Что такое gdi двигатель: Двигатели GDI — особенности, преимущества и недостатки

Содержание

GDI двигатель: плюсы и минусы

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

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

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

Теоретическая часть

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

Камера сгорания двигателя GDI

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

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

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

Положительные стороны

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

Двигатель KIA с системой GDI

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

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

Двигатель V6 FSI Audi

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

Главные недостатки

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

Схема системы питания двигателя GDI

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

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

Пьезофорсунка двигателя GDI

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

Стоит ли покупать?

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

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

Что такое двигатель GDI – его преимущества и недостатки

При выборе нового или подержанного автомобиля всегда обращают особое внимание на двигатель. Причём тут важна не только мощность или объём, но и сам тип мотора, его устройство, конструкция, производитель.

От выбора двигателя напрямую зависит, насколько экономичным окажется автомобиль, и как часто владелец будет сталкиваться с неисправностями. То есть акцент делается на надёжности и долговечности, а уже вторичными параметрами считается производительность, экономичность и количество лошадиных сил.

Довольно интересным в глазах покупателей выглядит двигатель, которые маркируется буквами GDI. Расшифровывается аббревиатура как Gasoline Direct Injection. Здесь речь идёт о системе прямой подачи горючего в двигатель. Важной особенностью является тот факт, что впуск происходит не в коллектор, как это делается на классических инжекторах, на напрямую в цилиндр. А потому GDI закономерно и справедливо называют сочетанием дизельных и бензиновых систем.

Особенности устройства

Уже было примерно рассказано, что же такое двигатели GDI и в чём их ключевая особенность. Но это не позволяет в полной мере понять суть мотора и особенности его устройства.

Исходя из расшифровки, вы поняли, что значит двигатель GDI и что в моторе используется комбинированная система, характерная для бензиновых и дизельных ДВС. Это своего рода смесь двух разных моторов, что означает получение определённого преимущества перед конкурентами.

Не совсем очевидно для некоторых автомобилистов, что такое двигатель GDI и в чём его особенность на практике. Ключевым нюансом можно назвать факт работы на обеднённой смеси, образующейся в движке при небольших нагрузках. К ним относят равномерную езду со скоростью не более 120 километров в час. Но когда нагрузка повышается, система автоматически переходит на работу классической системы впрыска. Тем самым удаётся добиться лучших показателей экологичности и экономичности, что для многих становится решающим фактором при выборе.

Ещё стоит заметить, что в настоящее время выпускаются турбо версии GDI, которые дополнительно получили в своей конструкции турбонагнетатель. С его помощью удалось повысить мощность и производительность, но параллельно сохранить способность расходовать небольшое количество топлива в сравнении с конкурентами. А что такое турбо в движке, наверняка знает каждый. Двигатель GDI в пару с турбокомпрессором позволяет получить превосходный результат.

Среди автолюбителей существует устойчивое мнение, что первыми производителями моторов типа GDI является японская компания Mitsubishi. Но в действительности это не так. Первый двигатель с подобной системой комбинированного впрыска устанавливали на гоночную версию немецкого автомобиля W196 производства компании Mercedes.

Через некоторое время в японской компании задействовали систему впрыска, основанную на электронном управлении. Тем самым им удалось добиться образования обеднённой топливовоздушной смеси при работе мотора на малых нагрузках.

Впервые автомобили производства Mitsubishi с моторами GDI появились в продаже только в 1996 году. С того времени двигатели прошли через целый ряд изменений и модернизаций, поскольку первые образцы обладали широким перечнем недочётов.

Справедливости ради нужно добавить, что сама аббревиатура GDI используется именно японским автопроизводителем Mitsubishi. В арсенале других компаний также есть моторы с аналогичной системой, только выпускают они их с иными маркировками. Французский автоконцерн Renault использует понятие IDE, у Mercedes это CGI, а машины от компании Toyota могут оснащаться двигателями D4.

Принцип работы

Принцип работы любого двигателя внутреннего сгорания основывается на том, что подаётся топливо и смешивается с воздухом, образуя топливовоздушную смесь. Без участия воздуха или кислорода воспламенение смеси является невозможным.

Для оптимальной работы бензинового силового агрегата требуется приготовление смеси в соотношении 14,7 к 1. То есть на 14,7 грамм воздуха необходим 1 грамм топлива. Если количество воздуха превышает указанную норму, смесь считают обеднённой. Если же воздуха меньше, тогда смесь богатая.

За счёт работы двигателя на обеднённой смеси удаётся заметно снизить расход топлива. Но поскольку в ней достаточно мало самого топлива, воспламенять подобную субстанцию сложнее. Из-за невозможности воспламенить смесь появляются проблемы.

А вот перенасыщенная топливом смесь воспламеняется очень легко. Но при этом бензин выгорает не полностью, и несгоревшая часть выходит вместе с выхлопом. Отсюда перерасход горючего и нерациональное использование бензина. Дополнительно обогащённая смесь способствует накоплению нагара на клапанах двигателя и свечах зажигания.

Учитывая все эти моменты, можно разобраться с принципом работы GDI двигателей и понять их отличительные особенности. Конструктивное отличие заключается в том, что здесь предусматривается впрыск не напрямую во впускной коллектор, как это происходит на обычных инжекторных бензиновых моторах, а непосредственно в камеру сгорания. Этот принцип позаимствован у дизельных моторов.

Работу GDI можно описать следующим образом:

Бензин поступает внутрь камеры сгорания под воздействием высокого давления. При этом сам поток характеризуется закрученностью своей формы, что достигается за счёт применения специальных форсунок. Они отличаются от обычных своим строением.
Поток топлива под высоким давлением встречает сопротивление со стороны поршня. Происходит столкновение. Это позволяет части горючего как бы остаться на поверхности поршня. Остальное количество бензина продолжает двигаться дальше, создавая силу трения и обретая определённую форму.
Затем происходит загиб потока и уход от поршня с параллельным увеличением скорости. Часть частиц движется медленнее, и они начинают расходиться по сторонам, тем самым разделяя поток.
В итоге внутри камеры сгорания формируется одновременно два участка с топливовоздушной смесью. Посередине располагается зона с обычной легковоспламеняемой смесью, а вокруг находится обеднённая субстанция.
Завершается цикл воспламенением, которое образуется за счёт работы свечи зажигания, позаимствованной у инжекторного бензинового двигателя. Сначала загорается участок со стандартной смесью, а потом сгорает обеднённое топливо с воздухом.

Чтобы создать такие условия, весь процесс управляется специальным сложным электронным блоком, имеющим специальное программное обеспечение, способное осуществлять несколько разных циклов работы.

В конструкции задействованы вихревые форсунки. Именно с их помощью удаётся подавать внутрь камеры смесь, которая напоминает по своей консистенции мелкодисперсный туман.

http://www.youtube.com/watch?v=62F4rCSCkgE

Если в классическом или стандартном понимании смесь топлива и воздуха имеет соотношение 1 к 14,7, то GDI при работе под малыми нагрузками использует смесь в пропорциях 1 к 20. Это позволяет добиваться хороших экономических показателей по расходу топлива.

Отличительные особенности

Чтобы понять разницу между GDI и обычными системами впрыска, нужно рассмотреть отличительные характеристики этого двигателя. Так удастся узнать ключевые моменты касательно бензинового мотора с непосредственным впрыском.

Процесс впрыска осуществляется под давлением, которое имеет параметры от 50 атмосфер и более. В классических системах инжекторных моторов давление составляет около 3 атмосфер. Такая подача позволяет создавать мелкодисперсный туман при распылении.
Существуют некоторые конструктивные отличия, связанные с дроссельной заслонкой. В моторах типа GDI её устанавливают немного дальше.
Топливо подаётся непосредственно в сам рабочий цилиндр, где формируется смесь из горючего и воздуха. А на обычных моторах подача происходит через впускной коллектор, необходимый также и для создания топливовоздушной смеси.
В конструкции поршней предусмотрены углубления сферической формы. За счет него становится возможным создание завихрений и управление пламенем при возгорании. Дополнительно выемка нужна для контроля создания смеси, регулируя необходимый объём воздуха и горючего при их соединении в смесь.
GDI позволяют создавать очень бедные смеси. На современных двигателях встречается возможность эффективной работы даже на смеси, пропорции которой составляют до 43 к 1. Это при том, что для классических топливных систем характерно соотношение 14 к 1.
В ГБЦ устанавливаются специальные вихревые форсунки. С их помощью можно создавать потоки закрученной формы. В итоге движение потока осуществляется по строго заданному направлению и траектории.
Для GDI двигателей характерна возможность работы в 2 разных режимах. Это обычный, как у стандартного инжектора, и обеднённый. Причём переход от одного режима к другому происходит в автоматическом режиме. Когда на двигатель увеличивают нагрузку, то есть начинают двигаться с большей скоростью, подаётся обогащённая смесь. В спокойном режиме сгорает обеднённая смесь, за счёт чего экономится топливо.
В составе такого мотора обязательное участие принимает ТНВД. Причём топливному насосу высокого давления удаляют особое внимание, поскольку он выступает как ключевой элемент в работе системы непосредственного впрыска на GDI и ему подобных. Насос влияет на качество функционирования силовой установки и всю его работоспособность.

