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

Содержание

GDI двигатель: что это такое?

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.

Рекомендуем также прочитать статью о том, что такое двигатель TSI. Из этой статьи вы узнаете об особенностях, плюсах и минусах моторов данного типа.

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.

Содержание статьи

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.

Рекомендуем также прочитать статью о том, что такое двигатель TDI. Из этой статьи вы узнаете об особенностях конструкции, преимуществах и недостатках агрегатов данного типа.

Еще одной особенностью двигателя GDI является наличие двух топливных насосов:

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.

Впрыск топлива и разновидности GDI

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.

Также 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.

Читайте также

Как подобрать контрактный двигатель GDI на Mitsubishi

Как подобрать контрактный двигатель GDI на Mitsubishi

Автор: 

Людмила Шишкина

 V Для начала разберёмся что же такое система GDI. 

Аббривиатура GDI расшифровывается как Gasoline Direct Injection. Двигатель GDI это бензиновый двигатель, впрыск топлива на котором происходит как в дизельном – непосредственно в цилиндры, где и происходит соединение с ранее поданным воздухом для получения топливно-воздушной смеси, необходимой работы двигателя и затем тут же она воспламеняется при помощи свечи зажигания.  


На обычных бензиновых моторах получение смеси происходит во впускном коллекторе и только после этого готовая к воспламенению смесь поступает в цилиндры. 

Эту систему начали внедрять с 1995 года. Первыми «ласточками» стали автомобили Mitsubishi Galant и Mitsubishi Diamante. Далее практически все модели марки Mitsubishi стали выпускаться с такими двигателями: Pajero, Pajero IO / Pinin, Chariot Grandis, RVR, Legnum, Lancer, Delica, Challanger, Dion, Montero, Dingo, Colt и другие авто. 

Просуществовала система не очень долго — до 2001 года, так как оказалась достаточно капризной. Главной проблемой двигателей GDI является чувствительность к качеству топлива, а так же любым неисправностям систем, контактирующим с ним. 

 V Какие двигатели Mitsubishi были оснащены системой впрыска топлива GDI. 

Модели — 4G15, 4G63, 4G64, 4G93, 4G94, 6G72, 6G73, 6G74 

 V Как заказать контрактный двигатель GDI на ваш Mitsubishi?

Для подачи топлива на двигателях GDI стоит топливный насос, как у дизельных двигателей ТНВД. На один и тот же двигатель, для одного и того же автомобиля, одного и того же поколения могло ставиться несколько видов топливных насосов. Отличить их просто – по номеру. 

Для того, чтобы заказать контрактный двигатель на Ваш автомобиль, необходимо сказать нам номер топливного насоса или сообщить VIN или Frame автомобиля – мы посмотрим сами по каталогам. 

 V Где смотреть номер топливного насоса? 

  1. На наклейке на топливном насосе. 
  2. На подкапотной шильде. 
  3. Пробить по VIN или Frame автомобиля в каталогах. 
 ! Двигатели GDI с разными топливными насосами НЕВЗАИМОЗАМЕНЯЕМЫЕ!

Обращаясь к нам, вы можете быть уверены, что получите именно то, что подойдёт именно на Ваш автомобиль. Мы гарантируем качество и работоспособность всех контрактных двигателей и КПП, которые мы поставляем. Все контрактные двигатели идут в сборе со всем навесным оборудованием, а так же с полным комплектом документов.

ГБО на прямой впрыск

Мировые автопроизводители в погоне за экономичностью моторов все чаще и чаще внедряют самые передовые технологии. Одной из самых распространенных на сегодняшний день является технология прямого (непосредственного) впрыска. Законодателем мод в этой области можно смело назвать VAG (Volkswagen Audi Gruppe). Большинство моделей марки Volkswagen, Audi, Skoda, SEAT агрегатируются моторами FSI, TSI, TFSI, то есть двигателями с непосредственным впрыском топлива в камеру сгорания.

Но данный концерн уже давно не исключение и подобные моторы можно встретить у большинства других автопроизводителей. К примеру, у Ford это двигатели SCTi, у Mazda – DISI, у HYUNDAI и KIA – GDI, у Volvo – GTDi, у Peugeot и Citroёn – THP, у Renault – TCe, у Opel – SIDI, а у Nissan (Infiniti) – DIG. Это далеко не полный список и с каждым днем он увеличивается.

