Двигатель gdi что это: GDI двигатель: что это такое?

30 декабря 2020

39769

GDI (Gasoline Direct Injection) двигатель: что это такое, возможные проблемы

Система непосредственного впрыска топлива применяется на бензиновых двигателях последних поколений с целью повышения их экономичности и увеличения мощности. Она предполагает впрыск бензина напрямую в камеры сгорания цилиндров, где и происходит его смешение с воздухом и образование топливовоздушной смеси. Первыми двигателями, которые были оснащены такой системой впрыска, стали моторы GDI (Mitsubishi). Аббревиатура GDI — расшифровывается как «Gasoline Direct Injection», что дословно переводится как «непосредственный впрыск бензина».

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.

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.

Принцип работы.

В повседневных размеренных городских поездках бедная топливная смесь поступает на последнем этапе сжатия и в последующем воспламеняется свечой зажигания. Такой режим работы на бедной смеси только при небольших нагрузках обусловлен тем, что обедненная топливовоздушная смесь при увеличенной степени сжатия может приводить к перегреву внутренних деталей цилиндра и таким нехорошим моментам, как калильное зажигание и детонация. Именно по этой причине в обычных бензиновых двигателях степень сжатия не превышает 12 единиц, в отличии от дизельных, где порядка 18.

При интенсивных городских и загородных скоростных поездках, не требующих резкого увеличения мощности, топливо в классической (стехиометрической) для бензинового двигателя смеси поступает на этапе впуска.

При необходимости резкого старта, GTI работает сразу в двух перечисленных режимах. Сначала, на этапе впуска, подается сверх обедненная смесь, которая не способна воспламениться от горячих элементов цилиндра (калильное зажигание), а на последнем этапе сжатия к ней подается дополнительная порция топлива, что в целом увеличивает отдачу мотора, но при этом исключает детонацию.

Проблемы GDI двигателя

Основная проблема состоит в высокой чувствительности GDI-двигателей к качеству топлива. Это в равной мере относится и к любым неисправностям, способным хоть как-то отразиться на качестве подаваемой смеси.

На установках Gasoline Direct Injection иногда наблюдается сильное почернение свечей зажигания или они вовсе выходят из строя. Обычно это результат высокой чувствительности топливной аппаратуры к воде и мельчайшим примесям. Накопление сажи во впускном коллекторе объясняет её попаданием в камеру сгорания. Её частички могут оседать на клапанах и забивать форсунки, что мешает нормальному распылению бензина.

Вследствие накопления нагара на внутренней поверхности впускного коллектора меняется конфигурация спирали воздуха; она уже не соответствует норме для GDI, в итоге чего сгорание нарушается. По количеству нагара на свечах достаточно объективно определяется степень засоренности впускного тракта. До определенного момента нормальной их работе это не мешает, но через 20 тыс. км пробега можно подумать об замене, а впускной коллектор в профилактических целях рекомендуется очищать через 25-30 тыс. км.

Также проблемой является повышенная токсичность выхлопов. Сгорание сверхобедненной топливной смеси приводит к образованию токсичных окислов азота NOx. Чтобы подогнать показатели выхлопа под требования Euro 3 японские инженеры сначала модернизировали нейтрализаторы, а позже добились их невысокой чувствительности к серным примесям.

Читайте также: Особенности CRDI двигателя.

Устройство и принцип действия системы GDI

В наши дни системы, аналогичные Gasoline Direct Injection, используют и другие производители автомобилей, обозначая данную технологию TFSI (Audi), FSI или TSI (Volkswagen), JIS (Toyota), CGI (Mercedes), HPI (BMW). Принципиальными отличиями этих систем являются рабочее давление, конструкция и расположение топливных форсунок.

Конструктивные особенности двигателей GDI

Система питания воздухом двигателя GDI

Классическая система непосредственного впрыска топлива конструктивно состоит из следующих элементов:

• Топливный насос высокого давления (ТНВД). Для корректной работы системы (создания тонкого распыливания) бензин в камеру сгорания должен подаваться под высоким давлением (аналогично дизельным моторам) в пределах 5…12 МПа.
• Электрический топливный насос низкого давления. Подает топливо из бензобака к ТНВД под давлением 0,3…0,5 МПа.
• Датчик низкого давления. Фиксирует уровень давления, созданного электрическим насосом.
• Форсунки высокого давления. Осуществляют впрыск топлива в цилиндр. Оснащены вихревыми распылителями, позволяющими создавать требуемую форму топливного факела.
• Поршень. Имеет особую форму с выемкой, которая предназначена для перенаправления горючей смеси к свече зажигания двигателя.
• Впускные каналы. Имеют вертикальную конструкцию, благодаря чему возникает обратный вихрь (закручен в противоположную сторону по сравнению с другими типами двигателей), выполняющий функцию направления смеси к свече зажигания и обеспечивающий лучшее наполнение камеры сгорания воздухом.
• Датчик высокого давления. Располагается в топливной рампе и предназначен для передачи информации в электронный блок управления, который изменяет уровень давления в зависимости от актуальных режимов работы двигателя.

Режимы работы системы прямого впрыска

Схема работы непосредственного впрыска топлива

Как правило, двигатели с непосредственным впрыском имеют три основных режима работы:

• Впрыск в цилиндр на такте сжатия (послойное смесеобразование). Принцип работы в этом режиме заключается в образовании сверхбедной смеси, что позволяет максимально экономить топливо. В начале в камеру цилиндра подается воздух, который закручивается и сжимается. Далее под высоким давлением осуществляется впрыскивание топлива и перенаправление полученной смеси к свече зажигания. Факел получается компактным, поскольку формируется на этапе максимального сжатия. При этом топливо как бы окутано прослойкой воздуха, что уменьшает тепловые потери и предотвращает предварительный износ цилиндров. Режим используется при работе мотора на малых оборотах.
• Впрыск на такте впуска (гомогенное смесеобразование). Состав топлива в этом режиме близок к стехиометрическому. Подача воздуха и бензина в цилиндр происходит одновременно. Факел смеси при таком впрыске имеет коническую форму. Применяется при мощных нагрузках (скоростной езде).
• Двухстадийный впрыск на такте сжатия и впуска. Применяется при резком ускорении машины, движущейся на малой скорости. Двойной впрыск в цилиндр позволяет снизить вероятность детонации, которая может возникнуть в моторе при резкой подаче обогащенной смеси. Вначале (на такте впуска воздуха) подается небольшое количество бензина, что приводит к образованию обедненной смеси и снижению температуры в камере сгорания цилиндра. На такте максимального сжатия подается оставшаяся часть топлива, что делает смесь богатой.