Всё выглядит очень интересно и привлекательно с позиции потенциального покупателя автомобиля с таким двигателем. Но для объективности нужно рассмотреть сильные и слабые стороны GDI мотора. Это позволит в полной мере оценить возможности двигателя с учётом всех имеющихся недостатков. И тогда станет ясно, стоит покупать такой автомобиль или нет.

Основные преимущества

Изучив плюсы и минусы двигателей GDI, можно сделать некоторые выводы относительно этих силовых установок и используемой системы подачи топлива.

Все свои ключевые преимущества мотор получает именно от возможности работать на более бедной смеси при малых и средних нагрузках. Изменение соотношения топлива и воздуха позволяет сократить количество потребляемого топлива. Как показали исследования, в городском цикле при длительной работе на примерно одинаковых оборотах расход падает на 20-25%. Но аналогичных преимуществ на трассе, когда повышается скорость и нагрузка на двигатель, GDI уже не получает. Здесь расход остаётся на уровне обычных инжекторных систем.

Ещё одним достоинством считается процесс смесеобразования, происходящий внутри камеры сгорания. Любой специалист по ремонту и обслуживанию двигателей скажет, что процесс сгорания в цилиндрах всегда происходит неравномерно. Большее количество горючего сгорает около свечи. А вот на дальних участках горючее может не догорать, в результате чего остатки выходят через выхлопную систему.

GDI лишены этого недостатка, как и современные моторы типа TSI. Здесь используется технология послойного впрыска. В результате это позволяет за 1 такт впрыскивать до 5 порций топлива, формирующие неоднородную смесь в цилиндрах, учитывая конкретные особенности горения. Это помогает снижать расход, уменьшать токсичность выделяемого выхлопа, а также поддерживать стабильность на малых и средних оборотах двигателя.

Особый процесс образования смеси формирует ещё одно преимущество, которое выражается в виде увеличения показателей мощности и тяги. Прирост этих параметров составляет около 10-15%.

Дополнительно GDI характеризуются меньшим количеством образующегося нагара, что автоматически продлевает срок службы множества составляющих двигателя. При грамотной эксплуатации масло также сохраняет свои свойства вплоть до предусмотренного производителем срока замены.

Соблюдая все правила и условия эксплуатации, снижается вероятность возникновения серьёзных неисправностей, что положительно сказывается на долговечности двигателя и уменьшении финансовых затрат на эксплуатацию автомобиля, оснащённого GDI.

Характерные недостатки

Но ни одна система не может обойтись без определённых минусов. Потому стоит заранее узнать, чем же так плох двигатель типа GDI, какой его главный недостаток и насколько минусы превосходят плюсы, или наоборот.

Начнём с того, что двигатель GDI использует более сложную систему впуска топлива, в конструкции которого присутствует ТНВД, аналогичный применяемым на дизельных моторах. В результате проявляется недостаток в виде повышенной чувствительности к качеству используемого топлива. Это относится к вхождению в бензин разных твёрдых компонентов, соединений железа, фосфора, серы и прочих веществ. Если регулярно заливать низкокачественное топливо, мотор начнёт ломаться.

У двигателя с системой непосредственного впрыска есть ещё один недостаток. Он заключается в том, что технология достаточно специфическая, и только ограниченное количество автосервисов могут предложить свои услуги по ремонту и обслуживанию подобных ДВС.

Процедуры ремонта отличаются своей сложностью в сравнении с обычными инжекторными двигателями с распределённым типом впрыска.

Владельцы автомобилей с силовыми установками GDI сталкиваются с тем, что на рынке предлагается небольшое количество запчастей. Детали для них не особо пока распространены в нашей стране. Потому порой, когда возникает поломка и необходимость замены элемента, его приходится заказывать и ждать по несколько недель, что автоматически не позволяет эксплуатировать машину.

Учитывая все эти моменты, нужно внимательно подумать о рациональности приобретения такого двигателя, поскольку придётся решать вопрос с ремонтом, обслуживанием и поиском хороших автозаправочных станций.

Проблемы и неисправности

В действительности практически все проблемы, которые имеет двигатель GDI, связаны именно с вопросом чувствительности по отношению к низкокачественному бензину. Такая особенность приводит к появлению различных поломок и неисправностей.

Как показывает опыт автовладельцев, на моторах GDI начинают чернеть и выходить из строя свечи зажигания. Топливная система не любит, когда внутрь попадает вода, разные механические примеси и твёрдые минеральные частицы.

Также появляется нагар на поверхностях клапанов и впускных коллекторов. В итоге меняется процесс образования смеси, что обусловлено нарушением траектории перемещения потоков внутри цилиндра. Всё это приводит к снижению мощности и возникновению перебоев.

Чтобы не спровоцировать подобные неисправности, и обеспечить мотору GDI длительную и эффективную работу, рекомендуется выполнять некоторые профилактические мероприятия. Сводятся они к соблюдению следующих правил:

Свечи рекомендуется менять ещё до возникновения неисправностей. В наших условиях эксплуатации оптимальным межсервисным периодом считается 10-20 тысяч километров.
Дополнительно рекомендуется очищать впускной коллектор от накапливающегося нагара и сажи. Делается это не реже чем 1 раз на каждые 25-30 тысяч километров.
Обязательно следите за состоянием инжекторов, проверяйте качество распыления топлива и очищайте форсунки.

Учитывая имеющиеся недостатки, вряд ли стоит говорить о том, что при эксплуатации GDI крайне важно посещать только проверенные и хорошо зарекомендовавшие себя автозаправочные станции, предлагающие максимально качественное, чистое и неразбавленное топливо.

Рациональность покупки

Потенциальных покупателей автомобили с непосредственным впрыском топлива, который используется в системе GDI, привлекает своей экономичностью, хорошей тягой и отличными показателями мощности. Но в противовес можно поставить сразу несколько недостатков, обусловленные падением надёжности под влиянием низкокачественного топлива.

Объективно эксплуатация таких двигателей в наших условиях может привести к тому, что владельцу потребуется регулярно посещать СТО, тратить много денег на ремонт и долго ожидать поставки необходимых запчастей.

Но это было актуально раньше. В настоящее время ситуация меняется в значительно лучшую сторону. Двигатели, выпускаемые зарубежными производителями, проходят процедуру адаптации. Это позволяет снизить чувствительность к качеству бензина, перерабатывать даже не самое хорошее топливо и уменьшать количество проблем.

Адаптированные GDI смело можно заправлять на всех достаточно неплохих АЗС, не опасаясь того, что какие-то примеси приведут к очень быстрому выходу из строя двигателя с последующими внушительными материальными затратами на восстановление работоспособности силовой установки с системой непосредственного впрыска топлива.

Покупать автотранспортные средства с такими моторами или нет, дело лично каждого. Двигатели, прошедшие адаптацию, привлекают намного больше, чем европейские или японские версии. Получить ряд преимуществ от GDI можно. Владельцу потребуется только помнить о рисках посещениях сомнительных автозаправочных станций, а также соблюдать все предписанные рекомендации и советы по эксплуатации, обслуживанию и замене расходных материалов. При таких условиях GDI проявит все свои лучше качества, а о характерных недостатках вы вряд ли будете вспоминать.

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

Схема системы питания двигателя GDI

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

Рекомендуем: Силиконовая смазка для автомобиля применение

Рациональность покупки

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.

Стоит ли овчинка выделки?

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

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

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

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.

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.

Особенности устройства

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.

Рекомендуем: Что лучше — капремонт или контрактный двигатель

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.

Двухразовое питание

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

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

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

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

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

Теоретическая часть

Камера сгорания двигателя GDI

Профилактика неисправностей моторов GDI

Если автомобилист принял решение приобрести автомобиль, под капотом которого стоит система gdi, то продлить рабочий ресурс «сердечной мышцы» авто поможет несложная профилактика неполадок.

Так как эффективность системы подачи бензина напрямую зависит от чистоты распылителей, то первым делом, чему нужно уделять внимание – периодическая прочистка форсунок. Некоторые производители рекомендуют использовать для этого специальную присадку в бензин.

Один из вариантов – Liqui Moly LIR. Вещество улучшает смазывающие качества топлива, предотвращая засорение распылителей. Производитель средства указывает, что присадка работает в условиях высоких температур, удаляет нагар и образование налета из смол.

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.

Hyundai Motor представляет новый двигатель с непосредственным впрыском топлива (GDI) для гибридных моделей и 8-ступенчатую автоматическую трансмиссию для переднего привода

— Растущий сегмент гибридов получает новый 1,6-литровый двигатель GDI, который пополнит многочисленное семейство Kappa
— Новая 8-ступенчатая автоматическая трансмиссия для переднего привода обеспечивает сокращения расхода топлива на 7,3%, а также улучшенную динамику и плавность хода по сравнению с 6-ступенчатой автоматической трансмиссией

Hyundai Motor демонстрирует две новинки в области силовых агрегатов. На своей Международной конференции по силовым агрегатам Hyundai Motor представила новый 1,6-литровый двигатель с непосредственным впрыском топлива (GDI), который пополнит успешную и разнообразную линейку двигателей Kappa, а также современную 8-ступенчатую автоматическую коробку передач для переднего привода.