При всей экономичности данной технологии, она не исключает возможности переоборудования на газ, что позволит еще больше снизить расходы на топливо. Единственная проблема пока состоит в том, что далеко не все установщики ГБО умеют работать с такими моторами. Да и устанавливаемое газобаллонное оборудование в этом случае применяется не простое.

Тонкости прямого впрыска

Принципиальное отличие технологии непосредственного впрыска от классического распределенного состоит в том, что у двигателей с прямым впрыском форсунка находится непосредственно в камере сгорания. В то же время классическая схема подразумевает впрыск бензина во впускной коллектор.

Что это меняет? Все очень просто – форсунка, расположенная в камере сгорания, постоянно подвергается воздействию высоких температур. При работе двигателя на бензине охлаждение форсунки производится бензином, проходящим через нее. В обычном ГБО 4 поколения бензиновые форсунки отключаются и если использовать такой вариант на двигателе с прямым впрыском, то бензиновая форсунка попросту перегреется и «сгорит». Допускать этого нельзя, ведь современные бензиновые форсунки стоят весьма не дешево.

Варианты решения: ГБО на прямой впрыск

Распространение моторов с непосредственным впрыском заставило производителей ГБО разрабатывать специальные комплекты оборудования. Газовые форсунки при этом подают топливо, как и в классической схеме, во впускной коллектор. Но при работе двигателя на газовом топливе, через бензиновую форсунку в камеру сгорания подается минимальная порция бензина. Управляет всем этим процессом специальный контроллер, который отвечает не только за впрыск газа, но и руководит работой бензиновой топливной системы, обеспечивая постоянное управление пропорциями подачи двух топлив.

При таком бинарном режиме смеси, бензина в камеру сгорания поступает всего 10-15%, но этого вполне достаточно, чтобы бензиновая форсунка охлаждалась. Соответственно оставшиеся 85-90% топлива это газ. Это соотношение незначительно изменяется в различных нагрузочных режимах двигателя, ведь газовый ЭБУ управляя работой и газовой и бензиновой системы впрыска, корректирует состав топливной смеси для обеспечения оптимальных эксплуатационных характеристик. Таким образом, работа на газовом топливе современных автомобилей с двигателями FSI, TSI, TFSI и т.д. позволяет добиться максимальной эффективности без потери мощности.

Кто, где, когда и главное сколько стоит?

Перед установкой газа на авто вопросов у владельца, как правило всегда больше чем ответов.

  • Выгодно ли ГБО на прямой впрыск?
  • Не навредит ли ГБО двигателю FSI, TSI, TFSI?
  • Как быстро окупится газобаллонное оборудование?
  • Где установить ГБО на непосредственный впрыск?
  • Какое оборудование выбрать для установки газа на FSI, TSI, TFSI?

Не будем рассматривать подробно ответы на каждый из них, ведь мы уже неоднократно доказывали, что ГБО это выгодно, ГБО не вредит мотору, а срок окупаемости зависит от условий эксплуатации. Но в случае с газобаллонным оборудованием на моторы с непосредственным впрыском следует сделать несколько уточнений.

  1. Газобаллонное оборудование на прямой впрыск дороже классического ГБО 4 поколения, ведь само оборудование стоит больше, и квалификация специалистов его настраивающих должна быть соответствующая.
  2. При работе двигателя на газовом топливе в камеру сгорания будет подаваться и бензин (10-15%). Это значит, что бинарная смесь будет всегда состоять из воздуха и двух видов топлива: газ + бензин. При таком подходе неизбежны и бензиновые затраты, а значит, срок окупаемости будет чуть больше. Хотя, как правило, он все равно не превышает 15-20 тыс. км.
  3. Доверять установку ГБО на прямой впрыск можно только проверенным специалистам. При неквалифицированном монтаже и настройке вероятность получить некорректно работающую систему высока, а это может повлечь дорогостоящие ремонты и замену бензиновых форсунок.

Газовое оборудование для двигателей с прямым впрыском топлива выпускают многие производители. Но учитывая сложность технологии, не всякое ГБО можно поставить на машину. Часть таких комплектов попросту рассчитана на 3-5 моделей и не может быть использована на других авто.

