серийный Mitsubishi Galant 1.8 GDI, и, наконец, в 1997 г. европейцам была предложена Carisma с двигателем 1.8 GDI. Как устроен GDI Действительно, двигатель Mitsubishi GDI напоминает по конструкции и обычный бензиновый, и дизель. В каждом цилиндре присутствует и свеча зажигания, и форсунка, а топливо подается насосом высокого давления под давлением 5 МПа (50 атм.). Форсунка обеспечивает два различных режима впрыскивания топлива. Обратим внимание на следующие особенности. Впускной трубопровод подходит к цилиндру сверху. Это позволяет получить падающий поток воздуха, который после контакта с поршнем разворачивается и устремляется вверх, закручиваясь по часовой стрелке (такая организация воздушного потока позволяет достичь оптимальной концентрации топлива непосредственно около свечи). По почти прямому трубопроводу поток движется с очень высокой скоростью, и даже когда поршень достиг нижней мертвой точки, еще некоторое количества воздуха входит в цилиндр по инерции. Поршень необычный — сверху есть выемка сферической формы. Форма поршня обеспечивает три важные функции. Во-первых, позволяет задать воздушному потоку нужное направление движения. Во-вторых, направляет впрыскиваемое топливо непосредственно к свече зажигания, что важно при работе на предельно бедных смесях. В-третьих, определяет распространение фронта пламени. Как работает GDI В работе GDI различаются три возможных режима в зависимости от режима движения. Работа на сверхбедных смесях. Этот режим используется при малых нагрузках: при спокойной городской езде и загородном движении на скоростях до 120 км/ч. В этом случае топливо подается в цилиндр практически как в дизеле — в конце такта сжатия. Топливо впрыскивается компактным факелом и, смешиваясь с воздухом, направляется сферической выемкой поршня. В результате наиболее обогащенное топливом облако оказывается непосредственно около свечи зажигания и благополучно воспламеняется, поджигая затем бедную смесь. В результате двигатель устойчиво работает даже при общем соотношении воздуха и топлива в цилиндре 40:1. Работа на стехиометрической смеси. Этот режим используется при интенсивной городской езде, высокоскоростном загородном движении и обгонах. При стехиометрическом составе смеси с воспламенением никаких проблем не возникает. Но поскольку было бы желательно повысить степень сжатия, то важным становится не допустить детонации и калильного зажигания. Впрыск топлива осуществляется в процессе такта впуска. Топливо впрыскивается коническим факелом, распыляется по всему цилиндру и, испаряясь, охлаждает при этом воздух в цилиндре. Благодаря охлаждению снижается вероятность детонации и калильного зажигания. И еще один режим реализует система управления GDI. Он позволяет повысить момент двигателя в том случае, когда водитель, двигаясь на малых оборотах, резко нажимает педаль акселератора. Когда двигатель работает на малых оборотах, а в него вдруг подается обогащенная смесь, вероятность детонации еще возрастает. Поэтому впрыск осуществляется в два этапа. Небольшое количество топлива впрыскивается в цилиндр на такте впуска и охлаждает воздух в цилиндре. При этом цилиндр заполняется сверхбедной смесью (примерно 60:1), в которой детонационные процессы не происходят. Затем, в конце такта сжатия, подается компактная струя топлива, которая доводит соотношение воздуха и топлива в цилиндре до «богатого» 12:1. А на «подготовку» детонации времени уже не остается. Итак, что, в конце концов, получется на выходе? Степень сжатия удалось поднять до 12—12,5, улучшилось наполнение воздухом. Двигатель устойчиво работает и на очень бедной смеси. Результат: по сравнению с «обычным» бензиновым двигателем GDI расходует на 10% меньше топлива, выдает на 10% больше мощности и выбрасывает на 20% меньше углекислого газа. Но это в Японии. Из-за того, что бензин в Европе содержит много серы, при подготовке европейской версии мотора от одного из преимуществ — повышенной мощности — пришлось отказаться… В России GDI дебютировал весной 2000 г. на Mitsubishi Pajero Pinin (1,8) и Pajero III (3,5 — V6). Осенью к ним присоединилась Carisma 1.8 GDI, а в 2001 г. возможно появление и других моделей. На сегодня гамма двигателей Mitsubishi с непосредственным впрыском бензина включает рядные «четверки» рабочим объемом 1,5; 1,8; 1,8 с турбонаддувом; 2,0; 2,4 л, а также 3,0- и 3,5-литровые V-образные «шестерки». Общее число моторов GDI, выпущенных на заводе в Киото, уже превысило 720 тысяч шт. Помимо автомобилей Mitsubishi они устанавливаются на некоторые модификации Volvo S40/V40. Кроме того, производство двигателей GDI по лицензии Mitsubishi освоено компанией Hyundai Motor (в том числе V8-4,5 л) и готовится на Peugeot. Ведутся переговоры со многими другими автопроизводителями.   Для общего развития

=============================== ===============================         ===============================   Наши посетители: неактивные точки — прошлые визиты. активные точки — сейчас на сайте. =============================   Наши цены       ============================= =============================

GDI (прямой впрыск бензина) — Professional Automotive, Inc.

Что такое GDI?

Профессиональная автомобильная промышленность Ответ:
GDI означает «Прямой впрыск бензина». Это тип впрыска топлива, который в наши дни используют все больше и больше производителей. Он отличается от обычного впрыска топлива через порт, с которым вы, возможно, более знакомы.

Порт впрыска топлива использует небольшой порт на внешней стороне цилиндра двигателя.
Это работает примерно так. Топливо в количестве, определяемом компьютером, впрыскивается в систему впуска воздуха. Он доступен снаружи впускного клапана. Когда впускной клапан открывается, топливо всасывается в камеру сгорания и воспламеняется свечой зажигания. Процесс горения топлива толкает поршень вниз, создавая мощность для раскрутки двигателя.

Процесс прямого впрыска бензина немного отличается:
В этом двигателе вы не найдете отверстия для распыления топлива.В двигателе GDI воздухозаборник открывается и втягивает воздух в камеру сгорания для ее сжатия. Затем в нужный момент, определяемый компьютером, форсунка впрыскивает топливо непосредственно в камеру сгорания, после чего она воспламеняется свечой зажигания, чтобы сжечь топливо.