Новый 1,6-литровый двигатель Kappa GDI

Новый 1,6-литровый двигатель Kappa GDI отличается повышенной мощностью, динамикой и топливной экономичностью, а также более низким расходом топлива и значением выбросов CO₂ в растущем сегменте среднеразмерных гибридных электромобилей (HEV) и подключаемых гибридных электромобилей (PHEV). В работе и конструкции этого двигателя, который поступит на рынок в начале 2016 г., компания впервые применила цикл Аткинсона, охлаждаемую систему рециркуляции отработавших газов (EGR) и длинный ход поршней, что в совокупности обеспечивает максимальный тепловой КПД.

Цикл Аткинсона сокращает насосные потери за счет позднего времени закрытия впускного клапана, а также обеспечивает экономию топлива благодаря соответствующему увеличению коэффициента расширения. Благодаря объединению впускного клапана с масляно-гидравлическим приводом (OCV) с системой непрерывного изменения фаз газораспределения (CVVT) удалось упростить течение масла. Также был увеличен угол сдвига фазы в системе CVVT, что обеспечивает ускоренный отклик системы.

Система EGR, примененная в двигателе, рециркулирует отработавшие газы и направляет их обратно в цилиндры для повторного сгорания. Новый двигатель Kappa HEV обеспечивает снижение расхода топлива на 3% благодаря трем компонентам: возвращение до 20% отработанных газов обратно в камеры сгорания, эффективность охлаждения на кулере EGR в 98% и одноступенчатый клапан EGR с временем отклика 56,9 мс. Прямой впускной канал специальной конструкции увеличивает закручивание отработавших газов в вертикальный вихрь и обеспечивает быстрое сгорание смеси, что еще больше снижает расход топлива и повышает выходную мощность.

Более того, расход топлива также снижается за счет использования раздельных термостатов для охлаждающих контуров на блоке цилиндров (105℃) и головке цилиндров (88℃), что ведет к снижению трения и детонации без повышения температуры охлаждающей жидкости в блоке цилиндров. Блок цилиндров быстро нагревается, что ведет к снижению трения и повышению эффективности работы, а головка цилиндров функционирует при более низких температурах для снижения вероятности детонации и, следовательно, повышения топливной экономичности.

Помимо всего прочего, в новом двигателе используются форсунки непосредственного впрыска с шестью высокоточными отверстиями, изготовленными лазером, и топливная система высокого давления (макс. 200 бар), которые обеспечивают полное сгорание смеси, повышают экономичность и сокращают выброс в полном соответствии со всеми мировыми стандартами токсичности.

Внедрение этих технологий позволило увеличить тепловой КПД нового двигателя с 30% (обычный двигатель) до 40% и сохранить конкурентную динамику. Новый агрегат имеет мощность 105 л.с. (77,2 кВт), крутящий момент 147 Н-м и будет использоваться для будущих гибридных моделей.

Новая 8-ступенчатая автоматическая трансмиссия для переднего привода

Новая 8-ступенчатая автоматическая трансмиссия для переднего привода снижает расход топлива на внушительные 7,3% по сравнению с существующей 6-ступенчатой автоматической трансмиссией. Эту трансмиссию, отличающуюся улучшенной динамикой и плавностью переключения за счет увеличенного диапазона передаточных отношений, Hyundai Motor предложит в качестве опции для своих двигателей из линеек Lambda, Theta Turbo GDI и R, ориентируясь, в первую очередь на сегменты больших и премиальных автомобилей.

Новая трансмиссия имеет уникальную конструкцию с дополнительной муфтой по сравнению с 6-ступенчатым «автоматом» от Hyundai Motor. Увеличение диапазона передаточных отношений за счет добавления передач обеспечивает улучшенное ускорение на низких передачах и уменьшенный расход топлива и улучшенные шумовибрационные характеристики на высоких передачах. Несмотря на все эти улучшения, массу также удалось сократить на 3,5 кг по сравнению с 6-ступенчатой автоматической трансмиссией.

Снижение расхода топлива и повышение мощности в этом агрегате обусловлено несколькими факторами, включая управляющий клапан прямого действия, который обеспечивает управление сцеплением с помощью электромагнита напрямую, а не через несколько клапанов. Упрощенная конструкция корпуса клапана позволила сократить утечку масла в новой трансмиссии и повысить стабильность переключения передач.

Также был оптимизирован масляный насос. Этот цельный компонент снижает эффективную мощность большинства автоматических трансмиссий, поэтому инженерам Hyundai пришлось повысить эффективность 8-ступенчатой автоматической коробки передач, оптимизировав форму зубцов и сократив размер насосных шестерней.

Еще одним решением, которое позволяет снизить расход топлива и повысить динамику, стал гидротрансформатор с несколькими фрикционными дисками и контролем демпфера. Отдельная система, управляющая муфтой 4-дискового демпфера, вместо одного диска, позволяет увеличить диапазон блокировки и ускорить срабатывание демпфера.

В новой трансмиссии используется три новых решения для сокращения трения и сопутствующего снижения расхода топлива. Рисунок канавок повышает сцепление на малой тяге, а оптимизированная направляющая перегородка минимизирует потери на перемешивание трансмиссионного масла. Третьим пунктом стало уменьшение площади контакта между роликами в шарикоподшипниках, что способствует повышению экономичности двигателя.

плюсы и минусы, отзывы специалистов :: SYL.ru

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”.

Характеристика

Под данной аббревиатурой подразумевается впрыск непосредственно в камеру сгорания. Вот, на каких автомобилях применяется двигатель GDI:

«Митсубиси».
«Киа».
«Кадиллак».
«Фольксваген».
«Тойота».
«Лексус.
«Мерседес».
«БМВ».

Обычный инжекторный мотор имеет коллекторную систему смесеобразования. Так, в цилиндры подается уже готовый безвоздушный состав. Смешивание происходит во впускном коллекторе, на котором монтируются форсунки. Управление последними осуществляет электроника. Но есть также модели, где работа форсунок осуществляется механически (например, старые «Мерседесы» с системой «К-Джетроник»). Что являет собой двигатель GDI?

Особое мнение

Опрашивая тех, кто катается на машинах с этим движком, вполне им доволен и менять авто не собирается, мы столкнулись с интересной позицией. Нам напомнили, что не так уж давно с подобным отторжением сталкивались первые производители дизельных автомобилей. В 50-х годах ушедшего столетия дизеля вообще считались бесперспективными. Та же ситуация была и с первыми инжекторами, на которые соглашались разве что отчаянные экспериментаторы.

Похожими колебаниями сопровождался переход с моновпрыска на распределенный. Аналогично обстояли и дела с техобслуживанием: в 90-е найти СТО, способное отремонтировать инжектор было чудом. Так что GDI – это просто новое слово в технике, следующий шаг ее развития, и лет через 10 «джедаи» вытеснят с рынка прочих конкурентов. Уяснив, что такое GDI-двигатель и его плюсы и минусы, с мнением можно согласиться. Остается лишь один вопрос: а качество бензина к тому времени тоже улучшится?

Отличия

В отличие от вышеописанных агрегатов, данный мотор имеет форсунку, направленную прямо в камеру сгорания. Подобная система практикуется на дизельных моторах с системой «Коммон Рейл». Однако здесь в цилиндры подается бензин. Подача воздуха осуществляется посредством впускных клапанов, которые открываются и закрываются в определенный момент (согласно вращению распредвала). Таким образом, ключевое отличие двигателя GDI от обычного инжекторного в том, что смесь образовывается непосредственно в цилиндре, а не в коллекторе.

Профилактика неисправностей моторов GDI

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

Компания Liqui Moly – один из мировых лидеров в производстве автохимии рекомендует для поддержания необходимого уровня смазывающих и очищающих присадок в используемом топливе применять Langzeit Injection Reiniger, артикул 7568. Постоянное применение присадки значительно снизит риск возникновения поломок связанных с топливом. Пакеты присадок, поднимающие смазывающие свойства топлива, надежно защитят топливную аппаратуру от скорого износа.

Особенности

Конечно, создать идеальное соотношение смеси довольно трудно в таких условиях. Поэтому в работе дополнительно участвует электронный блок с программным обеспечением. Оно рассчитано на несколько разных циклов работы. Также особенности заключаются в самих форсунках. Чтобы получить идеальное смесеобразование, производители применяют вихревые форсунки. Они способны впрыскивать горючее в виде мелкодисперсионного тумана.

Следующая особенность двигателя GDI – это соотношение смеси. Если говорить о классических инжекторных моторах, здесь на одну часть бензина приходится 14 частей воздуха. Двигатель GDI формирует обедненную смесь, где на одну порцию топлива приходится 20 порций воздуха. Но при таком соотношении двигатель не всегда может работать на полную мощность. Поэтому в случае необходимости, состав смеси корректируется. Так, соотношение бензина и воздуха может быть как у моторов с распределенным впрыском – 1:14. Изменению состава смеси способствует двухступенчатая система подачи топлива.