При выборе газобаллонного оборудования на прямой впрыск рекомендуется использовать ГБО от ведущих мировых производителей (STAG, Landi Renzo, Prins и др.). Только серьезные компании с собственными испытательными полигонами и научно-исследовательскими центрами способны создавать долговременно и качественные работающие системы. Кроме того, каждая такая система перед выпуском на рынок испытывается в заводских условиях, тем самым обеспечивая надежность в повседневной эксплуатации.

Профессиональный монтаж и настройку ГБО на прямой впрыск в Украине пока осуществляют всего несколько СТО, но в итоге вы получите корректную работу двигателя во всех мощностных режимах и реальную экономию эксплуатационных затрат.

 

бензиновый DOHC (GDI, T-GDI, MPI) или дизельный CRDI? Честный обзор и отзыв

 
Добрый день, сегодня мы проведем честный обзор (отзыв) и узнаем, какой двигатель Kia/Hyundai (Киа/Хендай) лучше: бензиновый DOHC (GDI, T-GDI и MPI) или дизельный CRDI (Common Rail Diesel), а также, с каким мотором наиболее предпочтительно покупать новый или подержанный кроссовер Kia Sportage/Hyundai Tucson.


В нашей статье мы также расскажем о том, какой по мнению большинства автоспециалистов силовой агрегат корейского производства считается наиболее практичный, надежный, ремонтопригодный, экономичный и долговечный по сроку службы. Рассмотрение вопроса, касательно того, с каким силовой установкой предпочтительней покупать Киа и Хендай мы осуществим на примере нашего личного автомобиля повышенной проходимости Kia Sportage 2017 года выпуска (в комплектации Active, с двигателем 2.0l DOHC серии G4NA (два распредвала, 155 лошадиных сил), автоматической трансмиссией и системой полного привода Magna Dynamax AWD).


А теперь немного справочной информации. Что из себя представляет корейский дизельный двигатель CRDI? Силовой агрегат CRDI (Common Rail Direct Injection) — это современный тип дизельного мотора, оснащенный одной единственной топливной магистралью, которая является общей для всего узла. Наиболее популярные и востребованные серии дизельных моторов CRDI Kia/Hyundai1.1l D3FA1.4l D4FC1.5l D4FA1.6l D4FB1.7l D4FD2.0l D4HA2.2l D4EB2.5l D4CB и 3.0l D6EA

Справочно заметим, что индекс всех силовых агрегатов корейского концерна, будь то это дизельные или бензиновые двигатели, состоят из четырех символов. Первая буква серии обозначает тип мотора, так, например, латинская буква «G» означает, что мотор бензиновый, «D» — дизельный и «L» — гибридный. Вторая цифра указывает на общее количество цилиндров, так например, 3, 4 или 6. Третья буква сообщает имя семейства (примерG4NA — семейство «NU«), а четвертая буква обозначает название двс внутри той или иной серии.


Дизельные двигатели CRDI обладают следующими преимуществами: 

 идеальное сочетание оптимальной экономичности и высокой мощности; 

• сниженное количество вредных выбросов в атмосферу;  

• плавная и тихая работа;  

• продолжительный ресурс, по сравнению с другими дизельными моторами;  

• высокий коэффициент полезного действия; 

• повышенная отзывчивость и приемистость, особенно в процессе разгона.


Что из себя представляет корейский бензиновый двигатель DOHC MPI? Силовая установка DOHC (Double OverHead Camshaft) относится к современным мотором внутреннего сгорания, которые оснащаются системой газораспределения с двумя распредвалами. 

На сегодняшний день подобные силовые агрегаты считаются очень востребованными среди бензиновых типов двигателей за счет того, что они обладают предельно простым устройством и конструкцией, при этом создают на выходе большую мощность при небольшом весе в оснащенном состоянии. Наиболее востребованные на сегодняшний день моторные линейки «Gamma«, «Kappa«, «Theta«, «NU«, «Lambda«, обладают рабочими объемами от 1 до 4 литров.