Читайте также: Как работает система распределенного впрыска топлива MPI

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.

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.

Двигатель GDI: принципиальные особенности.

От дизельного мотора GTI получил топливный насос высокого давления, который способен подавать на инжекторы камеры сгорания топливо под давлением порядка 5 Мпа и принцип впрыска топлива на завершающем этапе сжатия. Здесь же стоит отметить и увеличенную степень сжатия в цилиндрах, которая не свойственна для обычных бензиновых ДВС.

От бензинового же двигателя GTI получил в первую очередь сам тип применяемого топлива – бензин, а еще свечи зажигания.

Как следствие синтеза этих двух систем, GTI обрел следующие режимы работы.

Возникающие колебания, параллельно подкрепляют споры и отзывы, которые прописываются на форумах. Человек, не сталкивающийся с моторами GDI и не имеющий ни малейшего представления о них, начинает опасаться за будущую покупку. Мало ли придется столкнуться с внештатной работой моторного узла, либо увеличить ремонтные расходы, либо часто обращаться в автомастерскую.

Поэтому, чтобы сделать правильный выбор, мы расскажем о том, что такое GDI мотор и какие у него плюсы и минусы. В этой статье мы учли мнения всех категорий водителей: профессионалов и любителей.

Особенности мотора и модификации

Двигатель, с аббревиатурой GDI (Gasoline Direct Injection), работает по принципу того, что топливо распределяется сразу по цилиндрам. В других двигателях, все построено по-другому, топливо впрыскивается сначала во впускной коллектор. Двигатели GDI используют только японские концерны, Mitsubishi, Toyota, Nissan.

Теперь остановимся на автомобилях с двигателем GDI. Первое с чего стоит начать, это топливо. Двигатель любит чистое топливо, с высоким октановым числом. Это можно рассматривать, как рекомендацию, которой следует придерживаться.

Категорически нельзя использовать этилированный бензин. Применяйте присадки, всевозможные очистители топлива и «повышатели» октанового числа. Использовать разрешается, но злоупотреблять не стоит. Это происходит потому, что принцип работы топливных насосов высокого давления (далее ТНВД) построен сложно.

Существует несколько модификаций двигателей GDI и каждый из них построен по-разному. Например, в одном двигателе принцип «сжимания и нагнетании топлива» включает участие только мембранного клапана.

Это уже другой двигатель у которого схема работы может быть уже по другому. Там могут быть задействованы 7 небольших плунжеров. Принцип работы схож с пистолетной обоймой и сложную механическую схему.

Эти модификации двигателей имеют одну схожую особенность. Все детали: мембранный клапан, плунжера являются высокоточными деталями. Их максимально качественно обрабатывают.

Совет

А теперь смотрите, что может произойти, если будете использовать некачественные виды топлива, либо подозрительные примеси в движках GDI. Через какое-то время ТНВД «сядет», что не будет давать нужного давления. Конструкторы предусмотрели этот момент и включили несколько ступеней для очистки топлива.

Начальная очистка производится при попадании топлива в ТНВД, где установлена «сеточка», которая производит первоначальную очистку.

Следующая очистка происходит непосредственно в топливном фильтре. Он находится на каждом автомобиле и располагается по-разному: у кого-то под днищем, у кого-то прямо в топливном баке.

Далее, очистка осуществляется тогда, когда топливо поступает в ТНВД, на подступах к которому установлена «сеточка-стакан».

Последняя очистка производится при обратном возвращении топлива, когда оно снова попадает в ТНВД и проходит через всю его конструкцию. На выходе мы опять имеем сеточку-стакан, которая производит очистку.

Все эти степени очистки являются отличным вариантом для любого вида топлива, кроме нашего.
Если мощность мотора и приемистость понизились, то не оставляйте этот факт без внимания. Значит, с двигателем происходит что-то не то.

Через определенное время автомобиль просто может перестать заводиться. Поэтому, незамедлительно выдвигайтесь на ближайшее СТО, которое специализируется на моторах с такими ТНВД. Попытайтесь решить вопрос еще на начальном этапе. Таким образом, можно продлить срок службы двигателя.

Выявление неисправности ТНВД

Чтобы определить проблему ТНВД и убедиться в его «виновности» стоит применить методику, которая включает в себя несколько пунктов:

Первый шаг: Начинаем с проверки электроники, в процессе которой считываем DTC. Должны сразу отметить тот факт, что на ТНВД двигателя установлен лишь электромагнитный клапан. Это все, что имеется из электроники на агрегате. Клапан «запирает» топливо.

Электроника на двигателях достаточно продвинутая и чувствительная. Много различных экспериментов проводили с ней, на которых она показывала себя с безупречной стороны.

Cистема GDI вызывает только уважение, но в ней есть особенность. Если ухудшаются параметры внутри ТНВД, то система на изменения давления горючего не реагирует. Здесь мы рассматриваем варианты износа от использования некачественного топлива. Следовательно, переходим к следующему шагу.

Шаг 2: Теперь убедитесь, что исправен электромагнитный клапан. Если с его работой проблем не обнаружено, переходим дальше.

Шаг 3: Замерьте давление ТНВД на «выходе». Нормально давление составит 40 — 50 кгсм2. Если прибор показывает результат в этом диапазоне, значит, все хорошо. Приобретая авто с мотором GDI, будьте готовы к тому, что Российское топливо им не подходит.

Если Вы приобрели, либо окончательно остановили выбор на GDI, то проводите полную очистку ТНВД каждые 2000-3000 километров. Доверить это лучше профессионалам.

Принцип работы

Теперь подробно рассмотрим, как работает данный тип двигателей.

По своей конструкции GDI схож с бензиновыми и дизельными моторами. Если брать цилиндр в отдельности, то он в себя включает форсунку, свечу зажигания. Благодаря форсунке горючее поступает в двух режимах.

В работе двигателя существует несколько режимов, которые напрямую зависят от многих показателей: скорости, темпа езды, эксплуатации автомобиля. Первый режим — работа на сверхбедных смесях. Автомобиль едет спокойно, скорость не превышает 120 км/ч.

В результате этого режима на выходе получаем устойчивость, надежность работы двигателя. Второй режим — работа на стехиометрической смеси. Тут уже рассматривается интенсивное движение, езда на высоких скоростях.