Пути достижения более низкого потребления топлива

В обычных бензиновых двигателях было бы затруднительно обеспечить распыление воздушно-топливной смеси с идеальной плотностью вокруг свечи зажигания. Однако это стало возможным в двигателе GDI. Кроме того, достигнуто чрезвычайно низкое потребление топлива, потому что идеальная стратификация позволяет топливу, введенному на поздней фазе такта сжатия, поддержать сгорание сверхбедных воздушно-топливных смесей.

В ходе тестовых испытаний двигателя было показано, что воздушно-топливная смесь с оптимальной плотностью собирается вокруг свечи зажигания в виде стратифицированного заряда топлива. Это также было подтверждено анализом поведения топливной струи непосредственно перед воспламенением и анализом мгновенного состава воздушно-топливной смеси.

В результате достигнуто чрезвычайно устойчивое сгорание ультрабедной смеси с отношением «воздух-топливо» 40:1 (55:1 при включении рециркуляции выхлопа).

Преимущества

Итак, давайте рассмотрим плюсы данных силовых агрегатов:

Экономия топлива. Эта характеристика достигается за счет образования более бедной смеси, о чем говорилось выше. Так, при отсутствии нагрузок двигатель работает на бедной смеси. Однако, когда нужно использовать весь потенциал, состав ее меняется на нормальный. За счет двухступенчатой подачи топлива машина экономит порядка 25 процентов на холостых оборотах. Если брать обычную езду, то такой мотор будет расходовать примерно на 10 процентов меньше топлива, нежели тот, что оснащен распределенным впрыском.
Правильное горение топлива. Специалисты отмечают, что наиболее качественное воспламенение и горение смеси будет в том случае, если топливо находится в непосредственной близости к свече. Так, в цилиндрах бензин сгорает полностью, и отдача от этого максимальная. Также стоит отметить технологию послойного непосредственного впрыска FSI. Она применяется на автомобилях марки «Фольксваген». Впоследствии эту технологию подхватили и другие производители, в том числе и «Киа». Двигатели GDI корейского производства отличаются высокой производительностью и имеют широкую полку крутящего момента, чего нет у простых инжекторных моторов.
Меньшая токсичность выхлопа. Эта характеристика тесно связана с двумя предыдущими. Отзывы специалистов говорят, что моторы с непосредственным впрыском выбрасывают намного меньше вредных веществ, нежели их аналоги (особенно на холостых оборотах).
Мощность. Благодаря более правильному горению с одного и того же объема инженерам удалось снять на 10 процентов больше мощности, нежели от ДВС с распределенным впрыском. Также моторы GDI отличается более высокой степенью сжатия. Это положительно сказывается на крутящем моменте.
Меньшее количество нагара. Как отмечают отзывы, при работе данные моторы не выделяют существенный нагар. Масляные каналы не закупориваются продуктами сгорания. Соответственно, служат эти двигатели дольше простых инжекторных. Также на моторах GDI более чистое масло.

Но не все так гладко, как кажется. У этих двигателей есть свои недостатки, о которых обязательно стоит поговорить.

Проблемы и неисправности

Свечи рекомендуется менять ещё до возникновения неисправностей. В наших условиях эксплуатации оптимальным межсервисным периодом считается 10-20 тысяч километров.
Дополнительно рекомендуется очищать впускной коллектор от накапливающегося нагара и сажи. Делается это не реже чем 1 раз на каждые 25-30 тысяч километров.
Обязательно следите за состоянием инжекторов, проверяйте качество распыления топлива и очищайте форсунки.

Минусы

Первый недостаток касается устройства системы. Двигатели с непосредственным впрыском имеют более сложную систему впуска. Сюда входит ТНВД (топливный насос высокого давления), по конструкции схожий с тем, что применяется на современных дизельных ДВС. Ввиду этого автомобили с впрыском GDI более требовательны к качеству топлива, как и их дизельные собратья. Особенно вредны для этого мотора следующие компоненты:

Сера.
Фосфор.
Железо и прочие минералы.

Все они могут находиться в дешевом, некачественном бензине. Как отмечают отзывы, GDI двигатель сильно боится твердых частиц, поскольку топливо проходит через крайне тонкие отверстия. Они легко забиваются в случае, если будет использован некачественный бензин.

Важно также соблюдать октановое число. В руководстве по эксплуатации написано, что данный мотор работает на бензине с октановым числом 100, который в России очень редко встретишь. Как минимум, такие автомобили следует заправлять топливом с ОЧ не ниже 98. А попытка залить 95-й будет сопровождаться характерными вибрациями по кузову. Также для данных моторов противопоказаны различные очистители, присадки и добавки. Запрещено использовать и этилированный бензин.

Следующий недостаток касается обслуживания. В России мало сервисов, которые специализируются именно на таких двигателях. И если с ремонтом «Коммон Рейла» не возникнет вопросов, то с поиском СТО, что способно отремонтировать GDI-мотор, могут возникнуть проблемы.

Отремонтировать такой двигатель не так просто, как обычный ДВС с распределенным впрыском. Сложности заключаются не только в топливном насосе высокого давления, но и в двухступенчатой системе подачи горючего. И у каждого производителя есть свои специфические поломки. О них мы расскажем ниже.

Какая из систем лучше для простого водителя

Минусы «Джидай» моторов

Повышенные требования к качеству бензина.
Закоксовка впускных клапанов, так как они не омываются топливом, как при распределенном впрыске.
Образование нагара на распылителях топливных форсунок. Им нужно чаще производить чистку и ревизию. Так как они рассчитаны на высокое давление, то не каждый стенд может их полностью промыть. Замена уплотнительных колец на форсунках и связанный с ними «геморрой».
Высокая цена обслуживания системы GDI впрыска и её ремонт.

Плюсы

Экономичность;
Эффективность и большая мощностью на один грамм топлива до 15%;
Экологичность.

Двигатель 4G93 GDI

О нем стоит рассказать отдельно. Что это за мотор? 4G93 — это двухлитровый четырехцилиндровый агрегат, серийно производящийся на протяжении 20 лет. Максимальная мощность в зависимости от модификаций – от 160 до 215 лошадиных сил. Изначально он был карбюраторным, а затем инжекторным. В начале 2000-х этот двигатель оснастили непосредственным впрыском. Агрегат имеет двухвальную головку блока с ременным приводом ГРМ. Также мотор оснащен гидрокомпенсаторами.

Как отмечают отзывы, двигатель GDI «Митсубиси» может иметь проблемы с насосами. Их всего два. Это топливный насос низкого и высокого давления. Зачастую проблемы возникают именно с последним. Так, ТНВД забивается твердыми частицами, что находятся в топливе. В итоге машина глохнет при нажатии на педаль газа и при любых попытках разогнаться. При этом на холостых оборотах двигатели «Мицубиси» GDI могут вести себя нормально. В такой ситуации требуется детальная диагностика и чистка элементов насоса.

Среди прочих проблем данного мотора стоит отметить:

Проблемы с клапаном рециркуляции газов. Впускной коллектор на этом двигателе требует регулярной чистки.
Залив свечей зажигания. Это происходит в сильные морозы при попытке запуска двигателя «на холодную».
Стук двигателя. Такое происходит по причине неисправных гидрокомпенсаторов. Из-за этого зазор клапанов не соответствует норме.

Знакомимся с двигателем 2.4 GDI. Или чем Kia Optima лучше Camry?

Павел [therock9618]

01.10.2020,

Я не раз замечаю, как практически все автообзорщики, блогеры и ремонтники, так нахваливают новые Kia Optima, убеждают, что они лучше Toyota Camry, Ford Mondeo, сами ездят на Optima. Вот только никто не задумывается, какой «подарочек» подготовили корейские инженеры владельцам Оптимы с мотором 2.4 GDI. Так почему Оптима лучше Камри? А потому что на Камри скучно ездить! Вы не будете знать, что такое эвакуатор, непомерный масложор и остальные «прелести», о которых я вам сейчас расскажу. Поехали!

Данный двигатель относится к линейке «Theta», серии G4KJ, с системой непосредственного впрыска «GDI». Его можно встретить не только на Kia Optima, но также и на Sorento, Cadenza, и автомобилях Hyundai: Sonata, Santa Fe и Grandeur. Мотор начали устанавливать на автомобили, начиная с 2009 года. Рабочий объём 2.4 литра, диапазон мощности, в зависимости от комплектации может варьироваться от 180 до 200 л.с. Двигатель без турбонаддува, атмосферный с 16-ю клапанами без гидрокомпенсаторов и цепным приводом ГРМ. Вспомогательные агрегаты приводятся двумя ремнями: первый вращает компрессор кондиционера и генератор, а второй вращает помпу. Головка блока цилиндров, изготовлена из алюминия, который выдерживает высокую температуру и гораздо легче весит. Клапанная крышка пластиковая, что не есть хорошо, но это также облегчает общую массу двигателя. На каждый распредвал установлены фазовращатели, кроме того впускной распредвал оснащён инновационным фазовращателем, с электрическим актуатором. Впускной коллектор выполнен полностью из пластика, и оснащен планкой с лопастями, для изменения объёма наполнения и длины впускного тракта с электроприводами. Такие технологические решения действительно позволили добиться такой мощности и высокого крутящего момента. Расход топлива с коробкой автомат может приятно удивить: 12 л/100 км в городских условиях, 6,3 л/100 км за городом и 8,3 л/100 км в смешанном цикле. На этом все плюсы и закончились. Теперь о наболевшем.

Пластиковая клапанная крышка, это самая ненадежная деталь, так как под воздействием высоких температур, крышку часто «ведёт», из из-под неё постоянно будет «сопливить» масло, особенно, где колечки свечных колодцев — будет свечи заливать. Красота! Идём дальше.

Впускной коллектор пластиковый и на выходе установлены заслонки, которые изменяют геометрию потока всасываемого воздуха. Это уже не новость, так как такая система известна давно. Также, внутри коллектора есть дополнительные заслонки, которые изменяя свою геометрию, изменяют наполнение коллектора. Каждая группа заслонок имеет свой привод. Привод осуществляется при помощи электрического сервопривода. К сожалению, внутреннюю заслонку я не имею возможности вам показать наглядно.

В самой головке блока, а именно в месте стыковки с впускным коллектором, в каждом окне можно наблюдать специальные вставки в виде пластин, которые разделяют поток входящего воздуха, улучшая наполняемость цилиндров. Однако в результате применения системы непосредственного впрыска, сёдла клапанов, сами клапана и полость вокруг, сильно закоксовываются.

Эта грязь никуда не девается, а просто нарастает. Со временем эти отложения появляются на лопастях изменения наполняемости впускного коллектора и сильно загрязняют дроссельную заслонку. Если при распределённом впрыске, клапана очищались за счет того, что форсунки «били» топливом прямо на них, то в данном моторе форсунки осуществляют впрыск в камеру сгорания, и соответственно нагар на клапанах будет образовываться. Вот вам и непосредственный впрыск!

Демонтировав впускной коллектор, нашему взору открывается топливная рампа. Кстати здесь своеобразная система подачи топлива: один насос стоит в баке и подаёт топливо в ТНВД, который расположен сверху на ГБЦ и уже от него идёт магистраль высокого давления к рампе с форсунками.

Форсунки из-за непосредственного впрыска также будут сильно загрязняться — имейте это ввиду.

Система изменения фаз газораспределения тоже кроет в себе сюрприз. На впускном распредвале установлен не всем привычный гидравлический актуатор, а электрический. Это своего рода электромуфта. То есть на фазовращатель через сальник надевается электромуфта. На её внутренней стороне мы наблюдаем медные дорожки, а на крышке обыкновенный щёточный узел. Я до сих пор не понимаю смысл этой конструкции. Вы представьте, какой там происходит износ? Щётки быстро стираются, на дорожках формируются задиры, и контакт сначала становится всё хуже, а потом вообще пропадает. Вот вам и первая болезнь — неравномерная работа двигателя, особенно на холостых оборотах. Я уже молчу о том, что внутри крышки из-за трения щёток собирается угольная пыль, которая только ускорит износ, так как ей некуда больше деваться. Я уже молчу, что будет, если туда попадёт масло.

Да и в целом, просто представьте, как устроена защита фазовращателей. Если раньше было не так сложно снять переднюю плиту, чтобы проверить состояние цепи ГРМ и натяжителя. Теперь же, нужно разбирать крышку фазовращателя на впуске, а уж потом можно кое-как снять переднюю плиту, ведь мотор смещён и находится очень близко к подушке.

Очень хорошо, что конструкторы установили сюда втулочно-роликовую цепь ГРМ — она меньше шумит и ходит дольше. За это мой низкий поклон. Как утверждает завод-изготовитель, цепь на этом агрегате установлена на всё время и не нуждается в замене, но на деле её приходится менять каждые 100-150 тыс. км, в зависимости от её состояния.

Хочу обратить внимание на помпу. Крыльчатка теперь с завода идёт пластиковая. И я знаю не понаслышке, что болезнь таких крыльчаток в том, что она любит рассыпаться, и как потом после этого будет циркулировать охлаждающая жидкость? А никак.

Теперь давайте посмотрим на масляный насос с балансирами упрощённого типа. Отмечаю, что на ранних версиях подобных моторов устанавливались масляные насосы более сложные, с большим количеством балансиров и более сложной системой стенок и переходов. В корпусе было два насоса, один основной, другой подкачивающий, здесь же, мы видим самую простую вариацию насоса, где есть лишь один редукционный клапан, два вала с балансирами и шестернями, играющими роль забора, и нагнетания давления масла в систему. И больше ничего! То есть первая вариация насоса была сказочно сложно, а вторая сказочно простой. Вот такая корейская вундервафля номер два. =)

А приводится сие чудо корейской инженерии, отдельной пластинчатой цепью с простым натяжителем: палец с пружиной.

Переходим к блоку цилиндров и шатунно-поршневой группе. Внутри блока можем заметить заводские масляные форсунки и это друзья очень хорошо, ведь те нагрузки, которые испытывает данный двигатель, просто колоссальные и без плохой смазки, а тем более под давлением, двигатель долго не проходит. Он и так очень сильно страдает, в конце статьи я подведу итог, и коснусь темы максимального ресурса, а пока продолжаем знакомиться.

Итак, форсунки масляные есть — хорошо. Поршня облегчённого типа, и сравнивая их с ранней версией мотора — 4G69 от Mitsubishi, то здесь производители оставили широкую юбку, за что им огромное спасибо. Антифрикционный материал присутствует, но он сильно не спасает от больных мест мотора, которых в нашем случае достаточно много. Кто не знал, ранее Kia, Hyundai и Mitsubishi входили в альянс моторостроения, а сама система GDI была придумана и разработана компанией Mitsubishi, поэтому предшественником данного мотора был 2.4-литровый 4G69, который встречался только на автомобилях Mitsubishi, а G4KJ это уже собственная разработка концерна Kia и Hyundai.

Маслосъёмные кольца на поршнях G4KJ коробчатого типа. По сравнению с наборными, их эффективность очень низкая, так как при знакопеременных нагрузках, движение поршня может меняться, ведь грубо говоря он «гуляет» в цилиндре. В этот момент кольцо снимает масло лишь одним своим ребром. Соответственно когда оно сотрётся, на высоких оборотах мотор будет кушать масло, а угарные газы будут проникать внутрь блока цилиндров, разжижая масло. Также обратите внимание на угол альфа, изображённый на рисунке. При знакопеременных нагрузках, когда поршень может изменить свою ось движения, скажем так, немного наклонившись и прижавшись к одной из стенок цилиндров больше, на наборных кольцах этот угол будет меньше и можно сделать вывод, что эффективность больше. А у коробчатых одно ребро снимает лишь часть масла, а остатки уже «доснимает» компрессионное кольцо.

Шатунные и коренные вкладыши также облегчены и имеют малый ресурс, поэтому их «жизнь» напрямую зависит от качества масла, которое будет заливать водитель. Для тех, кто уже сталкивался с моторами линейки «Theta», не секрет, что частая причина капиталки двигателя происходит из-за проворота вкладышей, а это результат плохого и главное сильно «жидкого» масла. Коленвал не ремонтопригоден, об этом свидетельствует и регламентация завода, в которой они не рекомендуют шлифовать коленвал и ставить ремонтные вкладыши, тем более завод их и не выпускает. Поэтому если после подобной трагедии с капиталкой мотора, чтобы потом ездить долго и счастливо, покупайте новый коленвал и устанавливайте заводские вкладыши.

Теперь самое главное — это ресурс данного силового агрегата. Даже диллер даёт гарантию на автомобиль с 2.4 GDI 150 тыс. км. Что такое 150 тыс. км? Ну это совершенно не о чём! Почему мотор долго не ходит? Начнём с самой меньшей из проблем — перебои в работе двигателя, в частности на холостых оборотах. Я говорю за лёгкие вибрации без жёстких стуков и подёргиваний агрегата на своих подушках. Эти перебои связаны непосредственно с «дивной» конструкцией впускного фазовращателя, а это может быть износ щёток, контактных пластин или не дай Боже попадание масла внутрь. Следующий момент связан с закоксовыванием дроссельной заслонки и лопастей внутри впускного коллектора из-за системы непосредственного впрыска. Чтобы до такого как на приведённых мной фото не доходило, придётся время от времени всё чистить от нагара и делать адаптацию заслонки. Мой совет хотя бы каждые 15 тыс. км пробега. Желательно заглянуть и внутрь электрического актуатора фазовращателя на впуске — посмотерть состояние щёток и пластин. А каждые 80-90 тыс. км не забываем о том, что гидрокомпенсаторов нет и нужно отрегулировать тепловые зазоры клапанов.

И самое нелепое, из-за чего водители попадают на капиталку двигателя и потом «плюются» на этот мотор — это масло, МАСЛО! Хотите отдавать «бешеные» деньги на ремонт, продолжайте лить низкокачественные, жидкие масла типа 0w20, 5w20 и так далее. Лейте только 5w40. Не 5w30, а 5w40! Подробнее за масла и какое лучше лить, чтобы мотор служил верой и правдой, я посвятил отдельную статью, обязательно ознакомьтесь!