Преимущества бензиновых двигателей DOHC MPI:  

 увеличенная мощность по сравнению с атмосферными моторами MPI (в среднем: на 12-15% или на 15-30 лошадиных сил), благодаря тому, что распределение усилий в силовой установке осуществляется поровну на два вала; 

• оптимизированная динамичность функционирования всех систем двигателя, что позволило заметно уменьшить расход моторного масла, помогло ускорить разгон и улучшить плавность хода; 

• оснащение мотора гидрокомпенсаторами, которые позволили уменьшить исходящий шум в процессе работы двигателя; 

• увеличенная максимальная скорость, благодаря улучшенным разгонным характеристикам силового агрегата; 

 снижение потребления бензина (в среднем на 25% на 100 км пробега) при той же мощности силовой установки.



Что из себя представляет корейский бензиновый двигатель DOHC GDI? Силовая установка GDI (Gasoline Direct Injection) — это бензиновый тип мотора DOHC, принцип работы которого основан на непосредственном, то есть прямом впрыске топлива в камеры сгорания цилиндров. Функционирование двигателя GDI основано на уникальном сочетании традиционного бензинового и дизельного силовых агрегатов.


Преимущества бензиновых двигателей DOHC GDI:  

 силовые установки подобного типа способны работать на нескольких разновидностях топливного смесеобразования, что является весомым достоинством, так как многообразие в смесеобразовании создает высокую эффективность в процессе использования такого вида топлива, как бензин; 

• точно настроенная и исправно функционирующая система прямого впрыска обеспечивает экономию топлива, благодаря тому, что режим работы мотора осуществляется на сверх обедненной топливно-воздушной смеси, причем происходит этот процесс без потери мощностных характеристик; 

• силовые агрегаты подобного типа имеют увеличенную степень сжатия топливно-воздушной смеси в камерах цилиндров, что дает возможность двигателю не допускать калильного зажигания, детонации, в следствии чего, срок службы мотора по сравнению с системой DOHC увеличивается в среднем на 10-15%

• существенное снижение выбросов углекислого газа и вредных веществ в окружающую среду, что достигается благодаря многослойному смесеобразованию в цилиндрах двигателя, благодаря чему происходит более полное сгорание созданной топливно-воздушной смеси. Все эти моменты в свою очередь дополнительно влияют на увеличение конечной мощности мотора.



Подробно ознакомиться с принципом работы, преимуществами и недостатками бензиновых моторов семейства «NU» и «Theta» вы можете в наших статьяхG4NAG4KDG4NDG4NC, G4NB. А теперь смотрите наш честный видео обзор, в котором мы подробно обсудим, с каким двигателем предпочтительно приобретать новый или поддержанный Kia Sportage/Hyundai Tucson.

Видео: «Какой двигатель Kia/Hyundai лучше: бензиновый DOHC (GDI, T-GDI, MPI) или дизельный CRDI?»


В заключении отметим, что из богатейшей линейки корейских двигателей, как бензиновых, так и дизельных, наиболее современными, а также высокотехнологичными на сегодняшний день по праву считаются моторы семейства GDI с непосредственным впрыском топлива. Однако нужно помнить важный нюанс, покупая новый или бэушный Киа Спортейдж или Хендай Туссан с подобным двс: моторы GDI требуют особого профилактического ухода в процессе эксплуатации. Такой уход в первую очередь отражается в специфике обслуживания форсунок. Наиболее простым способом поддержания моторов GDI в эффективном состоянии является применение специальных топливных присадок. Периодически осуществляя профилактический уход за топливной системой Киа или Хендай с двигателем GDI, автовладелец может продлить срок службы своего двс, что также положительно скажется на увеличении мощности и улучшении динамики автомобиля. Справочно заметим, что корейские автопроизводители постоянно совершенствуют и усовершенствуют свои силовые установки, особенно те, которые имеют прямой впрыск топлива, поэтому сегодня на рынке можно найти турбированные версии двигателей, на примере, T-GDI, обладающие высокой мощностью и экономичным расходом.

БЛАГОДАРИМ ВАС ЗА ВНИМАНИЕ. ПОДПИСЫВАЙТЕСЬ НА НАШИ НОВОСТИ. ДЕЛИТЕСЬ С ДРУЗЬЯМИ.

Двигатель GDI: история, особенности, нюансы работы

Схема двигателя: особенности, отличия

В чем заключается принципиальное отличие нового двигателя от стандартных решений?