Третий режим производит уже сама система управления Gasoline Direct Injection, когда машина двигается с маленькой скоростью, а затем резко вжимаете газ. Здесь происходит повышение момента двигателя.

Что в итоге? А то, что при первом режиме мотор будет работать устойчивей. Мощности будет выдавать больше, топлива расходовать меньше. Этот режим наиболее экологический, по сравнению с другими бензиновыми агрегатами.

История двигателей GDI (Gasoline Direct Injection) берет начало в 1925 году, когда шведский инженер Е.Хесселаман создал легкую и экономичную установку с искровым зажиганием, работающую сразу на нескольких видах топлива: бензине, солярке, масле и керосине. Подача топлива в камеры сгорания осуществлялась насосом, а для воспламенения слабо сжимаемой смеси использовались свечи. По мере изменения внешних температур менялся и вид топлива. В сравнении с предшественником современные GDI-агрегаты многократно улучшены и заслужили признание ведущих компаний мирового автопрома, хотя в качестве топлива в них используется лишь бензин. Первой серийный выпуск авто с установкой Gasoline Direct Injection начала компания Daimler-Benz. Рассмотрим подробнее, что такое GDI двигатель? Как он устроен? Что делает его популярным? И есть ли у него недостатки?

Чем отличается GDI двигатель

В GDI-двигателях реализована идея прямого впрыска топлива в камеру сгорания. Подобное решение для остальных бензиновых агрегатов нехарактерно. GDI двигатели объединили в себе некоторые черты двигателей на бензине и на дизельном топливе, получив в итоге очень достойные характеристики. От дизелей GDI достался топливный насос, подающий топливо под давлением около 4,8 Мпа (примерно 50кг/см 2 ) и система впрыска на финальной стадии сжатия, а от бензиновых – тип топлива и свечи зажигания. Форсунка в GDI направляет топливо прямо в цилиндр, там же происходит его смешивание с воздухом, однако для зажигания смеси используется искра.

Впрыск топлива в обычном инжекторном двигателе и GDI.

Концепция превосходства

Подаваемая в цилиндр смесь хорошо структурирована, направляется по выверенной траектории, распределяется по всему объему, но в разной концентрации. Обедненная порция так называемой «холодной» концентрацией достигает стенок цилиндра, тогда как более богатая «горячая» – остается в центре, где располагается свеча. В этом секрет сохранения работоспособности двигателя, несмотря на использование сверхобедненных смесей, что объясняется созданием необходимой концентрации у самой свечи. Вдобавок агрегат оснащается двумя топливными насосами, один из которых дислоцируется в баке, что типично, а другой, насос высокого давления (ТНВД), создает атмосферу в топливной рампе.

Благодаря ТНВД удалось свести к минимуму время открывания форсунок и понизить расход бензина, сохранив на достойном уровне крутящий момент и разгонные показатели. В двигателях с инжектором на холостых оборотах открытие форсунки происходит через 3 мс, а в GDI-двигателях – через 0,51 мс. Это в 6 раз быстрее!

На практике для достижения всех плюсов прямого впрыска инженерам пришлось сделать многое, например:

• изменить форму поршневого днища так, чтобы она обеспечивала подачу смеси непосредственно к свече;
• увеличить давление бензина с 3 до 50 бар;
• выполнить в головке блока каналы впуска для получения воздушного винта в цилиндрах и др.

Движение воздуха в камере сгорания и форма поршня. Двигатель Mitsubishi 4G93 GDI.

Читайте также: TDI двигатель — что это такое и чем он отличается от GDI.

Прогрессивность GDI

• Выпускаемые в Японии агрегаты располагают режимом Ultpa Lean Combustion Mode, разрешающим использовать супер-обедненную смесь в пропорции 37-41:1. Этот режим задействуется до достижения порога в 115-120 км/ч если нет резких изменений нагрузки и обеспечивается постепенное наращивание скорости. Впрыск осуществляется спиральной струей по ходу стрелки часов.
• Стехиометрический режим Superior Output Mode используется, когда стрелка показывает 125 км/ч и более, автомобиль преодолевает затяжной подъем или же буксирует прицеп.
• В режиме Stich F/B состав рабочей смеси очень похож на характерный для стехиометрического. Технология имеет свои подрежимы, в одном из которых (Closed loop) воздушно-бензиновый баланс определяется показаниями кислородного датчика, в другом же (Open loop) — сенсоры на состав топливной смеси не влияют.
• В двигателях GDI европейского образца есть еще одно усовершенствование – Two-Stage Mixing, – обеспечивающее эффективный двухступенчатый бензиновый впрыск в момент резкого старта либо стремительного обгона. Технология подразумевает двукратный впрыск в течение четырехтактного цикла. На впуске в цилиндр попадает двукратно супер-обедненная смесь, но она не воспламеняется и содействует преимущественно охлаждению камеры. А в момент сжатия подается уже сверх-обогащенная смесь, в пропорции воздуха и горючего 12:1, так коэффициент заполняемости камеры повышается и двигатель показывает предельную мощность.

Проблемы GDI двигателя

Основная проблема состоит в высокой чувствительности GDI-двигателей к качеству топлива. Это в равной мере относится и к любым неисправностям, способным хоть как-то отразиться на качестве подаваемой смеси.

На установках Gasoline Direct Injection иногда наблюдается сильное почернение свечей зажигания или они вовсе выходят из строя. Обычно это результат высокой чувствительности топливной аппаратуры к воде и мельчайшим примесям. Накопление сажи во впускном коллекторе объясняет её попаданием в камеру сгорания. Её частички могут оседать на клапанах и забивать форсунки, что мешает нормальному распылению бензина.

Вследствие накопления нагара на внутренней поверхности впускного коллектора меняется конфигурация спирали воздуха; она уже не соответствует норме для GDI, в итоге чего сгорание нарушается. По количеству нагара на свечах достаточно объективно определяется степень засоренности впускного тракта. До определенного момента нормальной их работе это не мешает, но через 20 тыс. км пробега можно подумать об замене, а впускной коллектор в профилактических целях рекомендуется очищать через 25-30 тыс. км.

Также проблемой является повышенная токсичность выхлопов. Сгорание сверхобедненной топливной смеси приводит к образованию токсичных окислов азота NOx. Чтобы подогнать показатели выхлопа под требования Euro 3 японские инженеры сначала модернизировали нейтрализаторы, а позже добились их невысокой чувствительности к серным примесям.