А всё почему? Из-за непосредственного впрыска, мотор сильно нагружен. Это своего рода бензиновый дизель. Масляного насоса как такового нет, это просто две шестерни с балансирами и редукционным клапанов в корпусе. Мотор уже «голодает». Это хорошо заметно на «убитых» моторах по состоянию трущихся поверхностей. Самые уязвимые это 3-й, а особенно 4-й цилиндр, на которые поступает недостаточно, по требуем меркам, количество смазки. Сильно стираются шейки коленвалов вместе с вкладышами. Вот вам и причина их проворота. Также в постелях распредвала возле 3-го и 4-го цилиндров сильно изнашиваются шейки самих распредвалов и бугеля. Со временем, накопившийся абразив собирается в поддоне и затем насосом разносится во все уголки трущихся деталей, которые начинают изнашиваться ещё быстрее, особенно на высоких оборотах.

Предоставляю на всеобщее обозрение фото поддона двигателя, который приехал на капиталку на 88 тыс. км пробега. У мотора провернуло вкладыши 3-го и 4-го цилиндров. Мотор крутили, перегревали, и лили слишком «жидкое» масло. В результате пришлось шлифовать шейки распредвалов и восстанавливать постели. Коленвал выбросили и восстановили постели коренных подшипников. Масляный насос практически заклинил от абразива, скопившегося от износа деталей, но до того момента он успел снабдить все трущиеся детали маслом с продуктами износа. Насос под замену, цилиндры на расточку с последующей гильзовкой. Автор этого снимка сказал, цитирую: «Пещера семи гномов наверное так не переливалась, как этот поддон». Поэтому качество масла и его вязкость играют немаловажную роль. А помимо плохой смазки, водители ещё любят полихачить «наваливая» большие обороты, мотор ведь сильный. Да только он с такими проблемами явно спасибо им не скажет. А вы ещё представьте какой «надёжный» мотор получается, когда на этот двигатель устанавливают турбонаддув. Да-да, есть такой агрегат с гордым названием G4KE, но это уже совсем другая история.

Подводя итоги, я скажу, что это очень нагруженный мотор, очень капризный и к качеству топлива, и к смазке, и к обращению с ним. Чтобы не остаться «с носом», советую учесть мои советы и делать всё качественно и вовремя. Только тогда можно быть уверенным, что «железное сердце» вашего автомобиля будет надёжным и прослужит достаточно долго. Из плюсов это действительно хорошие динамические характеристики и приятный расход топлива на 100 км пробега.

Подводим итоги

Итак, мы выяснили, что собой представляет двигатель с непосредственным впрыском. Как видите, мотор GDI имеет как ряд положительных, так и отрицательных сторон. Стоит ли приобретать себе такой автомобиль? Однозначного ответа на этот вопрос нет. Да, эти моторы более мощные, экологичные и расходуют меньше топлива. В то же время не каждый сервис берется за их обслуживание, а стоимость ремонта всегда будет существенной. Нужно постоянно заправляться на проверенных АЗС, чтобы твердые частицы не забили тонкие полости насоса высокого давления. Поэтому эксплуатация автомобилей с двигателем GDI целесообразна только в крупных городах, где есть качественные АЗС и специализированные мастерские. В остальных случаях содержание такого автомобиля будет проблемным.

Отличия и особенности работы двигателей GDI прямого впрыска топлива

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

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

Рациональность покупки

GDI двигатель: плюсы и минусы

Опубликовано:

16.03.2016

Российские автомобилисты в 2000 году впервые столкнулись с таким понятием, как GDI двигатель. О его плюсах общественность узнала быстро, а вот с минусами столкнулись позже, когда соответствующие автомобили были приобретены и начались проблемы с силовым агрегатом, который прозвали «джедаем».

Как устроен этот силовой агрегат

Аббревиатура GDI расшифровывается Gasoline Direct Injection. Эти три слова таят в себе понятие о двигателе, в котором топливо впрыскивается непосредственным образом в цилиндры. Это единственный двигатель, в котором бензин не направляется в коллектор. Первым, кто начал производить подобные механизмы, была японская компания Mitsubishi. Её идею подхватили в Toyota, Nissan и BOSCH.

Возьмём для сравнения обычный силовой агрегат инжекторного типа с коллекторной системой подготовки топлива. В таких двигателях в цилиндры поступает заранее подготовленная смесь бензина и воздуха, которая формируется в коллекторе. В этом отделе имеются форсунки, работа которых находится на контроле у электронной системы. Двигатель GDI работает по другой схеме. Здесь также имеется форсунка, но направлена она в сторону камеры горения. Впускные клапаны пропускают через себя только потоки воздуха, которые в цилиндрах встречаются с топливом.

За однородность топливной смеси следит электронный блок. Он имеет сложную конструкцию и серьёзное программное обеспечение. Эта система рассчитана на активизацию нескольких рабочих циклов. Топливо, попадая в двигатель, переходит в состояние тумана и именно в таком виде смешивается с воздухом. На этом плюсы рассматриваемого двигателя не заканчиваются, равно как и минусы.

Привлекательные и положительные моменты

Чтобы найти плюсы, которые могли сделать двигатель GDI привлекательным для покупки, пришлось сильно постараться. Получилось их немного:

Качественная работа мотора на обеднённой топливной смеси.
Передвижение в условиях города сопровождается низким расходом топлива. Эти плюсы хорошо ощущаются при стоянии в пробках, когда двигатель работает на холостых оборотах. В таком режиме бензин расходуется на 25% меньше. При скоростных режимах эта экономия теряет свою актуальность.
Высокая мощность и большие показатели тяги.

В двигателе впрыск топлива осуществляется непосредственно в камеру сгорания

Негативные особенности

Если плюсы нам приходилось буквально «высасывать из пальца», то проблемы двигателя GDI находятся на поверхности, они очевидны и настолько серьёзны, что игнорировать их не получится.

Выбор топлива.

Начать стоит с высокой требовательности относительно качества топлива. Эти минусы самые существенные для каждого россиянина, который в силу обстоятельств вынужден пользоваться не самым качественным бензином. В идеале необходимо использовать бензин, октановое число которого превышает отметку 101. Для России такое топливо недоступно, использование 98-го бензина, пусть даже самого качественного, приведёт к тому, что двигатель довольно быстро выйдет из строя. Не позволительно использование топлива с искусственно увеличенным октановым числом за счёт присадок, добавок и очистителей. Автомобиль оповестит своего владельца про использование ненадлежащего бензина вибрациями кузова, которые мимо внимания точно не пройдут. Минусы не заканчиваются на проблемах с выбором топлива.

У бензина, который можно использовать для GDI двигателя, октановое число должно превышать отметку 101

Форсунки.

Форсунки доставляют немало проблем автовладельцу. Они устанавливаются непосредственно на цилиндры, внутри которых создаётся давление. Обычные модели форсунок не выдержат таких условий работы. Казалось бы, можно купить новую деталь, установить её и продолжать эксплуатацию авто. Такое решение невозможно, поскольку форсунки не поддаются разборке, их нельзя прочистить и реанимировать, а купить можно только в цельном виде. Такие минусы в работе агрегата приносят неудобства водителям и приумножают расходы на эксплуатацию GDI. Не стоит надеяться на низкую стоимость форсунок. Здесь водителя также ждёт неприятная новость.

Рабочий потенциал форсунок, которые созданы для работы в условиях повышенного давления, не радует своей длительностью. Минусы нарастают, как снежный ком, а мы ещё не подобрались к последнему пункту.

Воздухопропускной фильтр и гидрокомпенсаторы.

Приобретая двигатель GDI, морально подготовьте себя к частому обслуживанию воздушного фильтра. Гидрокомпенсаторы будут напоминать о себе стучанием. Даже после прокачки или полноценной замены этих элементов проблема возникнет вновь после короткого времени. Такое поведение агрегата GDI сложно объяснить, адекватная причина до сих не найдена.

Обзор получился разгромным, с негативным оттенком. Минусы имеются в каждом двигателе, но не такие существенные, как в случае с «джедаем». Конструкторы продолжают работать над усовершенствованием этого автомобильного механизма, пытаясь недостатки превратить в плюсы. Мы не теряем надежды, что в ближайшем будущем их работа принесёт положительные результаты и каждый российский водитель сможет без опасений купить автомобиль с двигателем GDI, в котором будут одни плюсы.

Бензиновый двигатель с непосредственным впрыском (GDI и TGDI) — что это такое, что обещает и в чем его недостатки?

In Cars, Local News, Proton, Technology / Мохан К. Рамануджам / 18 января 2016 г. 19:07 / 67 комментариев

Сегодня компания Proton Holdings провела успешные испытания своего нового двигателя GDI на заводе Ricardo в Великобритании. Итак, что такое GDI и TGDI и что это означает с точки зрения конструкции двигателя?