В классических инжекторных двигателях с коллекторной системой образования смеси в цилиндры подается уже готовая топливно-воздушная смесь, качество которой определяет мощность мотора, уровень токсинов в выхлопных газах. Смешивание горючего и воздуха осуществляется во впускном коллекторе с форсунками, которые управляются электроникой. Отличительная особенность двигателей GDI — форсунка, направленная прямо в камеру сгорания. Впускные клапаны в этой системе служат только для подачи воздуха, а уже в самих цилиндрах смешивается топливо и воздух. Электрическая искра отвечает за зажигание. Так как обеспечить однородный состав смеси в этих условиях проблематично, производители оснастили двигатель GDI сложным электронным блоком с программным обеспечением, рассчитанным на различные рабочие циклы.

Еще нюанс — упорядоченная структура топливно-воздушной смеси в цилиндре, причем смесь эта перемещается по определенной траектории, имея разный уровень концентрации в зависимости от места нахождения: у стенок цилиндра смесь «холодная», возле свечи «горячая», то есть уровень концентрации, необходимый для работы, создается непосредственно возле свечи, что позволяет двигателю работать даже на обедненной смеси.

Работа на обедненной топливно-воздушной смеси при небольших нагрузках — основное достоинство двигателей GDI, так как такой принцип работы позволяет заметно снижать расходы топлива при движении в городском или смешанном цикле. Исследования показали: при длительной работе двигателя на холостых оборотах в городском заторе затраты горючего удается снизить на 20-25%.

Двигатели GDI: разновидности впрыска горючего

Для рынков Японии и европейских стран предназначены разные типы двигателей 4G93. Мы поговорим о японских моделях, которые оснащены двумя системами впрыска топлива:

  1. Работа на сверх бедных смесях. В этом режиме двигатель способен работать на очень обедненной топливно-воздушной смеси, параметры которой могут колебаться в диапазоне 37:1 — 43:1. За идеальный вариант принимается пропорция 40:1. В таком режиме двигатель способен работать на скорости до 120 км/ч, если машина разгоняется плавно;
  2. Работа на стехиометрической смеси. Режим запускается на скорости более 120 км/ч или, если двигатель подвергается повышенным нагрузкам — при наличии у автомобиля прицепа, при подъеме в горку и так далее.

Европейские двигатели имеют третий режим работы, который включается при высоких нагрузках на малых оборотах (такое случается при стремительном разгоне с 40 км/ч на высоких передачах). Принцип этой системы достаточно прост: двойной впрыск топлива в цилиндры обеспечивает мотор обогащенной топливно-воздушной смесью, что приводит к повышению уровня эластичности мотора, крутящего момента при низких оборотах.

GDI и черные свечи

Существует несколько причин, по которым свечи на GDI могут быть черные: помимо традиционных — неверное зажигание, наличие в камере сгорания масла, неправильно подобранный вид свечи, к причинам «засаживания» следует отнести неправильный состав топливно-воздушной смеси — сажа со стенок впускного коллектора попадает в камеру сгорания, препятствуя созданию запрограммированного «воздушного винта» и приводя к некачественному перемешиванию топлива и воздуха.

Остановить процесс «засаживания» нельзя, но можно его существенно замедлить, уделяя пристальное внимание регулярной чистке впускного коллектора. При этом не стоит забывать, что не только коллектор приводит к загрязнению свечей: к возникновению проблемы причастны клапаны, на которых также накапливается сажа, и которые препятствуют правильному распылу топлива.

Радует тот факт, что особенная схема смесеобразования делает GDI двигатель не слишком чувствительным к чистоте свечей, поэтому первое время на цвет этих элементов можно большого внимания не обращать. Но не обольщайтесь слишком сильно: через каждые 15-20000 километров комплект свечей требуется менять.

GDI: свечи

Среди наиболее распространенных свечей заживания, используемых в двигателях GDI, можно выделить:

  • иридиевые;
  • платиновые;
  • двухконтактные.

Последний вариант представляет собой наиболее оптимальное соотношение цены и качества.