Зачем переходить на GDI? Пытаясь соответствовать постоянно растущим стандартам кафе, которые навязывают автопроизводителям, они всегда должны пытаться найти новые способы выжать все больше и больше километража из каждой капли топлива.Система GDI позволяет более точно контролировать и подавать топливо. Благодаря тому, что топливо распыляется непосредственно в области камеры сгорания, это обеспечивает большую мощность и лучшую экономию топлива.

Обычно для работы топливных форсунок требуется давление топлива от 46 до 65 фунтов на квадратный дюйм. Для топливных форсунок GDI потребуется давление свыше 2000 фунтов на квадратный дюйм. Им требуется большее давление, потому что они должны преодолевать высокое давление в камере сгорания.

Это вызывает некоторые проблемы с обслуживанием.Впускные клапаны со временем накапливают углеродные отложения, и некоторые из них счищаются в двигателе с впрыском через порт, потому что топливо протекает через клапаны и смывает его. В двигателе GDI этого не происходит, потому что топливо впрыскивается непосредственно в двигатель. Таким образом, если вы вылейте бутылку очистителя топливной системы в топливный бак, она не дойдет до задней стороны клапанов вашего двигателя. Профессиональная очистка в Professional Automotive сохранит эти клапаны в чистоте и обеспечит эффективную работу вашего двигателя GDI.

GDI по-прежнему будет более распространенным в Индианаполисе, Каслтоне и Фишерсе во всем, от компактных автомобилей до пикапов. Спросите своего консультанта по профессиональному автомобильному обслуживанию, можно ли очистить топливную систему вашего автомобиля.

Позвоните нам.

Professional Automotive
7013 E 86th St
Indianapolis, IN 46250
317.596.0898

Технология

: бензиновый двигатель с непосредственным впрыском топлива Технология

: бензиновый двигатель с прямым впрыском

II.Основной Цели двигателя GDI
1. Разница между новым GDI и текущим MPI
2. наброски
3.Технические характеристики

III. Основные характеристики двигателя GDI
1. Меньший расход топлива и большая мощность
2. Реализация меньшего расхода топлива
3. Реализация Высшей производительности

I. Введение

Для на протяжении многих лет инновационные двигательные технологии были приоритетом развития. компании Mitsubishi Motors.В частности, Mitsubishi стремилась улучшить двигатель. эффективность в стремлении удовлетворить растущие экологические требования, такие как для энергосбережения и сокращения выбросов CO2, чтобы ограничить негативное влияние парникового эффекта.

В стремлении Мицубиши для разработки и производства все более эффективных двигателей он посвятил ресурсы на разработку бензинового двигателя с непосредственным впрыском. Годами, автомобильные инженеры считают, что этот тип двигателя потенциал для оптимизации подачи топлива и сгорания, что, в свою очередь, может обеспечить лучшая производительность и меньший расход топлива.Однако до сих пор никто успешно разработал цилиндровый двигатель с прямым впрыском для использования на серийные автомобили. В результате возможностей разработки двигателей Mitsubishis, Усовершенствованный бензиновый двигатель GDI с прямым впрыском топлива Mitsubishis является воплощением инженерной мечты.

Двигатель ГДИ прямого впрыска бензина Мицубиси

II. Основные задачи двигателя GDI

• Сверхнизкий расход топлива, даже лучше дизельные двигатели
• Превосходная мощность по сравнению с обычными двигателями MPI

---

1.Разница между новым GDI и текущим MPI
Для подачи топлива в обычных двигателях используется топливо система впрыска, пришедшая на смену системе карбюратора. MPI или многоточечный Впрыск, при котором топливо впрыскивается в каждое впускное отверстие, в настоящее время одна из наиболее широко используемых систем. Однако даже в двигателях MPI есть являются ограничениями для реакции подачи топлива и управления горением, потому что топливо смешивается с воздухом перед поступлением в цилиндр. Mitsubishi отправилась в раздвинуть эти пределы, разработав двигатель с прямым впрыском бензина в цилиндр как в дизельном двигателе, да еще там, где впрыск тайминги точно контролируются в соответствии с условиями нагрузки.Двигатель GDI достигли следующих выдающихся характеристик.

• Чрезвычайно точный контроль подачи топлива для достижения топлива КПД выше, чем у дизельных двигателей, за счет возможности сжигания подача ультра-обедненной смеси.
• Очень эффективный впуск и относительно высокая компрессия уникальное для двигателя GDI соотношение обеспечивает высокую производительность и отклик который превосходит стандартные двигатели MPI.

Для Mitsubishi: технология, реализованная для этого двигателя GDI. станет краеугольным камнем нового поколения высокоэффективных двигателей. и, по ее мнению, технология продолжит развиваться в этом направлении.

Переход системы подачи топлива

2. Краткое описание

(1) Основные характеристики

(2) Схема двигателя

---

3. Технические характеристики

• Вертикальные прямые впускные отверстия для оптимального контроля воздушного потока в цилиндре
• Поршни с изогнутым верхом для лучшего сгорания
• Топливный насос высокого давления для подачи топлива под давлением в форсунки
• Вихревые форсунки высокого давления для оптимальной топливовоздушной смеси

III.Основные характеристики двигателя GDI

1. Более низкий расход топлива и более высокая производительность

(1) Оптимальный распылитель топлива для двух режимов горения
Используя методы и технологии, уникальные для Mitsubishi, двигатель GDI обеспечивает: как более низкий расход топлива, так и более высокая производительность. Это, казалось бы, противоречивое и сложный подвиг достигается за счет использования двух режимов горения. Положить Другими словами, время впрыска изменяется в соответствии с нагрузкой на двигатель.

Для условий нагрузки, необходимых для среднегородской езды, топливо впрыскивается в конце такта сжатия, как в дизельном двигателе.Поступая таким образом, ультратонкий сгорание достигается за счет идеального образования слоистой воздушно-топливной смеси. смесь. В условиях высокопроизводительного вождения топливо впрыскивается во время такт впуска. Это позволяет получить такую ​​однородную топливовоздушную смесь. в обычных двигателях MPI для обеспечения более высокой производительности.

Ультра-обедненный режим сгорания
В большинстве нормальных условий движения на скорости до 120 км / ч Двигатель Mitsubishi GDI работает в режиме ультра-обедненного сгорания для снижения расхода топлива потребление.В этом режиме впрыск топлива происходит на последней стадии такт сжатия и зажигание происходит при сверхбедном соотношении воздух-топливо от 30 до 40 (от 35 до 55, включая EGR).
Superior Output Mode
Когда двигатель GDI работает с более высокими нагрузками или на более высоких скоростях, впрыск топлива происходит во время такта впуска. Это оптимизирует сгорание за счет обеспечения однородной, более холодной воздушно-топливной смеси, что сводит к минимуму возможность детонации двигателя.