Читайте также: Особенности CRDI двигателя .

Видео на тему

http://scart-avto.ru/remont/gdi-gasoline-direct-injection-dvigatel-chto-eto-takoe/
http://shokavto.ru/gdi-dvigatel/
http://avtonov.com/gdi-%D0%B4%D0%B2%D0%B8%D0%B3%D0%B0%D1%82%D0%B5%D0%BB%D1%8C-%D1%87%D1%82%D0%BE-%D1%8D%D1%82%D0%BE-%D1%82%D0%B0%D0%BA%D0%BE%D0%B5/

Давайте поговорим о впрыске бензина: что такое GDI?

Итак, вы можете немного знать о процессе сгорания, но насколько вы знакомы с мельчайшими деталями, касающимися систем впрыска бензина? Мы далеко ушли от карбюратора, но даже с современными передовыми методами подачи топлива нет ничего идеального. Давайте углубимся в особенности популярной конструкции с прямым впрыском бензина или GDI.

Для сгорания в газовом двигателе необходимы три элемента: воздух, топливо и искра.Воздух и топливо должны быть доставлены в камеру сгорания в определенном соотношении (и в определенное время), чтобы, как вы уже догадались, сгореть. Есть серые области, в которых двигатель все равно будет работать, если передаточное число выключено, но он будет работать на «богатой» или «бедной» смеси, вызывая всевозможные проблемы с производительностью, пробегом и износом внутренних компонентов. Суть в том, что все системы впрыска топлива стремятся обеспечить это соотношение как можно точнее и надежнее… но некоторые справляются с этим лучше, чем другие.

Системы прямого впрыска бензина существуют с 50-х годов, но GDI считается более современным решением благодаря многочисленным технологическим усовершенствованиям и широкому распространению с тех пор. Большая разница между GDI и другими типами впрыска заключается в том, что предыдущие системы подачи топлива объединяют топливо и воздух за пределами камеры сгорания для подачи на сгорание, GDI впрыскивает топливо непосредственно в камеру сгорания, смешиваясь там со свежим воздухом в первую очередь. время.Другие системы, такие как впрыск топлива через порт, впрыскивают топливо и воздух во впускной коллектор, и вся смесь всасывается через впускной клапан в нужное время, чтобы произвести сгорание. Карбюраторы объединяют топливо и воздух задолго до этого, а также пропускают его через впускной клапан.

Впрыск газа непосредственно в камеру сгорания позволяет добиться нескольких целей. Благодаря современным очень умным и чувствительным блокам управления топливом можно точно дозировать топливо, а форсунки высокого давления обеспечивают форму распыления, которая более эффективно распыляет топливо, что в конечном итоге приводит к меньшему количеству несгоревшего (потраченного впустую) топлива в камере и более эффективному сгоранию в целом.А меньшее количество потраченного впустую топлива означает как лучший пробег, так и меньшие выбросы, поскольку меньше несгоревшего бензина выходит через выпускной клапан. Такой выигрыш в пробеге, производительности, эффективности и воздействии на окружающую среду является значительным, но требует затрат. Во-первых, это фактическая стоимость. Компоненты системы GDI должны выдерживать высокое давление и жесткие условия, и поэтому их производство дороже. Другая стоимость потенциально является механической — конструкция двигателей GDI допускает накопление углерода на клапанах в камере и условия работы в горячем состоянии в целом.Если не принять меры, это может привести к серьезному повреждению внутренних компонентов, и производители все еще ищут способы снизить риск. Многие обнаружили, что сочетание GDI с турбокомпрессорами и рециркуляцией выхлопных газов, помимо других технологий, помогает.

В общем, GDI зачастую слишком эффективен, чтобы производители могли его упустить. Чтобы смягчить возможные проблемы, вы должны использовать присадки к топливу и очиститель воздухозаборника, чтобы смыть отложения, или использовать топливо премиум-класса, чтобы избежать их в первую очередь.

Ознакомьтесь со всеми продуктами по топливу и выбросам, доступными на NAPA Online, или доверьтесь одному из наших 17000 пунктов обслуживания AutoCare NAPA для текущего обслуживания и ремонта. Для получения дополнительной информации о впрыске бензина поговорите со знающим экспертом в местном магазине NAPA AUTO PARTS.

Фотографии любезно предоставлены Блэром Лампе.

Бензиновые двигатели с прямым впрыском (GDI)

Поиски более эффективных, интеллектуальных и экологически чистых поршневых двигателей с искровым зажиганием (SI) на жидком топливе сейчас активнее и активнее, чем когда-либо прежде.Механизмы GDI SI преодолели многие из первоначальных ограничений и теперь становятся обычным явлением. Этот семинар предоставит всесторонний обзор двигателей GDI. Приготовление смеси и процесс сгорания с упором на стратегии работы и управления как однородным, так и стратифицированным зарядом, включая вопросы, связанные с прямым впрыском бензина в камеру сгорания, и требования к системе впрыска топлива для оптимальных характеристик распыления. Также будут рассмотрены выбросы загрязняющих веществ, экономия топлива и влияние некоторых ключевых проектных и эксплуатационных параметров.Семинар завершается обзором избранного списка серийных и прототипов двигателей GDI.

Цели обучения

По завершении этого семинара вы сможете:

• Описать 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 основных характеристик 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
• Объясните и используйте компромиссы между повышением производительности двигателя и поддержанием низких характеристик выбросов.

Кто должен посетить

Этот семинар будет особенно ценен 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.

Предварительные требования

Участники должны иметь общие знания о работе двигателя, особенно о процессах сгорания в цилиндрах. Тем не менее, представлен очень краткий обзор предмета.

Отзывы

«Он охватывает всех возможных участников, от тех, кому нужен только обзор, до тех, кому нужны самые глубокие детали двигателя GDI. Стоит поездка, которую я совершил из Греции.»
Саввас Саввакис
Доктор наук
Университет Аристотеля в Салониках

Вы должны пройти все контактные часы курса и успешно сдать обучающий экзамен, чтобы получить CEU.

Новый 4-цилиндровый двигатель GDI с турбонаддувом от SAIC Motor

Автор (ы): Чжэн Сюй, ИньШэн Пин, Чуаньхуэй Чэн, Сяомао Чжан, Хайтин Инь, Вэйцзюнь Ли, Дунбо Цай, Шао Мин Ван, Ян Цзюнь Ван, Ян Ян, Инчжэнь Ван, Яцзюнь Чжан

Филиал: Технический центр SAIC Motor

Страниц: 14

Событие: Опыт Всемирного конгресса WCX SAE

ISSN: 0148-7191

e-ISSN: 2688-3627

GDi: будущее двигателя внутреннего сгорания

В декабре 2018 года Европейский союз согласовал новые правила по сокращению выбросов CO2 от автомобилей к 2025 и 2030 годам.Для достижения этих целей, а также удовлетворения потребительского спроса на повышенную топливную экономичность производители автомобилей обращаются к любым технологическим преимуществам, которые они могут найти. Один из них — GDi.
Технология прямого впрыска бензина, также известная как GDi для краткости, обеспечивает повышенную производительность, улучшенную экономию топлива и снижение выбросов углекислого газа (CO2) за счет более точного, экономичного и полного сгорания.

Ожидается, что более 80% легковых автомобилей, проданных в 2030 году, по-прежнему будут иметь двигатель внутреннего сгорания.По большей части это будет бензин, при этом преобладающей технологией будет GDi. В целом, мы ожидаем, что рынок GDi вырастет более чем на 30% как в США, так и в ЕС в течение следующих 5-10 лет по сравнению с 2018 годом. И по мере роста рынка GDi рынок запчастей может ожидать увеличения числа владельцев автомобилей, ищущих магазины с Опыт, запчасти и ноу-хау GDi.

К счастью, дистрибьюторам и установщикам нужно полагаться только на одного поставщика для получения полного сервисного решения GDi.

Сотрудничая с Delphi Technologies, наши клиенты могут получить доступ ко всему, что им нужно, чтобы воспользоваться преимуществами одной из самых быстрорастущих областей ремонта автомобилей.Компания Delphi Technologies, являющаяся пионером в производстве силовых установок оригинального оборудования, понимает проблемы, связанные с обслуживанием этих высокотехнологичных систем высокого давления, потому что мы их спроектировали.

В 2016 году Delphi Technologies анонсировала первую в отрасли серийную систему GDi с давлением 350 бар, раздвинув границы инноваций GDi за счет существенного снижения выбросов твердых частиц, что позволило производителям оборудования соответствовать стандартам выбросов Euro 6d и China 6 с более простыми системами последующей обработки, улучшенными Компоненты созданы для скорости и выносливости, улучшенной производительности и более низких пороговых значений шума топливного насоса.Но 350 бар было мало.

В третьем квартале 2019 года Delphi Technologies представила новую систему GDi с давлением 500+ бар. Новаторская конструкция высокоэффективного топливного насоса Delphi Technologies с инновационной системой уплотнения и новым плунжером уменьшенного размера позволяет снизить выбросы твердых частиц до 50 процентов без дорогостоящей модернизации двигателя для большинства применений. Ожидается, что первая в отрасли система GDi на 500+ бар будет использоваться в производстве с 2022 года.

Сегодня только Delphi Technologies поставила более семи миллионов систем GDi на легковые автомобили, произведенные по всему миру. Наша комплексная сервисная программа GDi включает в себя форсунки и насосы OE, охватывающая парк из более чем 3,9 миллиона популярных автомобилей PSA, оснащенных нашими системами GDi, с запланированными дополнительными приложениями, сервисными комплектами, всеми необходимыми электронными и гидромеханическими диагностическими инструментами, тестовыми и уборочное оборудование и обучение.

GDi — еще один прекрасный пример того, как Delphi Technologies использует свой опыт в области передовых систем оригинального оборудования, чтобы помочь своим клиентам открыть новые рыночные возможности.Благодаря этой дополнительной возможности оригинальных запчастей, инструментов и ноу-хау независимые автосервисы смогут предложить своим клиентам полное сервисное решение GDi для получения дополнительных доходов и прибыли от существующих и, возможно, новых клиентов.

Партнер с пионером… Партнер с Delphi Technologies.

Почему двигателям с прямым впрыском газа требуется регулярное обслуживание

Почему двигателям с прямым впрыском газа требуется регулярное обслуживание

Что делать, чтобы впускные топливные клапаны не превратились в эти

В последние годы двигатели с прямым впрыском стали использоваться только в дизельных и бензиновых автомобилях.Предлагая заметные улучшения в топливной экономичности, эта высокопроизводительная система имеет недостаток, о котором средний водитель не знает: мусор на впускных клапанах.

Технически это остатки окисленного топлива, с которыми легко справиться при регулярном техническом обслуживании. К сожалению, большинство владельцев транспортных средств не осведомлены о дополнительных потребностях своего двигателя GDI — по крайней мере, до тех пор, пока они не зайдут в местный сервисный центр с горящей лампочкой «проверьте двигатель».

Чтобы понять, как углерод накапливается внутри вашего двигателя, нам сначала нужно понять процесс впрыска топлива.

В традиционном газовом двигателе топливо впрыскивается из форсунок во впускной канал в цилиндр двигателя. Во время этого процесса газ омывает впускные клапаны вашего автомобиля, удаляя все окисляющееся топливо.

В современном двигателе GDI топливная форсунка находится непосредственно внутри цилиндра. Это меньшее расстояние обеспечивает более оптимальный разбрызгивание, а это означает, что на сгорание расходуется меньше топлива (следовательно, ваш автомобиль расходует больше бензина). С другой стороны, газ больше не омывает впускные клапаны, что очень упрощает образование нагара.

Нормальные впускные топливные клапаны должны открываться и закрываться быстро и плавно. К сожалению, нагар может мешать их работе, ограничивая поток воздуха и приводя к засорению топливных систем, а также к множеству других проблем.

Признаки скопления впускного клапана включают:

• Потеря мощности / ускорение
• Пропуски зажигания в двигателе
• Более низкая топливная экономичность
• Двигатель трясется
• Подергивание / вибрация при остановках
• Загорелась лампа «Проверьте двигатель»

Чтобы двигатель вашего автомобиля работал бесперебойно, системы GDI должны получать обслуживание заправки каждые 50 000 км.Во время этого обслуживания ваш механик может снять впускной коллектор и очистить ваши клапаны с помощью очистителя под давлением.

В Searles мы используем тройной процесс очистки для удаления отложений. Сначала мы отключаем топливный насос автомобиля и тройник в топливную систему с помощью инструмента, который поставляет очиститель для работы двигателя, эффективно удаляя любые загрязнения на топливных форсунках. Затем мы прикрепляем еще один инструмент, который распыляет очиститель в воздухозаборник двигателя, чтобы очистить проходы и клапаны.

После прохождения обоих очистителей мы устанавливаем очиститель и осушитель топливной системы в топливный бак. После завершения обслуживания мы рекомендовали владельцам заполнить резервуар, чтобы очиститель оставался в системе как можно дольше.

Для более подробного объяснения процесса, лежащего в основе крупной топливной службы, мы рекомендуем этот информационный видеоролик .

В крайних случаях накопления нагара вашему механику, возможно, придется прибегнуть к более сильным методам очистки двигателя.На фото ниже показаны впускные клапаны GMC 2013 года, который проехал 62000 км без заправки топливом. Из-за огромного скопления углерода наших обычных чистящих средств было недостаточно. Вместо этого мы выбрали более физический путь, обработав клапаны струей грецкого ореха под высоким давлением. (Да, мы используем настоящую скорлупу грецкого ореха — это сложно!) Как видите, разница до и после взрыва — ночь и день.

Важно отметить, что описанный выше процесс занимает гораздо больше времени (и дороже), чем обычная топливная служба.Предотвратите внушительный счет (не говоря уже о потенциальных проблемах с двигателем), привозя свой автомобиль для заправки топливом через регулярные интервалы .

В перерывах между основными приемами на обслуживание топливом мы рекомендуем делать следующее, чтобы ваш двигатель оставался чистым и работал должным образом:

• Регулярно меняйте масло — мы рекомендуем наш Best Oil Service для двигателей GDI
• Замените старые свечи зажигания (обычно пригодны для пробега от 50 000 до 80 000 км, в зависимости от производителя
• Добавьте очиститель топливной системы для поддержания текущего состояния топливной системы

Несмотря на то, что эти действия помогут контролировать накопление углерода, важно помнить, что вашему автомобилю по-прежнему требуется обслуживание основного топлива каждые 50 000 км.Если ваш GDI-движок нуждается в очистке, свяжитесь с нами, чтобы договориться о встрече. В Searles Auto мы предлагаем эту услугу за 189,95 долларов. Будьте уверены, что на всю нашу работу распространяется гарантия душевного спокойствия! Запишитесь на прием сегодня!

— GDI — Прямой впрыск бензина

Будьте на вершине технологической кривой двигателей и получите знания о новейшей платформе двигателей — прямом впрыске.

Фотография свинца: вот головка блока цилиндров LT1, конструкция чаши которой похожа на LS.Большая разница в топливной форсунке, которая находится напротив свечи зажигания.

Первоначально опубликовано в журнале Hot Rod.

Существует новый акроним, который сейчас используется в индустрии производительности — GDI — он означает непосредственный впрыск бензина. Среди двигателей отечественного производства, которые активно вошли в сегмент GDI, находятся новые двигатели LT1 и LT4, но Ford первым начал использовать бензиновый двигатель с непосредственным впрыском топлива с искровым зажиганием в своей серии двигателей EcoBoost, которые дебютировали на внутреннем рынке в 2010 году.

Так что же такое GDI и почему это может быть будущее для всех серийных бензиновых двигателей? Все дело в эффективности сгорания. На протяжении десятилетий основное внимание в двигателестроении уделялось настройке с впускным и выпускным трубопроводом и повышению объемного КПД. Но в конечном итоге все эти усилия сводятся к физическому горению.Важнейшая часть этого процесса требует максимально эффективной подачи правильного количества топлива в камеру сгорания. Сразу после того, как динозавры перестали бродить по земле, карбюраторы были предпочтительным устройством для смешивания топлива. Затем появился многоточечный электронный впрыск топлива (MEFI), но даже это сейчас считается элементарным по сравнению с впрыском топлива непосредственно в камеру сгорания.

GDI имеет множество преимуществ. Во-первых, даже при многоточечном впрыске топлива определенное количество топлива оседает на стенках впускного отверстия перед впускным клапаном.Это топливо в конечном итоге способствует сгоранию, но не обязательно в нужное время или в лучшем состоянии. Состояние топлива так же важно, как его отношение к окисляющему воздуху. Жидкое топливо плохо горит. Вместо этого только испарившееся топливо способствует процессу сгорания.

Яркий пример этого можно найти в гонках Top Fuel. Нитрометан легко воспламеняется, но скорость пламени нитрометана не сильно отличается от бензина. Однако в двигателях Top Fuel обычно используется угол опережения зажигания, превышающий 50 градусов до ВМТ. Причина такого невероятно раннего зажигания заключается в том, что испаряется только 10 процентов топлива в камере. Остальное остается жидким. Это потому, что эти двигатели работают с соотношением воздух-топливо, очень близким к 1: 1! Цилиндру требуется искровой свет с температурой 50 градусов до ВМТ, чтобы начать процесс горения достаточно рано, чтобы произвести достаточно тепла, чтобы в конечном итоге испариться и сжечь большое количество топлива в камере.

Бензиновые двигатели работают на значительно более бедных топливовоздушных смесях, но концепция остается той же — полностью сгорает только испарившееся топливо. При непосредственном впрыске топливо может подаваться в цилиндр при давлении, превышающем 2200 фунтов на квадратный дюйм, так что, по крайней мере, большая часть топлива будет быстро испаряться. Даже в этом случае прямой впрыск при очень высоком давлении требует изменений в пространстве сгорания.

Возможно, вы заметили, что в двигателях GDI обычно используется конструкция днища поршня, которая сильно отличается от конструкции сопоставимых двигателей без GDI. Идея состоит в том, чтобы использовать желоб или углубление в головке поршня, которые будут направлять топливо после его впрыска. Цель этого желоба — направить расслоенный или направленный заряд относительно богатой топливной смеси на свечу зажигания, чтобы инициировать процесс сгорания.Как только происходит возгорание, оставшееся топливо можно сжечь, чтобы получить общую эффективную смесь.

Обычно топливная форсунка высокого давления расположена рядом с центром цилиндра. Исследования показывают, что поздний впрыск топлива в цилиндр положительно влияет на выбросы и топливную экономичность, когда поршень находится в ВМТ.Централизованный желоб в головке поршня имеет тенденцию перенаправлять топливные брызги вверх к выпускной стороне камеры рядом со свечой зажигания. Это порождает то, что инженеры по исследованию горения называют турбулентной кинетической энергией (TKE). Более высокий TKE имеет тенденцию поддерживать улучшенный термический КПД, когда при сгорании используется больше топлива.

У этого подхода есть несколько преимуществ. Во-первых, это снижает вероятность детонации, поскольку топливо больше концентрируется к центру камеры сгорания рядом со свечой зажигания.Детонация обычно происходит от отходящих газов с достаточным количеством топлива, которые самовоспламеняются ближе к концу процесса сгорания. За счет концентрации топлива вокруг свечи зажигания это значительно снижает потребность в увеличении времени ожидания зажигания. За счет подачи топлива за микросекунды до требуемого момента зажигания, преждевременное зажигание практически исключается, и двигатель получает меньшую отрицательную работу. Это важно, поскольку для увеличения угла опережения зажигания требуется, чтобы двигатель затрачивал отрицательную работу для сжатия начального момента начала сгорания от опережающего момента зажигания.

Подход к вторичному рынку

По словам инженера JE Pistons Клейтона Стотерса, кроме конструкции днища поршня, нет существенной разницы в конфигурации поршня между кованым поршнем GDI и поршнем, предназначенным для карбюраторных двигателей или двигателей с EFI. Очевидно, что прочность — это серьезная проблема, чтобы приспособиться к более высокому давлению в цилиндре, которое будет генерировать больше лошадиных сил.Конструкция кованого бокового сброса (FSR) JE Pistons сочетает в себе дополнительную прочность с уменьшением веса для превосходной конструкции поршня.

Еще одно преимущество правильной конструкции верхней части поршня состоит в том, что больше топлива сосредоточено в центре пространства сгорания, что дает меньше топлива, потенциально задерживаемого вблизи внешней окружности цилиндра. Топливо, которое имеет тенденцию скапливаться вокруг внешнего края камеры сгорания, часто не горит и, следовательно, не способствует выработке энергии. Эти несгоревшие углеводороды также затем просто выходят с выхлопом и способствуют снижению термического КПД.

GDI последовательно уменьшают количество топлива, которое задерживается по окружности поршня, а это означает, что — особенно при частичном открытии дроссельной заслонки — повышенная эффективность сгорания позволяет двигателю работать на гораздо более бедных топливовоздушных смесях, что повышает топливную экономичность.Конечным результатом этого являются примеры современных двигателей GDI, работающих с соотношением воздух-топливо, превышающим 30: 1!

Опять же, из-за этой улучшенной полноты сгорания двигатели GDI могут также работать с более высокими степенями статического сжатия. Например, GM LT1 использует конструкцию GDI для увеличения статического сжатия до 11,5: 1. Поршни V6 с турбонаддувом EcoBoost от JE имеют впечатляющее соотношение 10,0: 1. Обычные многоточечные двигатели EFI не могут мечтать о работе с турбонаддувом с такой высокой статической компрессией бензинового насоса.Конечно, преимуществом этой более высокой степени сжатия является дополнительная мощность, поскольку обычно считается, что одна полная точка сжатия обеспечивает от трех до четырех процентов дополнительной мощности для двигателя без наддува.

JE учитывает все эти факторы при разработке поршня с высокими рабочими характеристиками. Даже поршни с самым большим внутренним диаметром сокращают вес поршня с внутренним диаметром 3,661 дюйма по-прежнему составляет всего 400 граммов, при этом сохраняется превосходная долговечность поршня. Конструкция смещенного пальца снижает шум поршня, а входящий в комплект комплект колец 1,0 / 1,2 / 2,8 мм также способствует снижению потерь на паразитное трение.

Известный производитель двигателей с турбонаддувом Кенни Даттвейлер в настоящее время экспериментирует с 2,3-литровым двигателем Ecoboost и, как он сказал журналу Hot Rod, он ожидает, что с более мощным турбонагнетателем двигатель потенциально может вырабатывать до 1100 л.с.

Таким образом, мы можем с уверенностью предположить, что двигатели GDI останутся текущей тенденцией в области двигателей с высокими характеристиками в ближайшем будущем. По прогнозам Bosch, к 2020 году почти 20% всех двигателей для легковых автомобилей будут работать с впрыском бензина.В качестве стимула JE Pistons продолжит предлагать высокопроизводительные поршни для решения новых задач, связанных с высокими эксплуатационными характеристиками будущего.

Пресс-релиз | Mitsubishi Motors Corporation

29 марта 1999, Токио: Mitsubishi Motors Corporation объявляет о разработке силового агрегата серии GDI ^{* 1} SIGMA, сочетающего в себе экологичность мощный двигатель GDI с низким потреблением энергии с различными периферийными технологиями такие как вариатор ^{* 2} , система остановки холостого хода, HEV ^{* 3} и турбокомпрессор.Трансмиссия серии GDI SIGMA возвращает пробег в пределах 10%. и на 30% лучше, чем у текущих двигателей GDI, а также реализует улучшенные управляемость и снижение стоимости.

В августе 1996 года компания стала первым производителем автомобилей. применять в производстве технологию непосредственного впрыска бензина ^{* 4} модель. Сегодня двигатели GDI используются в одиннадцати моделях Mitsubishi Motors и компания планирует использовать эту технологию для питания всех своих моделей 2010 год.

В настоящее время компания занимается разработкой других технологий с низким потреблением энергии. вокруг двигателя GDI. Первый плод этой программы — GDI SIGMA. Серия силовых агрегатов с низким энергопотреблением, в которой реализованы четыре основные технологии: (1) GDI-CVT, интегрированное управление двигателем GDI и вариатором; (2) GDI-ASG ^{* 5} , система остановки холостого хода; (3) GDI-HEV, гибридная система; и (4) GDI-GPT ^{* 6} , турбонагнетатель GDI с быстрым откликом и низким потреблением энергии.Компания планирует начать внедрение трансмиссии GDI SIGMA Series в свои автомобили с начала 2000г.

—————————————
* 1: Прямой впрыск бензина
* 2: Бесступенчатая трансмиссия
* 3: Гибридный электромобиль
* 4: Осуществление послойного заряда, сжигание обедненной смеси прямым бензином впрыск
* 5: Автоматическая остановка и вперед
* 6: Экологичный турбонаддув

GDI HEV (серия GDI SIGMA)

Сегодня в Японии и Европе разделяют мнение, что бензин напрямую впрыск станет основной технологией в бензиновых двигателях следующего поколения и несколько производителей автомобилей в настоящее время работают над его разработкой.Двигатель Mitsubishi Motors GDI привлекает большое внимание следующие причины:

1. Потому что он использует вертикальное опрокидывание для управления потоком в цилиндре и транспортировать топливо ближе к свече зажигания, тем самым горение;
2. Благодаря постоянному развитию технологий Mitsubishi Motors который отвечает более продвинутым требованиям, и его постоянное развитие двигателя GDI;
3. Потому что слияние продуктов сгорания и выхлопных газов после технологии очистки — это соответствие нормам выбросов прогноз в Японии и Европе примерно на 2010 год уже находится в пределах достопримечательность;
4. Потому что это зрелая и проверенная технология, более 500 000 Двигатели GDI уже производятся.

(1) Цель
Преимущества механизма GDI включают: выдающийся отклик; выдающийся запуск двигателя; превосходный контроль крутящего момента; меньше стука и меньше турбо отставание. Трансмиссия серии GDI SIGMA была разработана для максимального использования преимущества и ощутимое снижение расхода топлива за счет синергии эти качества с новой технологией трансмиссии, вспомогательной электрической мощностью оборудование, новое вспомогательное оборудование и технологии повышения производительности технологии.

(2) Конфигурация системы
В GDI SIGMA разрабатываются различные новые технологии. Программа сериала. По этому поводу Mitsubishi Motors публикует подробности. следующих четырех технологий:

1. GDI-CVT: интегрированное управление двигателем GDI и вариатором
2. GDI-ASG: Система остановки холостого хода
3. GDI-HEV: Гибридная система
4. GDI-GPT: Турбокомпрессор GDI с высоким быстродействием и низким потреблением топлива

(1) Цель
Объединить управление двигателем GDI и вариатором для реализации вариатора, который обеспечивает исключительную экономичность и управляемость.

(2) Проблемы с вариатором на сегодняшний день
Сопряжение вариатора с обычным двигателем с локальным впрыском традиционно страдают от таких проблем, как потери на трение в приводных ремнях, внутренние потери в гидротрансформаторе; вибрация в кузове автомобиля и низкая топливная эффективность из-за плохого согласования двигателя и трансмиссии на низкие обороты двигателя.

(3) Решение
Комплексное управление двигателем и трансмиссией обеспечивает решение к этим проблемам за счет максимального управления крутящим моментом и более широкого низкий диапазон скоростей потребления, присущий двигателю GDI.

1. Гидравлическое давление изменяется в соответствии с передаваемым крутящим моментом. Система уменьшает проскальзывание ремня при изменении гидравлического давления за счет использования присущие двигателю GDI характеристики и ограничивающий крутящий момент.
2. Система обеспечивает прямую связь — при отсутствии внутренних потерь более широкий диапазон скоростей. Используя собственный отклик движка GDI характеристики для управления максимальным крутящим моментом, в результате чего рывки от дифференциалов крутящего момента, когда исключено прямое расцепление рычагов.
3. Система согласовывает контроль максимального крутящего момента с частотой кручения. трансмиссии, чтобы предотвратить резонанс в кузове автомобиля.
4. При частоте вращения двигателя до 1500 об / мин — общий рабочий диапазон для CVT-двигатель GDI превосходные характеристики расхода топлива увеличены до максимума, что значительно снижает расход топлива.

Уменьшение расхода топлива за счет сокращения работы вариатора давление

(1) Цель
В японском режиме городского использования 10-15, на холостой ход приходится 16% топлива потребляется в двигателе с множественным впрыском и 10% в двигателе GDI. Система GDI-ASG снижает расход топлива за счет автоматического поворота двигатель выключен, когда автомобиль неподвижен.Система автоматически перезапускает двигатель, когда водитель задействует сцепление и переключает передачу рычаг.

(2) Проблемы с системой остановки холостого хода на сегодняшний день
Системы остановки холостого хода оказались непопулярными в двигателях с распределенным впрыском из-за времени, необходимого для перезапуска двигателя, что нарушает нормальная эксплуатация транспортного средства водителем.

(3) Решение
Поскольку двигатель GDI впрыскивает бензин непосредственно в цилиндры, двигатель запускается быстрее.С системой остановки холостого хода GDI двигатель запускается немедленно, независимо от того, как быстро водитель задействует сцепление и коробку передач, тем самым позволяя ему управлять своим автомобилем совершенно естественным образом.

Усовершенствования генератора и его системы управления позволяют повторно использовать кинетической энергии, генерируемой при торможении и замедлении, для улучшения расход топлива.

Пусковые характеристики двигателя GDI

(1) Цель
Гибридные силовые установки отличаются высокой эффективностью и низким расходом топлива технологии. Однако сложная трансмиссия, мощный электродвигатель / генератор устройства и батареи большой емкости делают их очень дорогими. В GDI-HEV компания Mitsubishi Motors предлагает более простую конфигурацию, которая использует небольшой двигатель / генератор и батареи меньшего размера для уменьшения стоимость и тем самым популяризация системы.

(2) Проблемы гибридной системы на сегодняшний день
Гибридные системы, в которых используются двигатели с распределенным впрыском, традиционно страдали от недостаточного крутящего момента при трогании и от рывков из-за двигатель включается и выключается. Кроме того, при движении по ровным дорогам ограниченное количество извлекаемой кинетической энергии означает, что двигатель генератор должен работать чаще, чтобы обеспечить необходимую мощность и это приводит к увеличению расхода топлива.

(3) Решение

1. Отличные пусковые характеристики двигателя GDI означают, что крутящий момент двигателя требуется только в течение 0,1 секунды при запуске двигателя. После этого крутящий момент двигателя способствует ускорению автомобиля.
2. В двигателе GDI впрыск даже самых малых количеств бензина приводит к эффективному сгоранию. Это делает возможным чтобы минимизировать количество создаваемого крутящего момента и, следовательно, дифференциал крутящего момента когда двигатель включается или выключается.
3. Превосходный расход топлива двигателя GDI при малых нагрузках позволяет система возврата выдающегося расхода топлива даже при кинетической энергия, рекуперированная во время замедления, недостаточна и есть режим работы двигателя с меньшей нагрузкой.

(1) Цель
Чтобы максимизировать присущие двигателю GDI характеристики и добиться высокой скорости отклика, турбонаддув с низким потреблением энергии.

(2) Проблемы с турбонаддувом на сегодняшний день
Турбонаддув в двигателях с обычным впрыском топлива традиционно страдал от таких проблем, как: отсутствие низкого и среднего крутящего момента из-за стука; повышенный расход топлива из-за сжатия коэффициент необходимо уменьшить, чтобы уменьшить детонацию; и турбо-лаг в начальном стадии разгона.