Несколько слов об особенностях непосредственного впрыска

Чтобы суметь воплотить в реальность все теоретические преимущества системы непосредственного впрыска, японцы разработали конструкцию — днище поршня адаптированной формы, который направляет топливный «факел» непосредственно к свече зажигания. Кроме того, специалисты обеспечили максимально высокое давление горючего в системе (50 бар против традиционных трех), в головке блока для повышения эффективности завихрения воздушных потоков в цилиндре создали впускные вертикальные каналы.

Пришлось также устранять проблему токсичности. Сгорание обедненной топливной смеси приводит к активному выделению ядовитых окислов азота NOx. Для очистки выхлопа до европейских норм были созданы каталитические нейтрализаторы.

Практические рекомендации для владельцев авто с двигателями GDI

Самый важный момент: качество топлива, заливаемого в бак, должно быть максимально высоким. Единственно приемлемый вариант — чистое, высокооктановое топливо. Никакого этилированного бензина, никаких очистителей и присадок и прочее.

Откуда взялся этот запрет? Его диктуют особенности строения двигателя. Не важно, оснащен ли двигатель клапаном мембранного типа или плунжерами, речь идет о деталях повышенной точности. При наличии в топливе грязи или посторонних примесей, ТНВД через время просто «сядет» и уже не сможет обеспечить требуемое нагнетание топлива в вихревые форсунки с необходимым давлением.

Разумеется, конструкторы разработали систему очистки топлива, включающую в себя четыре ступени — это очистка:

  • «сеткой» топливоприемника насоса;
  • стандартным топливным фильтром;
  • при поступлении бензина в ТНВД с помощью «сеточки-стакана»;
  • через «сеточку-стакан», когда топливо выходит в бак.

Представленная система очистки наверняка хороша — для высококачественного бензина, но не для нашего топлива, поэтому очень важно пристально следить за работой двигателя, отмечая малейшие отклонения от нормы.

Так, нужно срочно начинать предпринимать действия (лететь на всех порах на СТО), если вы видите, что показатели мощности и приемистости двигателя начинают снижаться. Если вы проигнорируете этот момент, через некоторое время двигатель просто откажется заводиться и придется обращаться в мастерскую, чтобы произвести ремонт ТНВД «Мицубиси», BOSCH, Toyota.

Вместо вывода

Сегодня, к сожалению, авто с двигателями GDI не способны долго ездить на российском топливе. Если же вы все-таки стали владельцем машины с двигателем GDI и отказываться от своего приобретения не желаете, уделяйте своему транспортному средству максимум внимания — через каждые несколько тысяч км проводите полноценную очистку ТНВД в специализированной мастерской.

Чем «кормить» GDI: как проехать больше на одном баке — Лайфхак

  • Лайфхак
  • Эксплуатация

Системы питания бензиновых двигателей с непосредственным впрыском топлива (Gasoline Direct Injection, или проще GDI) являются неотъемлемой частью современного автомобиля. Но наряду со своей эффективностью и экономичностью они очень и очень требовательны к качеству используемого топлива. Почему так происходит и что нужно делать, чтобы использовать возможности в плане экономичности GDI на полную катушку? Иными словами, реально ли увеличить запас хода автомобиля на одном заправленном баке?

Системы Gasoline Direct Injection обладают рядом неоспоримых преимуществ. Из-за особенностей смесеобразования (всего три режима: гомогенное, послойное и стехиометрическое гомогенное), которое достигается впрыском топлива под большим давлением непосредственно в камеры сгорания цилиндров двигателя, обеспечивается концентрация топлива, строго соответствующая режиму работы ДВС, а также равномерное, контролируемое и полное его сгорание. Руководящая процессом работы мотора электроника делает все, чтобы извлечь энергию из каждого кубического миллиметра топлива, снизить показатель общего расхода горючего, а также обеспечить достижение высоких экологических стандартов. Разумеется, за такие прогрессивные технологии и экономичность нужно платить значительным усложнением системы питания — например, применением насосов высокого давления, развивающих более 100 атмосфер, и форсунок с распылителями, диаметр отверстий которых меньше человеческого волоса.