GDI означает непосредственный впрыск бензина, а буква T означает Turbo. С точки зрения разработки двигателей Proton это означает переход от многоточечного впрыска (MPI), когда форсунки впрыскивают топливо во впускной тракт, к более эффективному GDI, при этом форсунки стреляют непосредственно в камеру сгорания.

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

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

Согласно Proton, его двигатель GDI даст экономию топлива на 25% по сравнению с предыдущим двигателем VVT в Iriz. Как правило, механизм GDI работает в одном из трех режимов. При нормальной работе ECU установит GDI как можно ближе к стехиометрическому соотношению, которое теоретически составляет 14,7: 1 воздуха к бензину по массе.

В то время как идеальное сгорание никогда не достижимо в реальном мире, усилия инженеров, направленные на достижение этой цели, приведут к повышению эффективности использования топлива и уменьшению выбросов. Для новых двигателей Proton это означает работу над будущим стандартом Euro 6C.

При низких оборотах двигателя, когда двигатель работает на холостом ходу или почти на холостом ходу, ЭБУ настраивает двигатель на работу на сверхбедной смеси. В то время как Proton ничего не сказал о том, как далеко они собираются раздвинуть предел, некоторые двигатели других производителей доходят до 65% обеднения, прямо на грани детонации.

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

Преимущество пути GDI заключается в размещении топливной смеси в оптимальном положении, чтобы искра распространяла фронт пламени наиболее эффективным образом. Это означает, что максимальное количество топлива сжигается во время цикла сгорания для максимальной мощности для скорости поршня. Хотя MPI может это сделать, это в гораздо меньшей степени, и эффективность зависит от портирования впускного отверстия.

Итак, если это так и есть преимущества, то каковы недостатки? Одна сложность. Вместо того, чтобы иметь форсунки в коллекторе или впускном тракте, форсунки впрыскивают топливо непосредственно в камеру сгорания.

Это означает одну форсунку на цилиндр, иногда две, в зависимости от конструкции. Головка блока цилиндров должна быть переработана, чтобы приспособиться к этому. Во-вторых, подача топлива находится под гораздо более высоким давлением. Система подачи топлива должна быть модернизирована, а это также означает шланги высокого давления и фитинги.

Кроме того, форсунки GDI более чувствительны к загрязненному топливу или топливу, содержащему слишком высокий процент неоригинальных присадок в неправильном соотношении. Засорение форсунок и нагарообразование вполне возможны, так как отверстия форсунок намного тоньше, чем в MPI.

Поскольку топливо больше не распыляется на заднюю часть впускных клапанов, на впускных отверстиях могут образовываться отложения. Расслоение топливной смеси также может привести к нагарообразованию на стенках камеры сгорания, при этом углеродные примеси блокируют форсунки и забивают каталитические нейтрализаторы, вызывая локальные точки перегрева и приводя к отказу нейтрализатора.

Некоторые разработчики двигателей решают проблему расслоения и нагарообразования, используя как GDI, так и портовый впрыск. Блок управления двигателем в таких двигателях, как Toyota D-4S и VW EA888, запрограммирован на использование одной или обеих форсунок, в зависимости от нагрузки и состояния двигателя.

Все это стоит денег, и Proton заявляет, что потратила 600 миллионов ринггитов на разработку новой линейки двигателей. Эта сложность несколько компенсируется включением диагностического программного обеспечения для устранения ошибок в GDI.

Для Proton цифры, которые он ищет в 1.5 TGDi, составляют 180 л.с. и 250 Нм, что уже намного выше, чем у MPI 1.6 CFE, 138 л.с., 205 Нм и на 25% эффективнее. В краткосрочной перспективе двигатели GDI обещают лучшую топливную экономичность и большую мощность на литр топлива, а в долгосрочной перспективе сокращение выбросов пойдет на пользу окружающей среде.

Протонная сага 2022

Протон Ириз 2022

Протон Персона 2022

Протон Экзора 2022

Протон Х50 2022

Протон Х70 2022

Предыдущий пост: Следующая Proton Saga перейдет в сегмент A, может использовать 3-цилиндровые двигатели VVT объемом 1,0 и 1,2 л; Возможен 1,0-литровый турбодвигатель
Next Post: Proton Perdana будет использовать 2,0-литровый двигатель NE01 к концу 2017 года

Что вам еще не говорили о GDI

Бензиновые двигатели с непосредственным впрыском (GDI) не являются новой технологией. Первая автомобильная система прямого впрыска была создана компанией Bosch, а затем разработана в 1952 г. Она была установлена в Mercedes-Benz 300SL 1955 г. С начала 2000-х годов и по настоящее время все больше производителей автомобилей перешли на двигатели GDI в своих автомобилях, а некоторые производители автомобилей используют исключительно двигатели GDI в своих модельных рядах автомобилей.

ПОЧЕМУ БЕНЗИН НЕПОСРЕДСТВЕННЫЙ ВПРЫСК?

Некоторыми из преимуществ двигателя GDI являются улучшенная топливная экономичность и высокая выходная мощность. Уровни выбросов также можно более точно контролировать в рамках GDI. К преимуществам двигателей GDI относится точный контроль количества топлива и времени впрыска, которые можно изменять в зависимости от нагрузки двигателя. Также некоторые двигатели работают на полном впуске воздуха. Это означает, что в некоторых двигателях GDI нет воздушной дроссельной заслонки, компенсирующей потери при дросселировании воздуха. Сравните это с обычным двигателем с впрыском топлива или карбюратором, и двигатели GDI значительно улучшают эффективность и снижают «насосные потери» поршня.

В двигателе GDI топливо впрыскивается точно в камеру сгорания (вместо воздухозаборника). Это позволяет добиться более полного и ровного прожигания. В идеале, это более полное сгорание означает лучшую экономию топлива и более высокую мощность. Двигатели GDI могут сжигать меньше топлива, чем двигатели с впрыском топлива, а более бедная смесь позволяет сжигать топливо гораздо более бережно.

ЧТО ВАМ НЕ ГОВОРИЛИ….

GDI требует существенно более высокого давления топлива, чем традиционный впрыск через порт. Это создает большую нагрузку на каждый компонент системы подачи топлива и на само топливо. Дополнительная нагрузка не является проблемой, когда система новая, но уже через 5000 миль внутри системы могут образоваться различные отложения, лишая вас мощности и экономии топлива.

Более высокие рабочие температуры двигателей GDI могут привести к испарению моторного масла. Пары масла, циркулирующие в более холодных областях двигателя, создают отложения и скопления. Некоторые из этих областей включают впускные сапоги, клапаны, головку поршня, область хлюпанья головки и каталитическую систему.

GDI — ОТЛОЖЕНИЯ НА КЛАПАНАХ ЗАПЕЧЕНЫ НА

Повышенное давление и рабочая температура не являются основной проблемой двигателей GDI. Самая большая проблема связана с последними правилами, касающимися несгоревших углеводородов (UHC). Несгоревшее топливо и пары масла от сгорания выбрасываются из такта выхлопа сгорания на сторону впуска (переменная синхронизация клапанов, VVT), чтобы помочь охладить сгорание и предотвратить выход паров масла через выхлоп. В системе двигателя с распределенным впрыском эти пары «очищаются» от впускного клапана в основном постоянным потоком бензина из форсунок. Однако в двигателе GDI форсунка перемещена в камеру сгорания, поэтому топливо не соприкасается с впускным клапаном. Эти пары теперь имеют тенденцию пригорать к клапану и значительно снижать производительность. Поскольку зажигание GDI имеет тенденцию вырабатывать гораздо больше сажи, чем впрыск через порт, проблема усугубляется.

Накопление сажи связано не только с топливной системой. В системы внедряются новые поршневые кольца с низким натяжением, которые помогают уменьшить трение и еще больше повысить эффективность использования топлива. Маслоудерживающие кольца тоньше и оказывают меньшее давление на стенки цилиндра, чем обычные кольца. Это может и действительно позволяет накопленным отложениям легче проникать в кольца и «залипать». Как всегда, «застрявшее» кольцо может привести к износу поперечного люка стенок цилиндра, что приводит к необратимому состоянию и опять же — к поломке двигателя и замене жесткой детали.

Что еще более тревожно, так это то, что эти отложения могут отделиться, что приведет к повреждению других последующих компонентов. (катализаторы, турбокомпрессоры и т.д.). Большинство производителей автомобилей сделали все возможное, чтобы интегрировать компоненты и системы для улавливания этих паров масла и твердых частиц, но ни одна система не эффективна в 100% случаев. В результате многие потребители были обременены большими затратами на ремонт, и даже дизельные двигатели не были застрахованы от таких проблем.

Причина, по которой эти проблемы ускользнули от производителей, заключается в том, что они не проявляются в «пыточном» тесте на 500 000 миль. Многие водители в США не водят свои автомобили так, как ожидают производители. Мы часто ездим на автомобиле, совершая короткие поездки, например, в магазин, по делам или просто в гости к другу. Проблемы, как правило, проявляются после нескольких таких коротких поездок, которые просто не позволяют двигателю достичь оптимальной рабочей температуры. По мере того, как мы приближаемся к пределу эффективности двигателя внутреннего сгорания, сами двигатели (и их вспомогательные системы) становятся более сложными, поэтому меньшее количество отложений оказывает большее влияние на производительность.

GDI INJECTOR DEPOSITS

На протяжении десятилетий BG предлагала простые и эффективные решения для современных сложных автомобильных технологий. Чаще всего продукт, который можно заливать в масляную или топливную систему, или часть оборудования, может содержать двигатель в чистоте и без отложений. Однако двигатели GDI ставят новые задачи.

В двигателях с впрыском топлива через форсунку форсунка распыляет топливо на обратную сторону клапана, поэтому добавление в топливо очистителя топливной системы поможет удалить отложения с впускных клапанов. Однако в двигателях GDI, поскольку топливо распыляется непосредственно в камеру сгорания, а не на обратную сторону клапана, традиционная обработка топлива не так эффективна для очистки впускных и выпускных клапанов. Это означает, что единственный способ получить клапан цветение и чистота стебля потребуют длительного процесса разборки. Поскольку разборка двигателя не является предпочтительным вариантом, BG имеет и продолжает работать над решением.

УСЛУГА BG SOLUTION-PERFORMANCE

Простая услуга BG GDI Performance Service, состоящая из 3 частей, следует нашему простому Keep It Clean предупредительному обслуживанию. Он состоит из более тщательной замены масла, чтобы предотвратить образование отложений, обнаруженных по всему двигателю, и очистить их.

BG EPR Engine Performance Restoration при добавлении в масляную систему разрушает и размягчает трудноудаляемые отложения с поршневых колец, позволяя удалить их с отработанным изношенным маслом, помогая восстановить компрессию и предотвращая износ стенка цилиндра. Когда камеры сгорания правильно герметизированы, компрессия улучшается, уменьшая разбавление масла из-за прорыва газов (что часто встречается в двигателях GDI). BG EPR поможет восстановить потерянную экономию топлива и мощность.

Добавка к моторному маслу BG MOA препятствует загущению моторного масла даже в самых экстремальных условиях вождения. Обогащает все качества моторного масла, помогая противостоять загрязнению топлива и сохраняя важные смазочные свойства в течение более длительного периода времени; даже при экстремальных температурах. Он поддерживает чистоту кольцевых площадок, гидравлических кулачков и толкателей, а также других компонентов двигателя.

Очиститель топливной системы BG 44K быстро и успешно очищает всю топливную систему. BG 44K обеспечивает быструю очистку покрытых углеродом поверхностей поршней, топливных форсунок и других важных областей сгорания. Поскольку он обеспечивает эффективное удаление отложений в верхней части двигателя, он уменьшает проблемы, вызванные накоплением отложений, такие как помпаж двигателя, остановка, спотыкание, колебания и потеря мощности. BG 44K быстро восстанавливает работу двигателя и улучшает управляемость.

Вместе эти три продукта неоднократно демонстрировали способность поддерживать чистоту двигателей GDI и предотвращать возможные осложнения. Поскольку производители автомобилей продолжают переходить на сложные технологии, такие как GDI, поршневые кольца с низким напряжением, многоцилиндровый рабочий объем и VVT для лучшей экономии топлива и снижения выбросов, мы в BG будем продолжать работать над решениями, которые помогут поддерживать эти двигатели. Помогая им прослужить дольше и работать еще лучше, чтобы водители могли пользоваться преимуществами и производительностью, которые они предлагают, и не страдать от осложнений, которым они часто подвержены. Посмотрите видео в конце этой страницы, чтобы увидеть, как именно работает этот сервис.

После очистки двигателя важно поддерживать чистоту и избегать образования отложений. ЛУЧШИЙ способ очистить эти трудноудаляемые отложения — это в первую очередь избегать их. Подход Keep It Clean использует три наиболее эффективных продукта BG (MOA, 44k и EPR). ЛУЧШИЙ способ сделать это — пользоваться услугами BG GDI Performance Service при каждом интервале замены масла.

РЕШЕНИЕ ДЛЯ УСЛОВИЙ, КОТОРЫЕ ВЫ ОТНОСИЛИСЬ К ДВИГАТЕЛЮ GDI КАК С ДРУГИМ ДВИГАТЕЛЕМ.

BG использует двусторонний подход к потенциальным осложнениям, обнаруженным в двигателях GDI, которыми управляют клиенты, которые не изменили интервалы технического обслуживания и/или считают интервал замены масла в 10 000 миль подходящим: этим клиентам может потребоваться наш Clean it Up а затем Держите его в чистоте! стратегия .

« Clean it Up» предназначен для двигателей GDI, которые проехали несколько тысяч миль и в результате образовались отложения, подтверждающие это. Хотя подход к очистке является всесторонним процессом, по сравнению с полной разборкой двигателя, это гораздо более предпочтительный вариант!

Очиститель бензиновых двигателей с непосредственным впрыском BG, артикулы 271 и 272, состоит из двухэтапного процесса для быстрого размягчения и удаления пригоревших отложений, которые накапливаются на впускных клапанах двигателей с непосредственным впрыском. С помощью сервисных инструментов GDI, PN 9060, технический специалист может удалить вредные отложения без полной разборки, которая обычно требуется.

Распространенные проблемы со службой GDi | Автозапчасти Делфи

Инструкции

Для техников

Для владельцев магазинов

Насосы GDi производятся компанией Delphi Technologies.

Основы GDi

Несмотря на то, что система прямого впрыска бензина (GDi) дебютировала в середине 1950-х годов, она только недавно стала самостоятельной, поскольку производители транспортных средств ищут более эффективные способы соблюдения все более строгих стандартов выбросов.

За счет впрыска топлива под высоким давлением непосредственно в камеру сгорания инновационная система улучшает распыление и проникновение топлива, обеспечивая снижение выбросов CO2, экономию топлива и повышение производительности двигателя.

Так почему же технология, в которой так много полезных вещей, не была принята раньше? Простая истина заключается в том, что, как и во многих других вещах, здесь есть свои плюсы и минусы. А для GDi это также означает ряд общих проблем, связанных с обслуживанием, таких как накопление углерода, испарение масла и преждевременное зажигание на низких оборотах.

Общие сведения о сервисных проблемах для GDi

Здесь мы рассмотрим, что это такое и, что важно, как мы можем помочь вам решить их.

Разбавление топливом: Поскольку форсунки расположены в камере сгорания, брызги топлива могут проникать сквозь кольца, вниз по дальней стенке цилиндра и в масляный картер, загрязняя масло и влияя на его вязкость. Это может вызвать такие проблемы, как повышенный износ поршней, колец и цилиндров, снижение защиты от отложений, повышенный расход масла и более быстрое окисление.
Испарение масла: Высокие температуры и давление в двигателях GDi могут ускорить испарение масла. Пары масла, проходящие через более холодные участки двигателя, такие как впускные клапаны, днище поршня и каталитическая система, могут привести к скоплению и образованию капель масла. Поскольку, в отличие от двигателя с распределенным впрыском топлива, эти капли не смываются топливом, они могут налипать на клапан и прилипать к нему, вызывая проблемы с производительностью.
Испарение масла: Повышение температуры в картере также может привести к испарению части масла, а это означает, что топливо может стать более концентрированным. Подобно разжижению топлива, это влияет на вязкость масла, ускоряя износ ключевых компонентов и сокращая срок службы масла.
Нагар: Опять же, поскольку топливо больше не достигает клапанов и не очищает их, это может привести к накоплению нагара как на форсунках, так и на клапанах, ограничивая подачу топлива и поток воздуха в цилиндры соответственно. Со временем эти отложения могут вызвать проблемы с производительностью, такие как снижение мощности двигателя и расхода топлива.
Предварительное зажигание на низких оборотах: Известный для краткости как LSPI, он обычно происходит на низких оборотах и в условиях высокой нагрузки. LSPI вызывается каплями топлива, которые попадают в камеру сгорания и воспламеняются до срабатывания свечи зажигания. Это ненормальное сгорание может привести к повышению давления в двигателе, что приведет к детонации двигателя и потенциально серьезным внутренним повреждениям.

Поскольку эти проблемы с обслуживанием могут возникнуть всего через 3000 миль, важно своевременно их диагностировать и устранять. Невыполнение этого требования не только повлияет на производительность автомобиля и экономию топлива, но и, если его не лечить в течение достаточно долгого времени, может также привести к серьезному повреждению двигателя, требующему своевременного и дорогостоящего ремонта.

Хорошей новостью является то, что как ведущий производитель оригинальной технологии GDi мы понимаем проблемы обслуживания и ремонта этих высокотехнологичных систем высокого давления. И наряду с оригинальными деталями предоставьте инструменты и ноу-хау, которые вам потребуются для устранения этих проблем задолго до того, как они станут более серьезной проблемой.

Связанные ресурсы

Практические советы

Технический совет

Для техников

Если вы заменяете топливный насос, рассмотрите возможность очистки топливного бака, чтобы продлить срок службы вашего нового топливного насоса. Мы рекомендуем слить воду из бака и снять его с автомобиля, а также выполнить следующие шаги для наилучшего метода очистки.