Анимация

(2) Технологии основания двигателей GDI
Основу технологии составляют четыре технические характеристики. Вертикальное прямое впускное отверстие обеспечивает оптимальный поток воздуха в цилиндр. Поршень с изогнутым верхом регулирует горение, помогая формировать воздушно-топливную смесь. смесь. Топливный насос высокого давления обеспечивает необходимое высокое давление. для прямого впрыска в цилиндр.И вихревой инжектор высокого давления контролирует испарение и рассеивание распыляемого топлива.

Эти фундаментальные технологии в сочетании с другими уникальными технологиями контроля топлива технологии, позволившие Mitsubishi достичь обеих целей развития, которые были по расходу топлива ниже, чем у дизельных двигателей, а мощность выше, чем у обычных двигателей MPI. Методы показаны ниже.

Расход воздуха в цилиндре

Двигатель GDI имеет вертикальные прямые впускные каналы, а не горизонтальные впускные каналы, используемые в обычных двигателях.Прямая прямая впускные отверстия эффективно направляют воздушный поток вниз на поршень с изогнутым верхом, который перенаправляет воздушный поток в сильный обратный поток для получения оптимального топлива инъекция.

Анимация

Распылитель топлива

Новые вихревые форсунки высокого давления обеспечивают идеальная форма распыления для соответствия каждому режиму работы двигателя. И на в то же время, применяя сильно завихренное движение ко всей струе топлива, они обеспечивают достаточное распыление топлива, которое является обязательным для GDI даже при относительно низком давлении топлива 50 кг / см2.

Оптимизированная конфигурация камеры сгорания

Поршень с изогнутым верхом регулирует форму воздушно-топливной смеси. смеси, а также воздушного потока внутри камеры сгорания, и имеет важна роль в поддержании компактности воздушно-топливной смеси. Микстура, который впрыскивается в конце такта сжатия, переносится к свечу зажигания, прежде чем она сможет разогнаться.
Митсубиши передовые методы наблюдения в цилиндрах, включая лазерные методы. используются для определения оптимальной формы поршня.

2. Реализация пониженного расхода топлива

(1) Базовая концепция
В обычных бензиновых двигателях распыление топливовоздушной смеси с Идеальная плотность вокруг свечи зажигания была очень сложной. Однако это возможно в движке GDI. Кроме того, чрезвычайно низкий расход топлива. достигается, потому что идеальная стратификация позволяет впрыскивать топливо поздно такт сжатия для поддержания ультра-обедненной топливовоздушной смеси.

Двигатель для целей анализа доказал, что топливовоздушная смесь с оптимальная плотность собирается вокруг свечи зажигания в виде стратифицированного заряда. Это также подтверждается немедленным анализом поведения распыляемого топлива. перед воспламенением и самой топливовоздушной смесью.

В результате чрезвычайно стабильное горение сверхбедной смеси с Соотношение воздух-топливо 40 (55, включая систему рециркуляции отработавших газов) достигается, как показано ниже.

Анимация

(2) Сжигание ультра-обедненной смеси
В обычных двигателях MPI имелись пределы обедненной смеси. из-за больших изменений характеристик горения.Однако стратифицированные смесь GDI позволила значительно уменьшить соотношение воздух-топливо без что приводит к ухудшению сгорания. Например, на холостом ходу при горении наиболее неактивен и нестабилен, движок GDI поддерживает стабильную и быструю сгорание даже при очень бедной смеси с соотношением воздух-топливо 40: 1 (55 к 1, включая рециркуляцию отработавших газов)

(3) Расход топлива автомобиля
Расход топлива на холостом ходу
Двигатель GDI поддерживает стабильное сгорание даже на низких оборотах холостого хода.Кроме того, он предлагает большую гибкость в настройке холостой ход.
По сравнению с обычными двигателями, его расход топлива на холостом ходу ниже. На 40% меньше.

Расход топлива во время крейсерской езды
Например, при скорости 40 км / ч двигатель GDI потребляет на 35% меньше топлива, чем аналогичный размерный обычный двигатель.

Расход топлива при вождении по городу
В тестах в японском режиме 10E15 (типичный городское вождение), двигатель GDI потреблял на 35% меньше топлива, чем двигатель аналогичного размера. обычные бензиновые двигатели.Более того, эти результаты показывают, что Двигатель GDI потребляет меньше топлива, чем даже дизельные двигатели.

Контроль выбросов
Предыдущие попытки сжечь обедненную топливно-воздушную смесь привели к затруднениям для контроля выбросов NOx. Однако в случае двигателя GDI снижение NOx на 97% достигается за счет использования системы рециркуляции отработавших газов с высокой скоростью, например 30%. что обеспечивается стабильным горением, уникальным для GDI, а также использование недавно разработанного катализатора обедненного NOx.

Недавно разработанный катализатор обедненного NOx (селективное раскисление углеводородов тип)

3. Реализация превосходной производительности

(1) Базовая концепция
Для достижения мощности, превосходящей обычные двигатели MPI, двигатель GDI имеет высокая степень сжатия и высокоэффективная система впуска воздуха, которая приводит к повышению объемной эффективности.

Повышенный объемный КПД
По сравнению с обычными двигателями двигатель Mitsubishi GDI обеспечивает лучшая объемная эффективность. Вертикальные прямые впускные каналы позволяют более плавный забор воздуха. И испарение топлива, которое происходит в цилиндр на поздней стадии такта сжатия, лучше охлаждает воздух объемный КПД.

Повышенная степень сжатия
Охлаждение воздуха внутри цилиндра за счет испарения топлива имеет еще одно преимущество, сводящее к минимуму детонацию двигателя.Это обеспечивает высокую степень сжатия коэффициент 12, и, таким образом, улучшенная эффективность сгорания.

(2) Достижение
Характеристики двигателя
По сравнению с обычными двигателями MPI сопоставимого размера GDI двигатель обеспечивает примерно на 10% большую мощность и крутящий момент на всех скоростях.

Ускорение автомобиля
В режиме высокой мощности двигатель GDI обеспечивает выдающееся ускорение.
В следующей таблице сравнивается производительность движка GDI с обычным Двигатель MPI.

Влияние турбокомпрессоров и GDI

Эти все более распространенные особенности современных двигателей повышают мощность и эффективность, но также создают серьезные проблемы для моторного масла.

Стремление к созданию более компактных, экономичных, но мощных двигателей привело к развитию нескольких ключевых технологий.Прямой впрыск бензина (GDI) и турбокомпрессоры теперь стали обычным явлением для легковых автомобилей и легких грузовиков. К 2020 году отраслевые эксперты прогнозируют, что почти каждый новый автомобиль будет оснащен технологией GDI, и подавляющее большинство из них будет с турбонаддувом (TDGI). Хотя эти передовые технологии повышают производительность, они также создают серьезные проблемы для моторного масла.

Турбокомпрессоры: принося тепло

Двигатель — это, по сути, воздушный насос, и чем больше воздуха он поглощает, тем больше топлива он может сжечь и тем больше мощности он может произвести.Турбокомпрессор стал предпочтительным выбором автопроизводителей для увеличения количества воздуха, потребляемого их двигателями. К сожалению, экстремальные температуры сопровождаются повышенной мощностью.

Выхлопные газы, обычно превышающие 1000ºF, вращают турбину, которая приводит в действие компрессор, который втягивает окружающий воздух, используемый для создания давления в камере сгорания. Дополнительный кислород в сочетании с прямым впрыском и усовершенствованной настройкой двигателя помогает двигателю сжигать топливо более эффективно, повышая экономию топлива. Это также позволяет двигателю сжигать больше топлива для увеличения мощности.Автомобилистам нравятся требуемые характеристики и экономия топлива, в то время как автопроизводители соблюдают все более строгие требования CAFE (Corporate Average Fuel Economy).

Хотя это кажется беспроигрышной ситуацией, главное — моторное масло. Центральная часть турбонагнетателя содержит подшипник с масляной смазкой. Огромное тепло и напряжение, создаваемое турбинами, могут привести к разрушению некоторых масел и образованию вредных отложений в подшипниках, известных как турбо коксование. Со временем турбины могут потерять производительность или вообще выйти из строя.

GDI & Fuel Dilution

Прямой впрыск бензина обеспечивает точное и быстрое распределение распыленного бензина. В то время как традиционные системы впрыска топлива распыляют топливо в коллектор, системы GDI размещают форсунки в камере сгорания, что позволяет гораздо лучше контролировать количество впрыскиваемого топлива и время впрыска топлива, повышая эффективность сгорания. Распыление топлива непосредственно в камеру также обеспечивает охлаждение в цилиндре, что помогает повысить степень сжатия и повысить эффективность.Двигатели GDI используют смесь из 40 частей (или более) воздуха на одну часть топлива при легкой нагрузке, в то время как традиционные бензиновые двигатели используют смесь, близкую к 14,7 частей воздуха на одну часть топлива. Соотношение 40: 1 означает, что при сгорании сжигается меньше топлива, что приводит к лучшей экономии топлива.

Основным побочным эффектом этой технологии является повышенный риск разбавления топлива. Когда топливо впрыскивается в камеру сгорания, оно может вымываться мимо колец и вниз по стенкам цилиндра в масляный поддон. Разбавление топлива может вызвать ряд проблем:

• Пониженная вязкость масла препятствует образованию прочной смазочной пленки, способствующей износу.Особенно подвержены износу детали зоны сгорания, в том числе поршни, кольца и гильзы. Пониженная вязкость также отрицательно влияет на способность масла действовать как гидравлическая жидкость, что имеет решающее значение для двигателей с регулируемыми фазами газораспределения.

• Топливо может вымывать масло со стенок цилиндра, что приводит к более высокому износу колец, поршней и цилиндров.

• Пониженная эффективность моющих присадок ограничивает способность масла защищать от отложений.

• Повышенная летучесть масла приводит к более высокому расходу масла, что требует более частой доливки.

• Ускоренное окисление сокращает срок службы масла и требует более частой замены масла.

Максимальная защита

Передовые автомобильные технологии, включая турбокомпрессоры и непосредственный впрыск бензина, требуют, чтобы моторное масло высокого качества работало и прослужило должным образом. Синтетическое моторное масло AMSOIL позволяет современным двигателям полностью раскрыть свой потенциал и срок службы. Он обеспечивает превосходную защиту от сильной жары и вредных отложений, которые могут поражать турбокомпрессоры, и обладает высокой прочностью пленки для защиты от ускоренного износа.

Преимущества двигателей T GDI

Автопроизводители меняют свое положение.

За последнее десятилетие вы, несомненно, заметили значительный сдвиг на рынке к двигателям T / GDI (с прямым впрыском газа и прямым впрыском газа с турбонаддувом). Согласно IHS, ведущему источнику данных о регистрации автомобилей в США, в 2016 году в США было зарегистрировано 25,5 миллиона легковых автомобилей, оснащенных этой инновационной технологией двигателей. Каким бы удивительным ни было это число, волна только начинается.Фактически, IHS прогнозирует, что к 2024 году 8 из 10 автомобилей, произведенных в Америке, будут оснащены двигателями T / GDI.

Что движет изменениями?

Для удовлетворения жестких нормативных требований, а также потребительского спроса на повышение эффективности и производительности, все больше и больше автопроизводителей выбирают эти более компактные и легкие двигатели T / GDI. Их рабочие характеристики действительно впечатляют: 4-цилиндровый двигатель T / GDI способен генерировать такой же крутящий момент, что и его 6-цилиндровый аналог с впрыском топлива (PFI).Однако вся эта мощность имеет свою цену: гораздо более суровые условия работы двигателя. Фактически, слово «резкий» может быть недостаточно резким, учитывая суровые условия, создаваемые большим давлением в цилиндре, более низкими рабочими скоростями и более высокими устойчивыми температурами по сравнению с двигателями PFI.

Для достижения большей мощности и степени сжатия эти уменьшенные двигатели работают за счет распыления топлива непосредственно в цилиндр двигателя, обеспечивая охлаждающий эффект. Эффект охлаждения позволяет двигателю обеспечивать повышенную степень сжатия и крутящий момент, что приводит к большей топливной экономичности.Автопроизводители также объединили турбокомпрессоры с двигателями с непосредственным впрыском газа (поместив T в T / GDI), чтобы восстановить энергию, которая в противном случае теряется через выхлопные системы, чтобы добиться еще большей топливной эффективности.

Наряду с этими кардинальными изменениями в конструкции двигателей, отрасль становится свидетелем аналогичных скачков вперед в технологии моторных масел, чтобы помочь в полной мере реализовать преимущества двигателей T / GDI и внести свой вклад в большую экономию топлива. «Это достигается с помощью новой технологии присадок к моторному маслу, разработанной специально для тяжелых условий эксплуатации и уникальных требований к характеристикам двигателей T / GDI», — говорит Гейб Роадс, глобальный бизнес-менеджер по легковым автомобилям компании Lubrizol.«Сегодняшние новые моторные масла с более низкой вязкостью и более высокими эксплуатационными характеристиками основаны на передовом химическом составе присадок, чтобы обеспечить двигатели T / GDI без ущерба для фундаментальной способности масел очищать и защищать».

Более суровые условия окружающей среды требуют большего от моторного масла.

Хотя двигатель T / GDI вырабатывает огромную мощность более эффективно, он также может создавать потенциально вредные условия. Во-первых, это проблема повышенной сажи и разбавления топлива из-за изменений в впрыске и сгорании.Эта новая форма сажи в двигателях T / GDI может вызвать быстрое увеличение вязкости масла, в то время как изменение впрыска может увеличить разбавление топлива, что может ускорить износ. Эти более жесткие условия требуют более эффективных смазочных материалов с лучшими очищающими и противоизносными свойствами, а также улучшенным контролем окисления.

Ускоренный износ цепи — еще одна распространенная проблема, вызванная уникальными условиями работы двигателя T / GDI. Хотя некоторый износ цепи привода ГРМ является нормальным с течением времени, он может происходить гораздо быстрее и преждевременно в двигателях T / GDI без моторных масел, специально разработанных для его предотвращения.

Хотя эти проблемы с двигателем T / GDI, безусловно, заслуживают внимания, в настоящее время наиболее важной проблемой является LSPI или предварительное зажигание на низкой скорости. Благодаря более высокому давлению в цилиндре и низкой рабочей скорости двигатель T / GDI создает среду, в которой неконтролируемое сгорание (или LSPI) с большей вероятностью произойдет до воспламенения воздушно-топливной смеси от свечи зажигания. Роадс отмечает: «Владельцы автомобилей испытывают все: от того, что кажется традиционным« стуком »в двигателе (ущерб, который часто накапливается со временем), до внезапного отказа двигателя — единичного катастрофического события возгорания, в результате которого автомобиль оказывается на обочине дороги и нуждается в новый двигатель.«LSPI обладает высокой степенью непредсказуемости.« Во многих случаях, — предупреждает Роудс, — нет никаких предупреждений перед катастрофическим событием ».

Требуется подходящее масло.

Эти проблемы очень реальны и ежедневно влияют на производительность двигателя T / GDI в транспортных средствах от одного побережья до другого. При всей распространенности проблемы уровень осведомленности автомобилистов невысок. К счастью, есть и проверенное решение. «Мы тесно сотрудничали с производителями комплектного оборудования для разработки аддитивной технологии, специально предназначенной для минимизации LSPI и преждевременного износа цепи», — говорит Роадс.«Одной из отличительных черт этой новой технологии является проверенная защита от LSPI на протяжении всего интервала замены масла, что будет привлекательно для потребителей».

Чтобы облегчить потребителям выбор моторных масел, разработанных специально для двигателей T / GDI, промышленность недавно утвердила новую категорию SN PLUS. Потребители должны ожидать, что продукты, соответствующие этой новой категории, появятся в продаже где-то в 2018 году. «Любой, у кого есть автомобиль с T / GDI, может с гораздо большей уверенностью управлять автомобилем, используя только моторные масла SN PLUS», — говорит Роадс.«Потребители также, вероятно, увидят более высокие розничные и сервисные цены на эти моторные масла, разработанные специально для сложных условий эксплуатации двигателей T / GDI».

В наши дни использование правильных жидкостей в правильных двигателях важнее, чем когда-либо. «Негативное влияние эксплуатации двигателя T / GDI с неправильным маслом, как видно на примере LSPI, может быть намного хуже, чем просто заплатить несколько долларов за замену масла», — заключает Роадс. «Если это двигатель T / GDI, убедитесь, что ваш смазочный материал имеет обозначение SN PLUS на этикетке, как только он станет доступен.”

Плюсы и минусы покупки машины с прямым впрыском

На главную »Плюсы и минусы покупки машины с прямым впрыском

18 августа 2019

Обычный электронный впрыск топлива используется в серийных автомобилях с конца 1950-х годов. До недавнего времени почти все бензиновые автомобили имели многоточечный (многоточечный) впрыск топлива, или MPI, и он был очень надежным.

Форсунка высокого давления

Когда дело доходит до технического обслуживания или ремонта, это последнее, о чем вам следует беспокоиться.

В условиях ужесточения правил экономии топлива и более строгих законов о выбросах производители автомобилей внедряют новые технологии. Один из них — прямой впрыск бензина (DI или GDI).

Технология прямого впрыска улучшает экономию топлива на 10-20 процентов, но насколько она надежна? Автомобиль с прямым впрыском стоит дороже в обслуживании? Каковы плюсы и минусы? Во-первых, давайте посмотрим, как это работает по сравнению с обычным многоточечным впрыском топлива:

Принцип работы многопортового и прямого впрыска

Обычный впрыск топлива (MPI)

В бензиновом двигателе с обычным многоточечным (многоточечным) впрыском топлива электрический топливный насос, встроенный в бензобак, подает топливо в топливную рампу двигателя.Давление топлива относительно низкое: 35-60 фунтов на квадратный дюйм. Топливная рампа распределяет топливо по форсункам. В каждом цилиндре есть одна топливная форсунка (зеленая на изображении). По команде компьютера двигателя топливная форсунка распыляет топливо во впускной канал, где оно смешивается с воздухом. Оттуда воздушно-топливная смесь поступает в цилиндр через открытый впускной клапан во время такта впуска.

Прямой впрыск топлива (GDI)

При прямом впрыске топливный насос низкого давления сначала подает топливо к добавленному топливному насосу высокого давления.Топливный насос высокого давления — это механический насос, приводимый в действие одним из распределительных валов двигателя. Он подает топливо под очень высоким давлением (более 2000 фунтов на квадратный дюйм) в топливную рампу. Топливная рампа распределяет топливо к топливным форсункам высокого давления; по одному на каждый цилиндр. Топливная форсунка высокого давления испаряет топливо непосредственно в камеру сгорания во время такта сжатия, когда поршень находится близко к верху, см. Изображение.

Реклама — Продолжить чтение ниже

Требует ли двигатель с прямым впрыском дополнительного технического обслуживания?

Если вы проверите график технического обслуживания автомобиля с прямым впрыском, вы вряд ли найдете какие-либо дополнительные услуги для автомобиля с прямым впрыском.Однако есть несколько отличий. Во-первых, двигатель с прямым впрыском более чувствителен к качеству бензина, учитывая конструкцию.

Топливный насос высокого давления приводится в действие распределительным валом, и эта точка трения смазывается моторным маслом.

Топливный насос высокого давления Ford EcoBoost

Это означает, что низкий уровень масла или его отсутствие могут вызвать проблемы, но это верно для любого двигателя.

Единственная проблемная область, характерная для прямого впрыска, — это скопление углерода на задней стороне впускных клапанов и на форсунках. Почему так происходит? В любом двигателе пары масла из системы вентиляции картера проходят через впускные клапаны. Однако при обычном впрыске топлива MPI форсунки распыляют непосредственно на впускные клапаны, «смывая» их. В двигателе с прямым впрыском топливо распыляется «под» клапанами, см. Изображения выше. Это означает, что со временем пары масла из системы вентиляции, проходящие через впускные клапаны, образуют нагар на задней стороне клапанов и на форсунках.

Эта проблема более заметна в двигателях с большим пробегом, особенно если автомобиль используется для частых коротких поездок. Турбокомпрессор также может усугубить ситуацию, потому что при большем пробеге утечка масла из уплотнений турбокомпрессора также попадает во впускное отверстие.

Это означает, что в некоторых автомобилях с прямым впрыском впускные клапаны могут нуждаться в очистке при большем пробеге.

Топливный насос высокого давления Audi. Audi называет непосредственный впрыск топлива с расслоенным впрыском топлива или FSI / TFSI

Если вы возьмете свой автомобиль с прямым впрыском топлива для настройки, дилер или независимая ремонтная мастерская могут предложить вам услугу впуска топлива или очистку впускного клапана.Многие владельцы BMW, например, знают о «очистке грецкого ореха», которая представляет собой способ очистки впускных клапанов средством из скорлупы черного ореха (450-700 долларов). Иногда может потребоваться ручная очистка впускных клапанов, и это может стоить немного дороже.

Мы поговорили с владельцем автомастерской, специализирующейся на немецких автомобилях. Он рекомендует чистить впускные клапаны каждые 75 000 миль. По его словам, отложения на впускных клапанах — одна из распространенных проблем, с которыми сталкивается его магазин.

Тем не менее, у многих автомобилей с прямым впрыском нет никаких проблем.Мы также нашли несколько сервисных бюллетеней, в которых различные автопроизводители рекомендуют использовать бензин с детергентом TOP TIER, чтобы избежать проблем с прямым впрыском: Перейдите на сайт www.toptiergas.com, чтобы ознакомиться со списком поставщиков топлива, которые предлагают бензин с моющими средствами TOP TIER.

Есть некоторый прогресс и в технологии DI. Toyota, например, использует систему впрыска топлива D-4S в ряде последних автомобилей Toyota и Lexus. В двигателе D-4S каждый цилиндр имеет как инжектор прямого, так и портовый. Ford также внедрил систему двойной подачи топлива с двумя топливными форсунками на цилиндр в некоторых из последних моделей.Это называется PFDI-Port Fuel (PFI) и Direct-Injection (DI). Эта технология с двумя форсунками должна устранить проблемы, связанные с накоплением углерода на впускных клапанах.

Надежны ли двигатели с прямым впрыском?

Двигатель Mazda Skyactiv с непосредственным впрыском

В целом, чем сложнее автомобиль, тем больше может выйти из строя, хотя у некоторых автомобилей было больше проблем, связанных с прямым впрыском, чем у других.Например, у BMW были проблемы с насосами высокого давления и форсунками, и даже на некоторых моделях был отозван топливный насос высокого давления. У Volkswagen / Audi были проблемы с их бензиновым двигателем 2.0L-turbo FSI (термин Volkswagen для прямого впрыска) из-за износа толкателя топливного насоса высокого давления / кулачка. Однако, например, бензиновые двигатели Mazda Skyactiv с прямым впрыском топлива обычно хорошо выдерживают регулярную замену масла. Значит, проверяйте надежность каждого автомобиля индивидуально.

Где можно посмотреть рейтинги надежности? Во-первых, это Consumer Reports. Мы считаем их оценки точными. Чтобы получить доступ к их рейтингам в Интернете, вам потребуется платная подписка, но вы можете найти копию их печатного журнала в местной библиотеке. J.D. Power также предлагает рейтинги надежности. Посетите CarComplaints.com, чтобы узнать, у каких автомобилей больше проблем.

Плюсы и минусы

Подводя итог: к недостаткам прямого впрыска можно отнести более сложную конструкцию с дорогими компонентами, более жесткие требования к качеству бензина и потенциально более высокие затраты на ремонт при большем пробеге из-за проблем, упомянутых выше.Часто некоторые из этих проблем трудно диагностировать, увеличивая счет за ремонт.
Основными преимуществами являются лучшая экономия топлива, меньшие выбросы и возможность увеличения мощности.

На что обращать внимание при покупке подержанного автомобиля с двигателем с прямым впрыском?

При проверке автомобиля с непосредственным впрыском следите за тем, чтобы индикатор проверки двигателя оставался включенным после запуска двигателя.

Не садитесь в машину, если под капотом чувствуется запах бензина.Низкий уровень моторного масла может указывать на чрезмерный расход масла. Слишком высокий уровень масла и запах бензина могут указывать на присутствие бензина в моторном масле, что также не является хорошим признаком. При тестовой езде следите за ненормальным шумом двигателя, а также отсутствием мощности, пропусками зажигания, резким холостым ходом или колебаниями. Заглох — еще один признак неисправности двигателя. Синий или белый дым из выхлопной трубы должен сказать вам, что нужно проехать мимо машины. Подробнее: Как осмотреть подержанный автомобиль.
Мы рекомендуем, чтобы автомобиль проверил проверенный механик перед подписанием контракта.Если это немецкая машина, отнесите ее механику, специализирующемуся на немецких машинах. Избегайте автомобиля, если на нем есть признаки отсутствия технического обслуживания.

---

Причина, действие и потенциал — Консультанты по передовым технологиям

Поиски еще более эффективного, интеллектуального и экологически чистого поршневого двигателя с искровым зажиганием (SI), работающего на жидком топливе, по сравнению с нынешними двигателями SI с многоточечным впрыском топлива (MPFI), сейчас более живы и интенсивны, чем когда-либо прежде.В этом отношении двигатели GDI SI занимают важное и особое место. Некоторая справочная информация полезна для облегчения понимания работы и возможностей двигателей GDI. История системы подготовки топливно-воздушной смеси в двигателях SI начинается с блоков карбюратора, расположенных во впускной системе непосредственно перед дроссельной заслонкой, которая сама подключена к педали акселератора водителя для ручной нагрузки (или выходного крутящего момента двигателя и мощности. ) изменения в этих двигателях.В течение многих лет это служило цели, пока гонка за более высокую производительность, более экономичный и более экономичный двигатель не усилилась, что привело к созданию двигателя MPFI SI. В этой конструкции топливная форсунка с электронным управлением используется на каждом цилиндре для дозирования топлива и направления струй на впускные клапаны. В двигателях MPFI количество впрыскиваемого топлива может регулироваться независимо от потока воздуха, а замена карбюраторного блока самими портовыми форсунками вызвала лучшую способность дышать (или более высокий так называемый объемный КПД) двигателя, что привело к более высокому выходному крутящему моменту. и уровни мощности.Более высокий объемный КПД означает, что каждый цилиндр двигателя может подавать большую массу воздуха, тем самым обеспечивая потенциал и возможность для большего впуска топлива и, следовательно, более высокого выделения химической энергии за цикл, обеспечивая более высокий крутящий момент двигателя. В отличие от этого, дизельные двигатели используют прямой впрыск жидкого топлива в цилиндр и полагаются на самовоспламенение самого топлива без внешних источников воспламенения, таких как свеча зажигания или какие-либо другие средства. Нагрузка в этих двигателях зависит от количества впрыскиваемого топлива, а во впускной системе нет дроссельных заслонок.Следовательно, перекачивающая работа, отрицательная работа или энергия, необходимая для нагнетания воздуха и сгоревших газов из цилиндров, для дизельных двигателей почти равна нулю, тогда как она изменяется от максимального значения в положении дроссельной заслонки холостого хода до незначительной величины при полном нагрузка при полностью открытой дроссельной заслонке (WOT) в двигателях SI. Обратите внимание, что чистая указанная выходная работа двигателя равна общей работе во время тактов сжатия и расширения за вычетом работы насоса. Насосная работа в автомобильной литературе также называется потерями при дросселировании.Отсутствие потерь работы дросселирования (из-за отсутствия дроссельной заслонки) для дизельного двигателя с прямым впрыском (DI) также является одним из существенных преимуществ конструкции двигателя GDI. Это дает возможность улучшить удельный расход топлива (SFC) по сравнению с текущими двигателями MPFI. В некотором смысле двигатель GDI подобен дизельному двигателю DI, но с правильно расположенной свечой зажигания и бензиновым топливом вместо легко самовоспламеняющейся системы впрыска дизельного топлива в цилиндр.На практике для двигателей GDI обычно требуется некоторая степень управления дроссельной заслонкой, что ставит под угрозу потенциал улучшения SFC.

Полный потенциал двигателя GDI можно использовать, если …

Цели обучения:

По завершении этого семинара вы сможете:

• Опишите причины работы двигателя GDI
• Анализируйте важные процессы в двигателях GDI
• Объясните требования к распылению жидкости, распылителям и форсункам для успешной работы GDI
• Использование технологии и логики прямого впрыска бензина
• Оценка и прогноз влияния основной конструкции двигателя и условий эксплуатации на производительность, сгорание и выбросы в двигателях GDI
• Эффективное общение с инженерами, занимающимися вопросами впрыска топлива, сгорания и выбросов в двигателе GDI на вашей фирме или с клиентами
• Эффективно участвует в разработке критических компонентов, таких как камеры сгорания, форсунки и стратегии сокращения выбросов
• Объяснение и использование компромиссов между повышением производительности двигателя и поддержанием низких характеристик выбросов.

Кому следует прийти:

Этот семинар будет особенно полезен для инженеров, технических менеджеров и менеджеров проектов, исследователей и академиков.Этот курс принесет большую пользу инженерам, занимающимся проектированием компонентов для обеспечения высокой эффективности и производительности двигателей GDI, а также тем, кто прямо или косвенно участвует в приготовлении смеси и сокращении выбросов вредных загрязняющих веществ из этих двигателей. Инженеры-экологи, желающие расширить свое понимание образования брызг топлива, сгорания и выбросов двигателей GDI, получат выгоду, а также инженеры, активно участвующие в разработке и применении программного обеспечения для моделирования и проектирования камер сгорания, динамики распыления топлива, сгорания и выбросов. вопросы.

Как организовать презентацию:

Благодаря низким накладным расходам ATC клиентам с прямым контактом предлагается конкурентоспособный и экономичный пакет. Лица, заинтересованные в этих семинарах, должны напрямую связаться с консультантами по передовым технологиям (ATC). Кроме того, этот семинар (подготовленный УВД и проведенный отмеченным наградами консультантом УВД) также спонсируется Обществом автомобильных инженеров (www.SAE.org). Щелкните здесь в GDI, чтобы увидеть страницу SAE для этого семинара.

Электронные и бумажные копии материалов семинара можно приобрести только через ATC. Свяжитесь с ATC, чтобы узнать цену и доставку.

ПРИМЕЧАНИЕ : Профессионально подготовленные «аудио-видео презентации в формате PowerPoint» этих семинаров доступны для приобретения компаниями. Консультант представляет каждый слайд с четким звуком, описывающим предмет, в то время как цифровой указатель направляет аудиторию туда, где должно быть сосредоточено внимание. Компании могут размещать такие аудио-видео презентации в своей интрасети для использования их сотрудниками.Это рентабельный подход к профессиональному обучению, который также способствует исследованиям и разработкам, проектированию и разработке новых интеллектуальных продуктов. Презентации обновляются каждый год за небольшую часть первоначальной стоимости. Чтобы просмотреть образец презентации, щелкните слово «INJECTION» на картинке, чтобы понять, как передается информация (рекомендуется высокоскоростной доступ в Интернет. В противном случае загрузка может занять несколько минут). Для получения более подробной информации и цен обращайтесь в ATC.

Список тем, обсуждаемых на семинаре:

• Распыление жидкости, распыление и впрыск топлива являются преобладающими
• Системы сгорания
  • Относительное положение свечи зажигания и топливной форсунки
  • Как получить однородный и стратифицированный заряд — системы сгорания с распылителем, стенкой и воздухом
• Система впрыска топлива
  • Требования к системе впрыска топлива
  • Требования и классификация топливных форсунок
• Характеристики распылителя топлива
  • Требования к распылению
  • Рассмотрение спрея Sac
  • После впрыска
  • Проникновение топливной струи и угол конуса
  • Разделенный впрыск
  • Распылители форсунок
  • Влияние атмосферного давления (плотности) на спрей
  • Характеристики распыления (GDI)
• Образование смеси
  • Характеристики потока в цилиндре и сгорание GDI
  • Процесс смешения топлива с воздухом
  • Взаимодействие распылителя со стенкой
  • Холодный запуск и проблемы смачивания стен
• Процессы горения и стратегии управления
• Режимы работы двигателя и стратегии впрыска топлива
• Ранний впрыск, поздний впрыск, стехиометрическая операция
  • Переход между режимами работы
• Стратегия разделенного впрыска
  • Двухступенчатый, раздельный и дополнительный впрыск
• Характеристики горения
  • Горение с однородным и слоистым зарядом
• Влияние рабочих и проектных параметров двигателя на сгорание GDI
  • Время впрыска и зажигания
  • Угол распылительного конуса
  • EGR
  • Характеристики ударопрочности
  • Топливная система с пневмоприводом и одножидкостная GDI
• Отложения форсунки, камеры сгорания и впускного клапана
• Выбросы загрязняющих веществ — подходы к сокращению
  • Углеводороды, NOx и твердые частицы
• Экономия топлива
  • Факторы, влияющие на повышение экономии топлива
  • Компромисс между экономией топлива и вредными выбросами
• Выбрать бензиновые двигатели с прямым впрыском
  • Ранний двигатель DISC
  • Mitsubishi реверсивно-барабанный настенный
  • Краткий обзор Toyota, Nissan с водоворотом (настенный), Audi с настенным креплением, AVL, FEV с воздуховодом, Ford, Honda с распылителем, Isuzu, Mazda с водоворотом, с настенным креплением, Mercedes-Benz -управляемый, опрокидывающийся по Рикардо, настенный, Volkswagen, опрокидывающийся, настенный FSI
• Преимущества турбонаддува двигателя GDI

Свидетельство:

«Он охватывает всех возможных участников, от тех, кому нужен только обзор, до тех, кому нужны самые глубокие детали механизма GDI.Стоит поездка, которую я совершил из Греции. «

Саввас Саввакис, PhD — научный сотрудник
Университет Аристотеля в Салониках

Бензиновый двигатель

с прямым впрыском (GDI и TGDI) — что это, что обещает и каковы его недостатки?

Proton Holdings сегодня провела успешные испытательные запуски своего нового двигателя GDI на заводе Ricardo в Великобритании. Итак, что такое GDI и TGDI и что они означают с точки зрения конструкции двигателя?

GDI обозначает непосредственный впрыск бензина, а буква T обозначает турбо.С точки зрения разработки двигателей Proton, это означает переход от многоточечного впрыска (MPI), при котором форсунки выбрасывают топливо во впускной тракт, к более эффективному GDI, при котором форсунки работают непосредственно в камеру сгорания.

Он отличается от других форм впрыска топлива тем, что топливо подается под гораздо более высоким давлением непосредственно в камеру сгорания. Преимущество этого заключается в том, что топливо можно более точно контролировать с точки зрения объема и времени, что приводит к увеличению мощности двигателя при заданной мощности.

Разработка GDI не нова, она впервые появилась в авиационных двигателях более 120 лет назад. В 1990-е годы GDI возродилась, и компания Mitsubishi включила его в свой двигатель 4G93. Другие автопроизводители последовали их примеру в течение 2000-х годов, когда BMW даже опробовала GDI низкого давления в своем V12.

Согласно Proton, его двигатель GDI даст экономию топлива на 25% по сравнению с предыдущим двигателем VVT в Иризе. Обычно движок GDI работает в одном из трех режимов.При нормальной работе ЭБУ устанавливает GDI как можно ближе к стехиометрическому соотношению, которое теоретически составляет 14,7: 1 массы воздуха к бензину.

Хотя идеальное сгорание недостижимо в реальном мире, инженерное движение к этой цели приведет к повышению топливной эффективности и снижению выбросов. Для новых двигателей Proton это означает стремление к будущему стандарту Euro 6C.

На низких оборотах двигателя, когда двигатель вращается на холостом ходу или почти на холостом ходу, ЭБУ настраивает двигатель на очень обедненную смесь.В то время как Proton ничего не сказал о том, насколько далеко они собираются выйти за рамки, некоторые двигатели других производителей доходят до 65% бедности, прямо на грани детонации.

Для широко открытой дроссельной заслонки GDI идет другим путем, обогащая смесь, чтобы обеспечить доступную мощность, и немного оставляя для охлаждения. В приложениях TGDI топливно-воздушная смесь может быть оптимизирована в соответствии с давлением наддува и любыми изменениями барометрического давления, к которым могут быть чувствительны турбины, которые могут повлиять на производительность двигателя.

Путь GDI имеет преимущество в том, что топливная смесь находится в оптимальном положении, чтобы искра могла наиболее эффективно распространять фронт пламени. Это означает, что максимальное количество топлива сжигается во время цикла сгорания для максимальной мощности для скорости поршня. Хотя MPI может это сделать, но в гораздо меньшей степени, а эффективность зависит от расположения входного отверстия.

Итак, если так работает и дает преимущества, то каковы недостатки? Один из них — сложность.Вместо того, чтобы иметь форсунки в коллекторе или впускном тракте, форсунки выбрасывают топливо непосредственно в камеру сгорания.

Это означает одну форсунку на цилиндр, иногда две, в зависимости от конструкции. Чтобы приспособиться к этому, необходимо изменить конструкцию головки блока цилиндров. Во-вторых, подача топлива находится под гораздо более высоким давлением. Систему подачи топлива необходимо модернизировать, а это также означает шланги и фитинги высокого давления.

Кроме того, форсунки GDI также более чувствительны к загрязненному топливу или топливу, содержащему слишком высокий процент сторонних присадок в неправильном соотношении.