Однако и это еще не все. Даже минимальные отложения, образующиеся при сгорании топлива на внутренних частях двигателя, существенно снижают производительность системы. Поэтому производители автомобилей с прямым впрыском предъявляют высокие требования к качеству используемого топлива, которое должно иметь в своем составе, компонент регулирующий уровень отложений. С топливом, как ни крути, процесс образования продуктов сгорания неизбежен. Но если при работе на обычном топливе продукты сгорания откладываются на деталях двигателя, образуя отложения, то при работе на топливе, имеющем в составе моющий компонент, такого не происходит. Продукты сгорания образуются, это неизбежно, но на деталях уже не откладываются.

И вот здесь выясняется самое интересное: оказывается, соблюдая высокие требования в плане использования высококачественного топлива, можно не только обеспечить стабильно высокую отдачу систем GDI по надежности и экономичности, но и улучшить эти показатели. Факт остается фактом — проехать больше на одном баке реально!

Как такое возможно? Да очень просто. Приведем пример с топливом BP Ultimate с технологией ACTIVE. Дело в том, что топливо BP Ultimate с технологией ACTIVE содержит в своем составе миллионы особых молекул, которые способствуют удалению уже существующих отложений, прикрепляясь к ним и унося вместе с собой в камеру сгорания цилиндра. Кроме того часть молекул остается на внутренних поверхностях деталей двигателя, создавая защитный слой, препятствующий возникновению новых отложений. Осуществляя постоянное очищение двигателя, высококачественное топливо способствует тому, что все системы мотора не только работают надлежащим образом, но и полезная энергия извлекается из каждого кубического миллиметра топлива — отсюда и берется дополнительный пробег на одном баке.

Для того, чтобы понять, насколько непростой является задача создания топлива для моторов с непосредственным впрыском, озвучим несколько интересных цифр. Так, научно-исследовательская команда bp работала над созданием топлива BP Ultimate с технологией ACTIVE целых пять лет, в течение которых было проведено 50 000 часов испытаний на различных автомобилях, в разных климатических и дорожных условиях.

Эффективность работы полученного в результате топлива лучше всего отражают цифры: согласно данным исследований, бензин BP Ultimate 100 с технологией ACTIVE удаляет до 77,8% отложений за первые 60 часов работы мотора, а BP 95 с технологией ACTIVE за то же время избавит двигатель от 59,1% отложений. Как мы уже говорили выше, благодаря постоянной очистке системы питания и восстановлению нормальной работы форсунок, которые, как известно, в процессе работы ДВС постепенно закоксовываются, восстанавливается мощность двигателя и снижается расход топлива. Также отметим, что регулярное использование улучшенного топлива позволяет поддерживать чистоту системы питания без применения какой-либо сторонней автохимии, самостоятельное использование которой может привести к поломке двигателя и отказу в гарантийном ремонте.

Помимо бензина с технологией ACTIVE в розничной сети bp в России можно найти и дизельное топливо. Применение дизельного топлива BP Ultimate с технологией ACTIVE за 32 часа работы способно повысить мощность двигателя с 95% до 99,7% и увеличить пробег до 56 км на одном заправленном баке — то есть, не только обеспечить экономный расход топлива, но и сохранить «нежную» прецизионную топливную аппаратуру, увеличить пробег ДВС до его ремонта.

И напоследок еще несколько дельных советов о том, как проехать больше на одном баке. Во-первых, следите за давлением в шинах — оно должно строго соответствовать указанному на информационной табличке, которая приклеена на кузове автомобиля. Как правило, там приведены два значения — для обычной эксплуатации и для движения по магистралям. Последнее позволяет снизить сопротивление качению шин и сократить расход топлива при движении со скоростями, близкими к максимально разрешенным по ПДД. Во-вторых, используйте режим «ЕСО», при котором электроника обеспечивает работу мотора в экономичном режиме. В-третьих, при движении по трассе закройте окна — это снизит аэродинамическое сопротивление и, соответственно, расход топлива. В-четвертых, по возможности используйте энергосберегающие (маловязкие, например, 0W-20) моторные масла, если это допускается(!) производителем вашего автомобиля. И, наконец, в-пятых, заправляйте машину качественным топливом. Таким, как топливо BP Ultimate с технологией ACTIVE, которое всегда доступно в розничной сети bp — а точные адреса автозаправочных комплексов bp можно найти в официальном мобильном приложении BP CLUB.

306359

306359

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.

Играя с огнем

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.

Доставка!

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.

Более прямой подход

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

Образец цитирования: Xu, Z., Пинг, Ю., Ченг, К., Чжан, X. и др., «Новый 4-цилиндровый двигатель GDI с турбонаддувом от SAIC Motor», Технический документ SAE 2020-01-0836, 2020, https: // doi. org / 10.4271 / 2020-01-0836.
Загрузить Citation

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».

Как работают двигатели с прямым впрыском

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.

Почему не нужны грязные клапаны

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»
Удаление нагара на впускных клапанах

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 .

Другие методы

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 .

Что еще вы можете сделать:

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!

Блог

— 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.

Chevy LT4 был их первым серийным вариантом двигателя V8 с форсированным двигателем. Конструкция поршня в этом двигателе практически плоская.

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.

Шар DI оказывает большое влияние на то, как топливо и воздух смешиваются в камере, и необходим для эффективности, а также для чистого сгорания. OEM-производитель потратил огромное количество исследований и разработок на корпус DI, чтобы двигатель работал чисто и при этом оставался достаточно мощным.При разработке нестандартного поршня форма чаши остается неизменной.

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.

(Слева) 2,3-литровый двигатель Ford Ecoboost был основан на Focus ST 2.0-литровый. Немного более прочная версия 2,3-литрового двигателя теперь возвращается в Focus RS. (Справа) Ford использует второе поколение 3,5-литрового двигателя Ecoboost, который был их первой основной платформой двигателей Ecoboost.

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.

Даже при добавлении наддува к LT1 с высокой степенью сжатия воздушно-топливное соотношение при полностью открытой дроссельной заслонке будет в диапазоне 11,8–12: 1. Двигатели можно безопасно эксплуатировать с меньшей мощностью благодаря повышенной эффективности двигателя с прямым впрыском.

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.

Топливная система двигателя GDI намного усовершенствована. Механический насос высокого давления питает форсунки высокого давления, которые способны создавать давление топлива более 2000 фунтов на квадратный дюйм.

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.

(Слева) 3,5-литровый поршень Ecoboost компании JE Pistons показан слева, а 2,3-литровый Ecoboost — справа. (Справа) Карманы выпускных клапанов на 2,3-литровом Ecoboost больше, чем впускные клапаны из-за углов головки цилиндров 2,3-литрового клапана. Двигатели

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.

«Эта конструкция с кованым боковым облегчением (FSR) уже достаточно прочна для применения», — говорит ведущий инженер JE Pistons Клейтон Стотерс. «Обычно поршень GDI будет испытывать более высокое давление в цилиндре в целом, но эта конкретная поковка была разработана для приложений с большим наддувом. поэтому мы выбрали его для поршня Ecoboost.Этот FEA помогает нам подтвердить это решение и убедиться, что конструкция поковки и коронки хорошо сочетается друг с другом ». Линия поршней EcoBoost V6

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.

Вот поршень JE Piston со степенью сжатия 10,0: 1 рядом с поршнем 12,3: 1. Вы можете видеть, что область вокруг чаши DI изменяется по высоте. Это обеспечивает уникальную форму кармана клапана.

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. Серия GDI SIGMA: Технические характеристики

(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


2.GDI-CVT: интегрированное управление двигателем GDI и вариатором

(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

При работе с низким крутящим моментом гидравлическое давление снижается до 0.6 МПа по сравнению с 1,2–2,0 МПа в обычных системах. Давление увеличивается с крутящим моментом. (1 МПа = 10 кгс / см2). Система ограничивает двигатель крутящий момент для предотвращения проскальзывания ремня при изменении гидравлического давления.


3. GDI-ASG: Система остановки холостого хода

(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

Горение начинается после того, как стартер оборачивается всего на одну шестую. оборота, что обеспечивает чрезвычайно быстрый запуск двигателя.


4. GDI-HEV: гибридная система

(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.

Мотор и батареи меньшего размера, чем обычно двигательная установка, потому что двигатель GDI запускается так быстро, что требует очень маленький крутящий момент двигателя, который нужно направить на запуск двигателя, и потому что крутящий момент двигателя, создаваемый при запуске, помогает движению автомобиля.


5. GDI-GPT: высокопроизводительный турбонаддув GDI с низким потреблением энергии

(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.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *