Двигатель gdi что это: Преимущества и недостатки двигателей GDI, TCI, FSI

Содержание

плюсы и минусы двигателей GDI, что это такое

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

Отличия и особенности работы двигателей GDI прямого впрыска топлива

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

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

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

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

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

Преимущества (плюсы) двигателей GDI

Особенностью двигателей с непосредственным впрыском является возможность работы в нескольких видах смесеобразования. Это является неоспоримым плюсом, так как многообразие в данном виде процедуры дает максимальную эффективность использования топлива. При исправно работающей системе непосредственного впрыска мы получим экономию топлива за счет режима работы на сверхобедненной смеси, причем без потери мощности.

В двигателях GDI присутствует увеличенная степень сжатия топливовоздушной смеси. Это помогает избежать калильного зажигания и детонации, и таким образом, увеличивается ресурс.

Также к положительным моментам двигателя с непосредственным впрыском GDI нужно отнести существенное снижение выброса в атмосферу углекислого газа и других вредных веществ. Это достигается за счет многослойного смесеобразования, которое обеспечивает более полное сгорание смеси, что дополнительно влияет на мощность двигателя.

Система GDI в результате работы обеспечивает несколько видов смесеобразования:

послойное;

стехиометрическое гомогенное;

гомогенное.

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

Недостатки (минусы) двигателей GDI

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

Главный минус связан со сложностями системы впуска и подачи топлива. В таком варианте впрыска, двигатель GDI становится крайне чувствительным к качеству используемого топлива. В итоге проблема закоксовывания форсунок становится актуальной для водителя. Она вызовет потерю мощности и увеличение расхода топлива.

Также в минусы можно отнести сложность обслуживания и стоимость ремонта, замены деталей и агрегатов топливной системы, поэтому важным моментом является контроль за состоянием топливной системы автомобиля.

Дополнительно, двигатели GDI и другие с непосредственным впрыском топлива, выбрасывают большее количество сажевых частиц, чем устройства с впрыском MPI (распределенным, в коллектор), что вынуждает ставить сажевые фильтры в последних поколениях моторов.

Также, двигатели GDI склонны к нагарообразованию во впускном коллекторе и на клапанах при пробеге более 100 тысяч километров, что вынуждает владельцев обращаться в сервис для очистки.

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

Профилактика неисправностей моторов GDI

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

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

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

Стоит ли покупать автомобили с двигателями GDI

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

Итог

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

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

Двигатель GDI: констукция, характеристики

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

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

Почти дизель

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

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

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

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

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

Отличия в конструкции

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

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

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

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

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

На скудном пайке

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

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

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

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

Двухразовое питание

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

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

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

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

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

Кто портит воздух?

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

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

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

Стоит ли овчинка выделки?

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

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

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

Приключения японцев в России

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

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

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

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

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

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

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

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

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

плюсы и минусы двигателей GDI, что это такое

Отличия и особенности работы двигателей GDI прямого впрыска топлива

Какие двигатели устанавливались

Так как у модели имелось большое количество модификаций, соответственно они зачастую комплектовались разными моторами. Это позволило добиться наиболее эффективной разбивки по показателям. Всего в линейке на два поколения 7 двигателей, причем 2 из них имеют еще и турбированную версию.

Для начала стоит рассмотреть основные характеристики ДВС, устанавливаемых на Kia Ceed. Для удобства сведем все моторы в одну таблицу.

G4FC	G4FA	G4FJ турбо	G4FD	D4FB	D4EA-F	G4GC
Объем двигателя, куб.см	1591	1396	1591	1591	1582	1991	1975
Максимальная мощность, л.с.	122 — 135	100 — 109	177 — 204	124 — 140	117 — 136	140	134 — 143
Максимальная мощность, л.с. (кВт) при об./мин.	122 (90) / 6200 122 (90) / 6300 124 (91) / 6300 125 (92) / 6300 126 (93) / 6300 132 (97) / 6300 135 (99) / 6300	100 (74) / 5500 100 (74) / 6000 105 (77) / 6300 107 (79) / 6300 109 (80) / 6200	177 (130) / 5000 177 (130) / 5500 186 (137) / 5500 204 (150) / 6000	124 (91) / 6300 129 (95) / 6300 130 (96) / 6300 132 (97) / 6300 135 (99) / 6300	117 (86) / 4000 128 (94) / 4000 136 (100) / 4000	140 (103) / 4000	134 (99) / 6000 137 (101) / 6000 138 (101) / 6000 140 (103) / 6000 141 (104) / 6000
Максимальный крутящий момент, Нм (кгм) при об. /мин.	151 (15) / 4850 154 (16) / 5200 156 (16) / 4200 156 (16) / 4300 157 (16) / 4850 158 (16) / 4850 164 (17) / 4850	134 (14) / 4000 135 (14) / 5000 137 (14) / 4200 137 (14) / 5000	264 (27) / 4000 264 (27) / 4500 265 (27) / 4500	152 (16) / 4850 157 (16) / 4850 161 (16) / 4850 164 (17) / 4850	260 (27) / 2000 260 (27) / 2750	305 (31) / 2500	176 (18) / 4500 180 (18) / 4600 182 (19) / 4500 184 (19) / 4500 186 (19) / 4500 186 (19) / 4600 190 (19) / 4600
164 (17) / 4850	190 (19) / 4600
Используемое топливо	Бензин АИ-92 Бензин АИ-95	Бензин АИ-95, Бензин АИ-92	Бензин Regular (АИ-92, АИ-95) Бензин АИ-95	Бензин Regular (АИ-92, АИ-95) Бензин АИ-95	Дизельное топливо	Дизельное топливо	Бензин АИ-92 Бензин АИ-95
Расход топлива, л/100 км	5.9 — 7.5	5.9 — 6.6	7.9 — 8.4	5.7 — 8.2	4. 8	5.8	7.8 — 10.7
Тип двигателя	4-цилиндровый рядный, 16 клапанов	16 клапанов 4-цилиндровый рядный,	рядный 4-цилиндровый	Рядный	4-цилиндровый, рядный	4-цилиндровый ,Рядный	4-цилиндровый, рядный
Доп. информация о двигателе	CVVT	CVVT DOHC	T-GDI	DOHC CVVT	DOHC	DOHC, дизель	CVVT
Выброс CO2, г/км	140 — 166	132 — 149	165 — 175	147 — 192	118 — 161	118 — 161	170 — 184
Диаметр цилиндра, мм	77	77	77	77	77.2	83	82 — 85
Количество клапанов на цилиндр	4	4	4	4	4	4	4
Привод клапанов	DOHC, 16-клапанный	16-клапанный, DOHC,	DOHC, 16-клапанный	DOHC, 16-клапанный	DOHC, 16-клапанный	DOHC, 16-клапанный	DOHC, 16-клапанный
Нагнетатель	нет	нет	да	Нет/да	Нет/да	да	нет
Степень сжатия	10. 5	10.6	10.5	10.5	17.3	17.3	10.1
Ход поршня, мм	85.44	74.99	74.99	85.4	84.5	92	88 — 93.5

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

Отличия в конструкции

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

Преимущества (плюсы) двигателей GDI

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

Система GDI в результате работы обеспечивает несколько видов смесеобразования:

послойное;
стехиометрическое гомогенное;
гомогенное.

Концепция превосходства

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

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

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

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

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

Недостатки (минусы) двигателей GDI

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

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

Почти дизель

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

Профилактика неисправностей моторов GDI

Обзор автомобиля

Производится этот автомобиль начиная с 2006 года. Впервые прототип показали на автосалоне в Женеве, произошло это весной 2006 года. Осенью того же года в Париже представили окончательную версию, которая и стала серийной.

Производились первые автомобили в Словакии на заводе, размещенном в городе Жилин. Разрабатывалась модель непосредственно для Европы, поэтому производство изначально планировалось только в Словакии. Сразу была начата сборка практически всей линейки, кабриолет добавили в 2008 году.

С 2007 года автомобиль производится и в России. Процесс наладили на в Калининградской области.

Обратите внимание, что первое поколение делит с Hyundai i30 одну платформу. Поэтому, у них одинаковые двигатели, а также КПП. Этот факт иногда сбивает водителей с толку, когда им в магазинах предлагают купить комплектующие, которые предназначены для Хендай.

В 2009 году модель немного обновили. Но, это коснулось в основном салона и экстерьера. Поэтому, в рамках данной статьи особенности рестайлинговых автомобилей первого поколения рассматривать не будем.

Итог

Кто портит воздух?

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.

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.

Двигатель гди что это такое

Содержание

GDI двигатели: плюсы и минусы двигателей GDI, что это такое
Отличия и особенности работы двигателей GDI прямого впрыска топлива
Различия (разновидности) двигателей GDI. Марки автомобилей, где используется GDI
Преимущества (плюсы) двигателей GDI
Недостатки (минусы) двигателей GDI
Профилактика неисправностей моторов GDI
Стоит ли покупать автомобили с двигателями GDI
GDi двигатель, разбираемся, что за зверь такой
Что такое двигатель GDI
Особенности и отличия моторов GDI
Впрыск топлива и разновидности GDI
Неисправности и проблемы моторов GDI

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

Отличия и особенности работы двигателей GDI прямого впрыска топлива

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

Преимущества (плюсы) двигателей GDI

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

Система GDI в результате работы обеспечивает несколько видов смесеобразования:

послойное;
стехиометрическое гомогенное;
гомогенное.

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

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

Профилактика неисправностей моторов GDI

Стоит ли покупать автомобили с двигателями GDI

Источник

GDi двигатель, разбираемся, что за зверь такой

Автопроизводители постоянно подсовывают потребителю новые, понятно-непонятные аббревиатуры, вчера мы разбирались с MPI, а сегодня продолжая тему двигателей поговорим о Японской Джедае. GDI расшифровывается как Gasoline Direct Injection переводя дословно получаем “непосредственный впрыск бензина”.

Система не новая, разрабатывалась еще далеко до 2000-х годов, а первый автомобиль с мотором GDI это Mitsubishi Galant начиная с 1997 года, двигатель 1.8, не мало проблем он доставил своим владельцам, но об этом поговорим позже.

Принцип GDI заключается в “симбиозе” бензинового и дизельного ДВС. В дизельном двигателе топливо подается непосредственно в камеру сгорания, где оно, смешиваясь с сжатым горячим воздухом начинает гореть. Непосредственный впрыск в бензиновых моторах “заимствует” у дизельных агрегатов расположение форсунки непосредственно в камере сгорания. Таким образом воздушно-топливная смесь формируется во время циклов впуска и сжатия. Открываются впускные клапана, в камеру сгорания попадает воздух и уже там происходит впрыск бензина и смешивание.

Тут у инженеров открывается новый горизонт настройки и регулировки смеси. Джедай имеет три основных режима впрыска: ULCM, SOM, two-stage mixing. Первый режим (ULCM) рассчитан на работу двигателя на максимально обедненной смеси, в этом режиме обеспечивается максимальная экономия топлива при условии плавного разгона и небольшого открытия дросселя, данный режим может поддерживать до скорости в 120 км/ч.

Второй режим (SOM) , в этом режиме смесь формируется в такой пропорции, чтобы топливо сгорало в полном объеме. Этот режим работает в условиях нагрузки: движение в горку, загруженный автомобиль, буксировка прицепа.

Третий режим , предлагался только для европейского рынка, данный режим рассчитан для резких стартов и максимальных нагрузок, например, обгон на немецких автобанах. В этом режиме топливо впрыскивается сначала на такте впуска, получается очень бедная невоспламеняемая смесь, так осуществляется дополнительное охлаждение, благодаря чему в камеру сгорания поступает больше воздуха. Во время сжатия происходит следующий впрыск и смесь становится максимально богатой.

Но это еще не все отличия , так как процесс подачи топлива должен осуществляться значительно быстрее, чем в классических схемах, где смесь формируется во впускном коллекторе. Для этого нужно повысить давление в топливной рампе с 3-х до 50-ти бар. В GDI используется два топливных насоса, классический в баке и насос высокого давления (ТНВД). Форсунка, например, в MPI, открывается на 3 мсек, а у GDI на 0.51 мсек, высокое давление позволяет двигателю ровно работать, расходую при этом значительно меньше топлива. Также для того, чтобы топливо с воздухом равномерно смешивалось, в GDI моторах используются специальные поршни.

Преимущества очевидны, меньше потерь и оседания топлива во впускном коллекторе = меньше расход топлива, более ровная работа на обедненных смесях, более гибкая настройка смеси = больше КПД, двигатель лучше едет с низких оборотов.

Недостатки связаны в первую очередь с топливной аппаратурой, если в Японии на качественном бензине это работает, то у нас свечи необходимо менять раз в 20 тысяч, избирательно относиться к заправкам, раз в 30 тысяч промывать форсунки.

Очень сильно покрывается сажей и копотью впускной коллектор и впускные клапана, это эффект от работы ЕГР. Если в том же MPI нагар и копоть смывались бензином, то в GDI остается лишь воздух. Поэтому в большинстве случаев на этих моторах ЕГР сразу глушат.

Всем спасибо за внимание! Если вам понравился материал, то ставьте большой палец вверх, а также подписывайтесь на канал, есть желание разобрать также TSI, TFSI и другие немецкие технологии маркетинга.

Источник

Что такое двигатель GDI

Двигатель GDI (Gasoline Direct Injection) – бензиновый силовой агрегат с прямым (непосредственным) впрыском топлива. Моторы с аббревиатурой GDI производятся японскими компаниями Mitsubishi, Toyota, Nissan, корейскими автопроизводителями, а также фирмой Bosh.

Идея постройки двигателя с непосредственным впрыском топлива в цилиндры родилась достаточно давно, при этом массовый GDI впервые был представлен только в 1995 году. Моторы с технологией GDI в большинстве встречаются на автомобилях марки Mitsubishi. Перовой моделью с таким силовым агрегатом стала модель Mitsubishi Galant, которая получила силовую установку 1. 8 GDI.

Особенности и отличия моторов GDI

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

Большинство бензиновых и дизельных двигателей сегодня:

моторы с внешним смесеобразованием. К таковым относятся устаревшие карбюраторные агрегаты на бензине и современные атмосферные, компрессорные или турбированные инжекторные бензиновые моторы. В таких двигателях процесс приготовления топливно-воздушной смеси происходит отдельно (во впускном коллекторе), после чего готовый заряд поступает в цилиндры и воспламеняется от свечи системы зажигания;
двигатели с внутренним смесеобразованием. Данный тип агрегатов представлен дизельными моторами, в которых порция дизтоплива подается напрямую в цилиндры и смешивается с уже имеющимся там воздухом. Воспламенение заряда происходит от контакта подаваемой солярки с разогретым от сжатия объемом воздуха, то есть без участия внешнего источника воспламенения;

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

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

Еще одной особенностью двигателя GDI является наличие двух топливных насосов:

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

Впрыск топлива и разновидности GDI

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

для внутреннего японского рынка;
для европейских рынков;

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

ultra lean combustion mode;
superior output mode;

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

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

На такте впуска в этом режиме совершается первый впрыск, результатом которого становится максимально обедненная смесь в цилиндре с соотношением около 60:1. Данная смесь не рассчитана на воспламенение. Главной задачей является эффективное охлаждение камеры сгорания, так как в охлажденную камеру можно будет подать больший объем воздуха и топлива на такте сжатия. Другими словами, данное решение позволяет улучшить наполнение цилиндров. Затем на такте сжатия происходит второй впрыск, после которого состав смеси уже составляет 12:1, то есть рабочая смесь становится максимально обогащенной.

В результате цилиндры эффективно наполняются и двигатель отдает максимально доступную мощность. По сравнению с моторами, которые имеют распределенный впрыск, GDI оказывается на 10% мощнее. В итоге европейские версии GDI более эластичны и способны отдавать больше крутящего момента на «низах» при необходимости резко ускориться во время движения на скорости 30-60 км/ч.

В первом случае состав смеси регулируется на основе показаний кислородного датчика, во втором показания датчика не влияют на состав смеси топлива и воздуха. Данная особенность является отличием GDI от других моторов во время работы на холостом ходу. ЭБУ двигателем динамично меняет режимы compression on lean и stich F/B во время работы мотора на холостых оборотах, условно продувая цилиндры. Особенностью является повышение холостых оборотов двигателя до 900-950 об/мин. в момент перехода между указанными режимами. Указанная смена режимов работы GDI в норме должна происходить 1 раз в 4 мин. Все режимы переключаются под управлением ЭБУ. Если говорить о комфорте водителя, смена режимов и изменения в работе мотора практически не ощущаются.

Что касается токсичности GDI, японские инженеры разработали специальные катализаторы для моторов, которые работают на сильно обедненной смеси. В результате уровень окислов азота в выхлопе такого двигателя уложился в рамки Евро-3. Стоит отметить, что высокое содержание серы, которое отмечено в отечественном бензине, быстро выводит каталитические нейтрализаторы из строя.

Неисправности и проблемы моторов GDI

Главной проблемой моторов данного типа является повышенная чувствительность к качеству топлива, а также к любым факторам и поломкам, способным повлиять на качество смесеобразования.

На моторах GDI быстро чернеют и выходят из строя свечи зажигания. Топливная аппаратура таких двигателей намного более чувствительна к наличию воды и механических примесей в бензине. Образование нагара во впускном коллекторе и скопление сажи на клапанах способны изменить процесс смесеобразования, так как траектория движения потоков в цилиндре нарушается. В результате GDI теряет мощность и работает с заметными перебоями.

Источник

Давайте будем откровенны! Общие проблемы обслуживания систем GDi

Как установить

For technicians

For shop owners

Несмотря на дебют в середине 1950-х годов, система непосредственного впрыска (GDi) только недавно стала популярной, поскольку производители транспортных средств ищут более эффективные способы обеспечения соответствия все более строгим нормам, касающимся выбросов. Благодаря впрыску топлива под высоким давлением непосредственно в камеру сгорания, инновационная система улучшает распыление и распределение топлива, обеспечивая снижение выбросов CO2, расхода топлива и улучшение характеристик двигателя.

Так почему же технология с таким большим количеством положительных качеств не использовалась раньше? Все просто! Как и у многих вещей, у нее есть как плюсы, так и минусы. В случае GDi это также означает ряд общих проблем, связанных с обслуживанием, таких как образование нагара, испарение масла и раннее зажигание на низких оборотах. В этой статье мы подробнее расскажем об этих проблемах, и что самое главное, о том, как мы можем помочь вам преодолеть их?

Разжижение картерного масла топливом. Поскольку форсунки расположены внутри камеры сгорания, топливный факел может проходить сквозь кольца, вниз по дальней стенке цилиндра и попадать в поддон картера, загрязняя масло и влияя на его вязкость. Это может стать причиной таких проблем, как повышенный износ поршней, колец и цилиндров, снижение защиты от образования нагара, более высокий расход масла и более быстрое его окисление.
Масляные пары. Повышенная температура и повышенное давление в двигателях с системой GDi могут ускорять испарение масла. Масляные пары, проходящие через более холодные области двигателя, такие как впускные клапаны, поршневая головка и каталитическая система, могут привести к образованию нагара и образованию капель масла. Поскольку, в отличие от двигателей с системами распределенного впрыска топлива, эти капли не смываются топливом, они могут покрывать клапан и запекаться на нем, снижая производительность двигателя.
Испарение масла. Повышенная температура в картере может также привести к испарению части масла, что означает, что топливо может стать более обогащенным. Как и в случае разжижения картерного масла топливом, это влияет на вязкость масла, ускоряет износ основных компонентов и сокращает срок службы масла.
Образование нагара. Опять же, поскольку топливо больше не проходит сквозь клапаны и не очищает их, это может привести к образованию нагара как на инжекторах, так и на клапанах, вследствие чего ограничивается подача топлива и воздуха в цилиндры. Со временем образовавшийся нагар может ухудшать работу двигателя, что будет выражаться в снижении его мощности и повышении расхода топлива.
Раннее зажигание на низких оборотах. Для краткости это явление называется LSPI. Обычно оно происходит на низкой скорости при высокой нагрузке. Появление LSPI обусловлено попаданием капель топлива в камеру сгорания и их воспламенением до появления искры. Это нарушение нормального цикла сгорания топлива может стать причиной повышения давления в двигателе, что приведет к появлению детонации и с высокой долей вероятности к серьезным внутренним повреждениям.

Поскольку эти проблемы могут возникать всего через 5000 километров пробега, диагностика и устранение подобных неисправностей на ранней стадии имеет важное значение. В противном случае они повлияют не только на эксплуатационные характеристики автомобиля и расход топлива, но и, если не обращать на них достаточно длительное время, к серьезному повреждению двигателя, что потребует длительного и дорогостоящего ремонта.

Хорошая новость заключается в том, что, как ведущий поставщик оригинальных систем GDi, мы понимаем всю сложность техобслуживания и ремонта этих чрезвычайно сложных систем, работающих под очень высоким давлением. И наряду с оригинальными деталями мы предоставляем инструменты и практические наработки, которые вам понадобятся для устранения этих проблем задолго до того, как они будут предоставлять большую опасность для двигателя.

Наш однодневный учебный курс, например, охватывает ключевые темы, такие как основные сведения о системе GDi, работа ее компонентов и диагностика, режимы работы топливной системы, тестирование и измерение давления топлива, а также распространенные неисправности, и сформирует у вас навыки безопасной и быстрой работы с этими системами и заблаговременного выявления любых проблем.

Для выполнения более глубокой диагностики и ремонта мы также предлагаем широкий ассортимент диагностического и испытательного оборудования. В него входит наш диагностический сканер серии DS , позволяющий считывать коды ЭБУ и активировать механизмы управления, диагностический комплект для контуров высокого давления HD3000, мультисистемный универсальный тестер для контуров низкого давления LP35, и набор для тестирования электронных форсунок, позволяющий проверять индуктивность, сопротивление и изоляцию форсунок.

Совсем недавно мы также запустили производство испытательного прибора Hartridge Excalibur GDi Master, позволяющего тестировать как системы GDi, так и системы распределенного впрыска (PFi) всего за пять минут. Используя дополнительное оборудование для ультразвуковой очистки, вы сможете удалять даже самый стойкий нагар.

Таким образом, хотя эти распространенные проблемы обслуживания отчасти и повлияли на медленное внедрение этой системы автопроизводителями, абсолютно нет причин, по которым они должны замедлить ваш выход на этот рынок! Благодаря необходимым деталям, инструментам и знаниям от эксперта в области производства оригинального оборудования, такого как Delphi Technologies, вы сможете получать свою долю прибыли в одной из самых быстрорастущих и наиболее прибыльных областей ремонта автомобилей на сегодняшний день.

Двигатели GDI что в них такого особенного и нужно ли их бояться

Каждому — свое

При этом конструкция устройств у производителей может идти под разными аббревиатурами. Например, Volkswagen предпочитает использовать FSI, Ford называет свои моторы Ecoboost, Toyota – 4D, а Mercedes-Benz, BMW и некоторые другие скрывают понятие «непосредственный впрыск» в индексе двигателя.

GDI кратко, но точно описывает ключевое отличие данного типа двигателей от всех остальных: топливные форсунки вставлены в головку блока цилиндров, и распыление происходит сразу в каждую камеру сгорания, минуя впускной коллектор и впускные клапана. Это в своем роде роднит GDI-системы и с традиционными бензиновыми инжекторными двигателями, и с дизельными одновременно. Топливо подается под большим давлением в цилиндр, чему способствует топливный насос высокого давления (ТНВД). Он перекочевал в GDI именно от дизелей. От бензина же достался сам тип топлива, а также свечи зажигания.

Все, как водится, пошло от авиации

Принято считать, что первой двигатели GDI стала активно применять компания Mitsubishi, и началось все в 1995-м с модели Galant 1.8 GDI. Однако двигатель с непосредственным впрыском топлива появился гораздо раньше. Еще в 1950-х подобные силовые агрегаты устанавливал на свои гоночные машины концерн Daimler-Benz. Ну, а в авиации, как это не раз бывало, они присутствовали еще раньше — в 1940-х. Современный двигатель с непосредственным впрыском представляет собой сложную систему механизмов и электронных блоков, которая по характеру и звукам в работе напоминает дизель.

С высоты сегодняшнего дня легко увидеть предпосылки создания и перехода большинства автопроизводителей на системы впрыска, аналогичные GDI. Это, в первую очередь, экологические нормативы, которые требовали модернизации систем выхлопа отработанных газов, плюс глобальная задача по созданию экономичных силовых агрегатов.

Без электроники никуда

Известный и понятный факт: для работы двигателя топливо должно сгорать, а для горения бензину необходимо смешиваться с воздухом, желательно в строго определенной пропорции. Специалисты говорят, что оптимальным считается соотношение воздуха и бензина в пропорции 14,7:1. Более бедная смесь (количество воздуха больше оптимального) загорается хуже. Более богатая (превышено количество бензина) оставляет после себя больше вредных выбросов, то есть сгорает хуже.

Ранее мы писали

Если вы владелец дизельного автомобиля, нет смысла объяснять, что такое свечи накаливания. Так уж повелось …

В работе систем с непосредственным впрыском топлива не последнюю роль играет электронная «начинка». Именно электронный блок управления посредством многочисленных датчиков контролирует основные параметры бензиновой смеси. В блоке отслеживаются нагрузки на двигатель, скорость автомобиля, характер езды и прочие характеристики, при этом электроника гибко перестраивает работу всей топливной системы в целях оптимизации состава смеси и режима подачи топлива.

Преимущества технологии GDI

Моторы с непосредственным впрыском могут работать в нескольких видах смесеобразования (послойное, стехиометрическое гомогенное и просто гомогенное), и это дает максимальную эффективность использования топлива. Если система непосредственного впрыска работает исправно, налицо экономия топлива за счет точной дозировки количества и состава подаваемого топлива, причем без потери мощности.

В системе GDI присутствует увеличенная степень сжатия топливовоздушной смеси. Безусловно, это позволяет избежать калильного зажигания и детонации, как закономерный итог – увеличение ресурса.

Есть у двигателей серии Gasoline Direct Injection еще два плюса. Первый – они более экономичны, так как позволяют точно дозировать количество и состав подаваемого топлива. Второй — отвечают более высоким экологическим стандартам, ибо топливовоздушная смесь сгорает в них почти полностью.

Склонность к нагарообразованию

Ранее мы писали

Фердинанд Порше был немцем, а потому творил с толком и расстановкой. Работая над «народным автомобилем», инженер …

Все ли так безоблачно с моторами GDI? Естественно, нет, технология не суть как совершенна. Взять, к примеру, систему впуска и подачи топлива — двигатель GDI очень чувствителен к качеству бензина. Не секрет, что низкокачественное горючее может привести к преждевременному износу форсунок — они банально забиваются, а вот разобрать и почистить их невозможно, спасает лишь замена на новые. От этого, кстати, страдает и ТНВД (особенно в старых поколениях GDI), поскольку любые посторонние примеси в составе бензина усиливают абразивный износ деталей насоса.

Двигатели GDI (как, впрочем, и другие с непосредственным впрыском топлива) выбрасывают большее количество сажевых частиц, чем устройства с распределенным впрыском MPI (в коллектор) — это вынуждает ставить сажевые фильтры в последних поколениях ДВС.

Особенность технологии GDI — склонность к нагарообразованию во впускном коллекторе и на клапанах при пробеге свыше 100 000 км, и здесь не обойтись без дорогостоящей очистки на сервисе. В принципе, эксперты свидетельствуют о сложности обслуживания и высокой стоимости ремонта, замены деталей и агрегатов топливной системы GDI. В этой связи особую важность приобретает контроль за состоянием данной топливной системы.

Сервисмены говорят, что в качестве профилактических мер и защиты GDI от возникающих проблем могут помочь топливные присадки. По их словам, регулярное их применение снижает риск возникновения поломок, связанных с некачественным топливом. Пакеты присадок, поднимающие смазывающие свойства бензина, защитят топливную аппаратуру от скорого износа.

Упомянутые модели:
Mitsubishi Galant

Подпишитесь на
Яндекс.Новости и
Дзен, общайтесь в наших группах ВК и Одноклассниках.

Добавить в избранное на сайте

Что означает GDI на автомобиле? — Rx Mechanic

GDI означает, что бензиновый непосредственный впрыск был быстро принят различными производителями на протяжении многих лет до настоящего времени. Крайне важно, чтобы владельцы автомобилей ознакомились с этой технологией. Автомобильные компании в настоящее время производят автомобили с двигателями с несколькими впрысками топлива, такими как двигатель Kia GDI, который предназначен для увеличения расхода бензина и производительности двигателя, снижения выбросов газов и повышения эффективности использования топлива на новый уровень.

Система непосредственного впрыска бензина — это система впрыска топлива, используемая в нескольких новейших автомобилях. Обычные системы многоточечного впрыска топлива впрыскивают топливо во впускной коллектор под низким давлением. Но в двигателях GDI бензин впрыскивается непосредственно в камеру сгорания цилиндра через единую топливную магистраль под высоким давлением.

Если вы спрашиваете, что означает GDI для автомобиля, эта статья расскажет о его преимуществах, проблемах и способах их решения.

Что такое GDI и как он работает?

GDI (Gasoline Direct Injection) — это передовая технология подачи топлива, разработанная для бензиновых двигателей внутреннего сгорания. В этой современной системе используется сборка аккумуляторной рампы высокого давления, функция которой заключается в подаче газовой смеси прямо в камеры сгорания вашего двигателя.

https://thekoreancarblog.com

Система непосредственного впрыска бензина обеспечивает правильную топливно-воздушную смесь, чего нелегко достичь с другими двигателями с впрыском топлива. Эта система обеспечивает более высокую топливную экономичность, повышенные значения потребляемой мощности и гибкую настройку фаз газораспределения двигателя. Эти факты означают, что автомобили GDI не только экономичны и эффективны, но и могут приспосабливаться к широкому диапазону условий вождения.

Сравнивая двигатель GDI с системами впрыска топлива, одноточечными, многоточечными и другими системами впрыска, системы GDI подают топливо в распределительный коллектор, известный как общая магистраль, и все форсунки и форсунки прикреплены к этой рампе. Топливо подается под высоким давлением в общую топливную рампу, которая действует как аккумулятор для поддержания равномерного давления на топливо, предназначенное для впрыска. Когда система получает сигнал, клапан форсунки открывается и позволяет топливу поступать в камеру сгорания.

Клапаны форсунок могут быть как пьезоэлектрическими, так и обычными и регулируются блоком управления двигателем (ЭБУ) автомобиля. ECU — это блок управления, который регулирует приводы в двигателе внутреннего сгорания для эффективной работы двигателя. Он также известен как ECM (модуль управления двигателем). Эти параметры позволяют GDI производить точную топливно-воздушную смесь для различных условий вождения. Кроме того, они помогают улучшить работу двигателя и экономию топлива.

Система GDI производит воздушно-топливную смесь. смесей в трех формах: полная мощность, сверхобедненная и стехиометрическая.Эти формы подходят для различных различных наборов условий вождения.Система также может сочетаться с другими связанными технологиями двигателя, системой изменения фаз газораспределения и системами впускного коллектора.

Модели автомобилей с двигателем GDI

Многие автомобильные компании приняли технологию GDI и использовали ее в двигателях GDI.

Mitsubishi, японский производитель автомобилей, занимает лидирующие позиции в широком использовании технологии GDI. KIA последовала за ней вместе с другими европейскими компаниями. Соединенные Штаты не торопливо приняли идею систем GDI, но это изменилось; GM и Ford теперь рекламируют актуальность своих автомобилей с двигателем GDI. Ford планирует использовать систему GDI в большинстве своих продуктов, Ford Flex Crossover, Lincoln MKS и Taurus, и они ожидают, что их клиенты заметят значительное увеличение эффективности использования топлива.

Другие включают двигатели GDI Toyota, BMW, Lexus, Volkswagen, Nissan, Hyundai, Mazda и SubaruGDI.

Проблемы с GDI

Бензиновая система непосредственного впрыска обладает рядом преимуществ, и ее повышение эффективности является фактом. Однако сообщается, что система GDI вызывает некоторые проблемы в автомобильных системах. Наиболее выгодным фактором технологии непосредственного впрыска бензина является точность, которая также является основным ограничением.

Многие владельцы автомобилей с двигателями GDI сообщают о таких проблемах, как плотное засорение топливной системы и накопление нагара в системе двигателя. Некоторые водители также сталкиваются с проблемой остановки двигателя и потери мощности двигателя.

Стоимость ремонта для устранения некоторых из этих проблем может быть высокой, в зависимости от степени повреждения. Некоторые другие проблемы, обнаруженные с системами прямого впрыска бензина, включают:

Значительный расход масла

В системе непосредственного впрыска бензина топливо впрыскивается в двигатель, прилипает к стенкам цилиндра и смешивается с маслом. Таким образом, при сгорании масло на стенке цилиндра, содержащее бензин, воспламеняется и сгорает. Это основная причина, по которой многие двигатели GDI имеют высокий расход масла.

Предварительное зажигание на малых оборотах

Предварительное зажигание на малых оборотах — проблема, обычно связанная с двигателями GDI. Проблема здесь в том, что бензиновый непосредственный впрыск имеет плохой ускорительный насос; Вы можете найти карбюратор с одним или двумя ускорительными насосами. Поэтому, когда вы работаете с высокой нагрузкой, работаете на низких оборотах и нажимаете на педаль газа, через ускорительные насосы выбрасывается больше топлива.

В этом состоянии кусочки углерода покидают клапан и попадают в камеру сгорания, которая находит свой путь к стенке цилиндра и поглощается топливом и маслом на стенке. По мере того, как поршень перемещается вверх, он переносит частицы углерода в щелевой зазор, и эти частицы разбавляются маслом и топливом, которые дымят, вызывая преждевременное зажигание на низких оборотах.

Как исправить проблемы с GDI

Эксперты применяют несколько методов для простого устранения проблем с GDI. Для автомобилей BMW мы рекомендуем использовать бензин без этанола и бензин с моющими присадками. Мы также советуем владельцам автомобилей добавлять в свои автомобили очистители топливной системы, такие как жидкая молибденовая присадка 2, они очень эффективно справляются с проблемами GDI.

Пожалуйста, будьте осторожны; На рынке доступны продукты, которые утверждают, что очищают и предотвращают накопление грязи на вашем впускном отверстии из-за проблем с GDI. Большинство этих продуктов фальшивые с очень низкой эффективностью, что гарантирует, что вы получите правильный.

Некоторые производители также отреагировали на устранение проблем с GDI, изменив систему двигателя, добавив функцию, позволяющую распылять небольшое количество топлива на клапаны, чтобы предотвратить накопление грязи. Поэтому, если ваш двигатель GDI имеет такую конструкцию, вам не о чем беспокоиться. Просто убедитесь, что вы обслуживаете свой автомобиль с рекомендованной периодичностью.

В целом, лучший способ поддерживать оптимальную работу двигателя GDI и снизить вероятность возникновения подобных проблем — регулярно проводить техническое обслуживание двигателя GDI.

Часто задаваемые вопросы

В: Хорош ли двигатель GDI?

Бензиновый двигатель с непосредственным впрыском (GDI) обладает множеством преимуществ, которых нет у обычных двигателей. С системами GDI вы получаете гораздо лучшую топливную экономичность, что приводит к увеличению расхода бензина. Лучшая экономия топлива гарантирована, так как топливо сгорает в системе равномерно и полностью.

Благодаря технологии непосредственного впрыска бензина можно получить больше мощности от двигателей небольших транспортных средств. Вы также можете наслаждаться низким уровнем выбросов газов, поэтому вы можете легко пройти тесты на выбросы, что сделает ваш автомобиль экологически чистым.

В: Что означает GDI для Киа?

KIA GDI означает, что бензиновый двигатель Kia с непосредственным впрыском (GDI) является одним из лучших двигателей GDI в автомобильной промышленности. Эти двигатели значительно повышают производительность и экономию топлива автомобилей Kia. Двигатели Kia GDI предназначены для мощного и быстрого вождения, сохраняя при этом высокую топливную экономичность. Двигатели GDI позволяют владельцам автомобилей наслаждаться спокойной, расслабляющей и веселой ездой даже в суровых условиях.

В: Является ли GDI дизельным двигателем?

Нет, в двигателях GDI используется не дизель, а бензин (бензин). Бензиновые двигатели с непосредственным впрыском также могут называться бензиновыми двигателями с непосредственным впрыском (PDI). Это система для двигателей внутреннего сгорания, работающих на бензине (бензине), где бензин направляется в камеру сгорания. Это система, отличная от системы впрыска топлива в коллектор, которая впрыскивает топливо во впускной коллектор.

Тем не менее, двигатели GDI очень похожи на двигатели DI (Diesel Injection), но имеют удачно расположенную свечу зажигания и бензин вместо автоматического воспламенения дизельного топлива и систему впрыска в цилиндр. Бензиновые двигатели с прямым впрыском не работают на дизельном топливе; они используют только бензин.

В: Как долго прослужит двигатель GDI?

Бензиновые двигатели с непосредственным впрыском оказались более долговечными, чем двигатели без GDI. Двигатели GDI потребуют обслуживания, когда они пройдут от 20 000 до 40 000 миль, и они прослужат очень долго. Однако вы должны убедиться, что вы регулярно обслуживаете свой двигатель GDI. Меняйте моторное масло с периодичностью, указанной производителем, и используйте только рекомендованное или качественное масло. Своевременно меняйте свечи зажигания и используйте качественное топливо с высоким содержанием моющих присадок. Вы также можете добавить очистители топливной системы, чтобы поддерживать оптимальную работу двигателя GDI.

В: Является ли GDI турбонаддувом?

Двигатели TGDI (бензиновые двигатели с турбонаддувом и непосредственным впрыском) представляют собой одну из новейших технологий, разработанных для устранения проблем с двигателем, в частности, для снижения расхода топлива. Принятие этой системы затрагивает различных производителей автомобилей в нескольких странах; Соединенные Штаты Америки, Китай и Мексика включены. Системы TGDI очень помогли производителям автомобилей соответствовать высоким требованиям к эффективности использования топлива.

Заключительные слова

Вот и все, что вам следует знать о системах GDI. Мы надеемся, что эта информация окажется вам полезной. Однако, если вам нужно больше разъяснений о том, что означает GDI в автомобиле, или у вас есть какие-либо опасения по поводу систем прямого впрыска бензина (GDI), вы всегда можете сообщить нам об этом.

Подробнее:

Что означает TC на автомобиле?
Что означает ECO в автомобиле и когда его следует использовать?
Что означает SRS в автомобиле? Все, что вам нужно знать

Важный совет для тех, у кого двигатель GDI

Еще в 1980-х годах средние семейные седаны обычно производили менее 150 лошадиных сил от двигателей внутреннего сгорания, которые не были такими уж маленькими. Я до сих пор не могу поверить, что мы ездили на 3,3-литровых Pontiac 6000 мощностью 135 лошадиных сил, и это было хорошо.

С тех пор бесконечный список различных технологических достижений сделал двигатели значительно более эффективными и мощными. Одной из технологий, которая стала повсеместной, является прямой впрыск бензина, обычно называемый GDI. Его популярность распространяется по целому ряду положительных причин, но у него есть и недостатки. Если у вас есть автомобиль, в котором используется эта технология, важно знать, как она работает и в чем заключаются ее неисправности, чтобы вы могли предотвратить и/или сразу решить эти проблемы. Вот что вам нужно знать.

Что такое GDI?

Примерно 10 лет назад большинство автомобилей имели систему впрыска через порт. Это означает, что топливо распыляется вместе с воздушной смесью, омывает клапаны и сгорает для создания мощности. В двигателях с непосредственным впрыском топливо впрыскивается непосредственно в камеру сгорания. Результатом является более полный цикл сгорания с меньшим расходом топлива. Повышение мощности при меньшем количестве топлива позволяет автопроизводителям использовать меньшие по размеру и более эффективные двигатели, которые при этом обеспечивают хорошую производительность.

Вроде все хорошо, но в чем проблема?

Бензин едкий, что не всегда плохого качества. В давние времена люди использовали газ для очистки грязных металлических инструментов.

В двигателях с распределенным впрыском газ постоянно омывает впускные клапаны. Это приводит к очистке от любого накопления углерода, масла или других загрязняющих веществ, которые накапливаются во время нормальной работы. В двигателе с непосредственным впрыском обратная сторона впускных клапанов остается сухой, так как газ не омывает клапаны. Масло и нагар все еще накапливаются на задней стороне клапанов, но топливо не смывает всю эту гадость.

Нагар может повредить двигатель. Впускные клапана забивается нагаром, и тогда ничего не работает корректно.

Как узнать, есть ли в моей машине GDI?

Узнать, есть ли у вашего автомобиля GDI, просто взглянув на двигатель, немного сложно, потому что нет ничего действительно визуально очевидного, уникального для них. Однако на пластиковой крышке двигателя вашего автомобиля может быть большая этикетка с буквами GDI. Попробуйте проверить руководство по эксплуатации автомобиля.

Если ничего не помогает, позвоните в отдел запчастей дилерского центра, и вы получите ответ, с прямым впрыском топлива в вашем автомобиле или нет. Или вы всегда можете просто погуглить «это марка/модель с прямым впрыском?» и найдите свой путь к официальному листу спецификаций.

Как это исправить?

Некоторые автопроизводители заметили эту проблему с выбросами углерода и попытались решить ее. В новых двигателях Toyota M-серии, используемых в новейших Camry и Corolla, используется как прямой, так и портовый впрыск, чтобы поддерживать чистоту задней части клапанов. Производители масел также добавляют растворители и другие химические вещества в масла некоторых марок, чтобы уменьшить накопление отложений.

Но если и когда возникает избыточное накопление, вам необходимо его очистить. В зависимости от марки и модели автомобиля, это может быть довольно сложный процесс. Чаще всего это связано со снятием клапанной крышки и впускного коллектора. Оттуда вы можете удалить грязь с задней части клапанов.

Многие используют скорлупу грецкого ореха, которая достаточно прочна, чтобы смыть налет, но при этом достаточно мягкая, чтобы не повредить детали двигателя. Для взрыва средства техник подаст в двигатель сильно сжатый воздух, смешанный, в данном случае, с кусочками скорлупы грецкого ореха, который соскребает отложения. В то же время они будут использовать пылесос, чтобы всасывать лишнюю пыль и кусочки скорлупы грецких орехов, которые разлетаются в стороны.

Где я могу об этом позаботиться?

Большинство достойных дилеров или независимых механиков знают о нагаре на двигателях GDI. Некоторые бренды более активно, чем другие, рекомендуют (или не рекомендуют) услуги по струйной очистке или удалению нагара на клапанах.

Что произойдет, если вы просто проигнорируете это?

Во-первых, вы можете увидеть снижение производительности. Впускные клапаны не будут работать правильно, и ваш компьютер попытается это компенсировать. В этом случае, скорее всего, загорится индикатор проверки двигателя.

В конце концов, может произойти серьезное повреждение. У отца моего друга был Kia Soul 2013 года с пробегом около 140 000 миль. У автомобиля были проблемы со случайными пропусками зажигания и в целом низкая производительность. Проверка компрессии показала, что в первом цилиндре было низкое давление, поэтому что-то плохо герметизировалось.

Вот как выглядел двигатель:

У машины сгорел выпускной клапан. Согласно интернет-форумам и беседам с техниками в отделе запасных частей дилерского центра Kia, это довольно распространено для автомобилей с чрезмерным накоплением углерода, которые никогда не чистились. Теория моего друга состоит в том, что плохо работающие двигатели, особенно с пропусками зажигания, имеют тенденцию работать на обедненной смеси, что резко повышает температуру сгорания. В конце концов, эта избыточная температура сжигает детали двигателя. В данном случае клапан.

Этого можно было бы избежать, проведя профилактическое обслуживание. Снятие впускного коллектора и продувка носителя несколько более интенсивны, чем, скажем, сброс бутылки «очистителя инжектора» в бензобак автомобиля. Знаешь, вроде тех вещей Лукаса, которые кассиры в магазине запчастей всегда толкают, когда тебе звонят? Тем не менее, небольшая струйная обработка ранее могла спасти этот двигатель от дорогостоящей работы по замене клапанов. Двигатели

GDI могут потребовать немного больше усилий, чтобы поддерживать свои аналоги с впрыском через порт, но я думаю, что это того стоит. Реальные преимущества как для мощности, так и для экономии нельзя недооценивать, и сейчас на рынке есть несколько отличных двигателей, в которых используется эта технология.

Эта статья первоначально была опубликована на Car Bibles.

GDI — Прямой впрыск бензина

Переключение навигации

Поиск

Будьте в курсе последних достижений в области технологий двигателей и узнайте больше о новейшей платформе двигателей — системе прямого впрыска.

Предварительное фото: Вот головка блока цилиндров LT1, конструкция чаши которой похожа на LS. Большая разница в топливной форсунке, которая находится напротив свечи зажигания.

Впервые опубликовано в журнале Hot Rod.

Появилась новая аббревиатура, которая сейчас витает в индустрии производительности — GDI — она означает непосредственный впрыск бензина. Среди двигателей отечественного производства, которые активно продвигаются в сегменте GDI, есть новые двигатели LT1 и LT4, но Ford был первым, кто взял на вооружение бензиновый двигатель с искровым зажиганием и непосредственным впрыском в своей серии двигателей EcoBoost, дебютировавших на внутреннем рынке в 2010 году.0003 Chevy LT4 был их первым форсированным серийным вариантом двигателя V8. Конструкция поршня на этом двигателе практически плоская.

Так что же такое GDI и почему он может стать будущим для всех серийных бензиновых двигателей? Все дело в эффективности сгорания. На протяжении десятилетий большая часть внимания производителей двигателей была сосредоточена на настройке впускных и выпускных трубопроводов и повышении объемной эффективности. Но в конечном итоге все эти усилия сводятся к физическому акту горения. Важнейшая часть этого процесса требует максимально эффективной подачи правильного количества топлива в камеру сгорания. В то время, когда динозавры перестали бродить по земле, карбюраторы были предпочтительным устройством для смешивания топлива. Затем появился многоточечный электронный впрыск топлива (MEFI), но даже это сейчас считается рудиментарным по сравнению с впрыском топлива непосредственно в камеру сгорания.

Преимущества GDI многочисленны. Во-первых, даже при многоточечном впрыске топлива определенное количество топлива оседает на стенках впускного канала перед впускным клапаном. Это топливо в конечном итоге способствует сгоранию, но не обязательно в нужное время или в лучшем состоянии. Состояние топлива так же важно, как и его соотношение с окисляющим воздухом. Жидкое топливо плохо горит. Вместо этого только испаренное топливо способствует процессу сгорания.

Чаша DI оказывает большое влияние на смешивание топлива и воздуха в камере и необходима для эффективности, а также для чистого сгорания. OEM потратил огромное количество исследований и разработок на чашу DI, чтобы двигатель работал чисто и при этом сохранял хорошую мощность. При разработке индивидуального поршня форма чаши остается неизменной.

Крайний пример этого можно найти в гонках Top Fuel. Нитрометан очень горюч, но скорость воспламенения нитрометана не сильно отличается от бензина. Однако в двигателях Top Fuel угол опережения зажигания обычно превышает 50 градусов до ВМТ. Причина такого невероятно раннего воспламенения заключается в том, что испаряется только 10 процентов топлива в камере сгорания. Остальное остается жидкостью. Это потому, что эти двигатели работают при соотношении воздух-топливо очень близком к 1:1! Цилиндру требуется искра на 50 с лишним градусов до ВМТ, чтобы инициировать процесс горения достаточно рано, чтобы произвести достаточно раннего тепла, чтобы в конечном итоге испарить и сжечь большое количество топлива в камере.

Бензиновые двигатели работают на значительно более обедненных топливно-воздушных смесях, но принцип тот же — полностью сгорает только испаренное топливо. При непосредственном впрыске топливо может подаваться в цилиндр под давлением, превышающим 2200 фунтов на квадратный дюйм, так что, по крайней мере, большая часть топлива быстро испаряется. Даже в этом случае непосредственный впрыск при очень высоком давлении требует изменения пространства сгорания.

(слева) 2,3-литровый двигатель Ford Ecoboost был основан на 2,0-литровом Focus ST. Немного более мощная версия 2,3-литрового двигателя теперь используется в Focus RS. (Справа) Ford использует второе поколение 3,5-литрового двигателя Ecoboost, который был их первой основной платформой двигателя Ecoboost.

Вы, возможно, заметили, что в двигателях GDI обычно используется совершенно другая конструкция днища поршня, чем в сопоставимых двигателях без GDI. Идея заключается в использовании желоба или углубления в днище поршня, которое будет направлять топливо после его впрыска. Целью этого желоба является нацеливание послойного или направленного заряда относительно богатой топливной смеси на свечу зажигания для инициирования процесса сгорания. Как только происходит воспламенение, оставшееся топливо может быть сожжено для получения в целом эффективной смеси.

Даже при добавлении наддува к LT1 с высокой степенью сжатия соотношение воздух-топливо при полностью открытом дросселе будет находиться в диапазоне 11,8-12:1. Двигатели могут безопасно работать на обедненной смеси благодаря повышенной эффективности двигателя с непосредственным впрыском топлива.

Как правило, топливная форсунка высокого давления расположена ближе к центру цилиндра. Исследования показывают, что поздний впрыск топлива в цилиндр полезен для выбросов и эффективности использования топлива, когда поршень находится вблизи ВМТ. Центральный желоб в днище поршня имеет тенденцию перенаправлять брызги топлива вверх к выпускной стороне камеры возле свечи зажигания. Это генерирует то, что инженеры-исследователи горения называют турбулентной кинетической энергией (ТКЭ). Более высокий TKE, как правило, поддерживает улучшенный тепловой КПД, когда при сгорании используется больше топлива.

Этот подход имеет несколько преимуществ. Во-первых, это снижает вероятность детонации, поскольку топливо больше концентрируется ближе к центру камеры сгорания возле свечи зажигания. Детонация обычно возникает из-за отходящих газов с достаточным количеством топлива, которые самовоспламеняются ближе к концу процесса сгорания. Благодаря концентрации топлива вокруг свечи зажигания это значительно снижает потребность в увеличении времени опережения зажигания. За счет подачи топлива за микросекунды до требуемого момента зажигания преждевременное зажигание практически исключается, а двигатель получает меньше отрицательной работы. Это важно, поскольку опережающее зажигание требует, чтобы двигатель затрачивал отрицательную работу, чтобы сжать начальное начало сгорания из-за опережающего опережения зажигания.

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

Подход послепродажного обслуживания

По словам инженера JE Pistons Клейтона Стотерса, кроме конструкции днища поршня, нет существенной разницы в конфигурации поршня между кованым поршнем GDI и поршнем, разработанным для карбюраторных двигателей или двигателей EFI. Очевидно, что прочность является серьезной проблемой для того, чтобы приспособиться к более высокому давлению в цилиндре, которое будет генерировать большую мощность. Конструкция JE Pistons Forged Side Relief FSR) сочетает в себе дополнительную прочность и снижение веса для превосходной конструкции поршня.

Дополнительным преимуществом правильной конструкции верхней части поршня является то, что большая часть топлива концентрируется в центре камеры сгорания, что обеспечивает меньшее количество топлива, потенциально остающегося вблизи внешней окружности цилиндра. Топливо, которое имеет тенденцию собираться вокруг внешнего края камеры сгорания, часто не сгорает и, следовательно, не способствует выработке мощности. Эти несгоревшие углеводороды также просто выходят с выхлопными газами и способствуют снижению теплового КПД.

(слева) 3,5-литровый поршень Ecoboost компании JE Pistons слева и 2,3-литровый Ecoboost справа. (Справа) Гнезда выпускных клапанов на 2,3-литровом Ecoboost больше, чем впускные клапаны из-за углов расположения клапанов головки цилиндров 2,3-литрового двигателя.

Двигатели GDI постоянно уменьшают количество топлива, которое задерживается по окружности поршня, что означает, особенно при частичном дросселе, что эта улучшенная эффективность сгорания позволяет двигателю работать на гораздо более бедных воздушно-топливных смесях, что повышает эффективность использования топлива. Конечным результатом этого являются примеры современных двигателей GDI, работающих с соотношением воздух-топливо более 30:1!

Опять же, из-за этой улучшенной эффективности сгорания, двигатели GDI также могут работать с более высокой степенью статического сжатия. Например, GM LT1 использует преимущества конструкции GDI для увеличения статического сжатия до 11,5:1. Поршни JE EcoBoost V6 с турбонаддувом имеют впечатляющее соотношение 10,0:1. Обычные многоточечные двигатели EFI не могли бы работать с турбонаддувом с такой высокой статической компрессией на насосном бензине. Конечно, преимуществом этой более высокой степени сжатия является дополнительная мощность, поскольку считается, что одна полная точка сжатия обеспечивает дополнительную мощность примерно на три-четыре процента для двигателя без наддува.

«Эта конструкция с кованым боковым рельефом (FSR) уже достаточно прочна для применения, — говорит ведущий инженер JE Pistons Клейтон Стотерс. — Обычно поршень GDI выдерживает более высокое давление в цилиндре в целом, но эта конкретная поковка была разработана для приложений с большим наддувом. поэтому мы выбрали его для поршня Ecoboost. Этот FEA помогает нам обосновать это решение и убедиться, что поковка и конструкция головки хорошо сочетаются друг с другом». вес поршня с диаметром отверстия 3,661 дюйма по-прежнему составляет всего лишь 400 г, сохраняя при этом превосходную долговечность поршня. Конструкция смещенного штифта снижает шум поршня, а входящий в комплект комплект колец 1,0/1,2/2,8 мм также способствует снижению паразитных потерь на трение.

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

Таким образом, мы можем с уверенностью предположить, что двигатели GDI в ближайшем будущем продолжат оставаться тенденцией в области высокопроизводительных двигателей. Bosch прогнозирует, что к 2020 году 20 процентов всех производимых двигателей легковых автомобилей будут использовать систему прямого впрыска бензина. С учетом этого JE Pistons продолжит предлагать поршни с высокими эксплуатационными характеристиками для решения новых задач будущего высокой производительности.

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

F.Y.I. | Компания свечей зажигания NGK | Carter Fuel Systems

Число автомобилей с бензиновым двигателем с непосредственным впрыском (GDI) на дорогах увеличивается с каждым годом. Практически у каждого производителя транспортных средств есть по крайней мере одна модель на дорогах или запланированная к выпуску в ближайшее время. По последним оценкам, 40% автомобилей с бензиновым двигателем, проданных в США в 2015 году, были оборудованы GDI, а примерно 65% ожидаются в 2021 году. Subaru является недавним дополнением, и Fiat Chrysler Group скоро добавит модели.

Что это значит для вас? Если вы в настоящее время не обслуживаете автомобили GDI, вы будете в ближайшем будущем. Автомобили GDI начали появляться в США примерно в 2004 году, и многие OEM-производители выпустили модели в период с 2010 по 2011 год, что означает, что этим автомобилям от четырех до пяти лет, и гарантийные сроки большинства производителей истекли.

В течение последних двух лет компания Bosch спонсировала мобильные учебные автомобили для обучения техников этой новой технологии и проверки их знаний в виртуальном 3D-гараже с полным погружением. Одна вещь, которую узнали во время этих событий, это то, что технические специалисты слышали о GDI, но большинство из них не были уверены, как диагностировать такую систему. В этой статье дается краткий обзор типичной топливной системы GDI и предлагается информация о том, как диагностировать систему, а также о любых потенциальных проблемах, связанных с обслуживанием.

На иллюстрации на стр. 32 показаны компоненты, связанные с типичной топливной системой GDI. Большинство компонентов управления двигателем идентичны двигателю с впрыском топлива во впускной коллектор (PFI), включая топливный насос низкого давления, который подает топливо низкого давления к насосу высокого давления. Типичный диапазон насосов низкого давления составляет от 50 до 75 фунтов на квадратный дюйм, в зависимости от применения в автомобиле. Некоторые производители используют датчик давления для проверки давления.

Выход насоса низкого давления обычно управляется модулем управления топливным насосом (FPCM) с входом от модуля управления двигателем (ECM). На холостом ходу и при малой нагрузке требуется меньше топлива, поэтому процент рабочего цикла ниже. Рабочий цикл увеличивается, когда требуется больший объем топлива для ускорения и больших нагрузок.

Насос высокого давления, который в большинстве транспортных средств приводится в действие механически кулачком распределительного вала, нагнетает топливо низкого давления примерно с 600 фунтов на квадратный дюйм на холостом ходу до 2900 фунтов на квадратный дюйм при высоких нагрузках (от 40 до 200 бар для метрических моделей). Топливо под высоким давлением подается к форсункам высокого давления по магистрали высокого давления, в состав которой входит датчик давления топлива (ДДТ). FPS передает в ECM фактическое давление в рампе и регулирует давление с помощью соленоида управления давлением, установленного на насосе высокого давления.

Соленоид управления давлением имеет множество названий, но в этой статье я буду называть его клапаном регулирования объема (VCV).

Используются два типа форсунок высокого давления — с соленоидным приводом и с пьезокристаллом. Оба требуют опасного напряжения до 120 В, поэтому вы всегда должны следовать рекомендациям производителя по тестированию и обслуживанию.

Большинство автомобилей с четырьмя цилиндрами имеют один насос GDI, но двигатели V6 и V8, скорее всего, будут иметь два насоса, по одному на каждый ряд топлива.

Первым шагом в процессе диагностики является проверка состояния компонентов давления на стороне низкого и высокого давления. Первоначальная проверка довольно проста и может быть выполнена с помощью усовершенствованного сканирующего прибора и двух параметров данных (PID) — желаемого давления в топливной рампе и фактического давления в топливной рампе. Важно проверить давление во всех рабочих диапазонах, чтобы полностью проверить топливную систему. Проблемы обычно начинают проявляться при более высоких нагрузках двигателя и со временем становятся все хуже. На диаграмме на стр. 34 показаны четыре снимка экрана диагностического прибора, сделанные при различных условиях нагрузки во время дорожного испытания.

Захват при включенном двигателе (KOEO) обеспечивает текущее давление от насоса низкого давления. PID Fuel Rail (P) Des — это желаемое давление для ECM; Топливная рампа (P) — это фактическое давление. В этом случае ECM запрашивает 55 фунтов на квадратный дюйм, а фактическое давление составляет 55 фунтов на квадратный дюйм. Этот захват показывает статическое давление без использования топлива двигателем.

Запись скорости холостого хода ниже показывает, что желаемое давление в топливной рампе составляет 600 фунтов на квадратный дюйм, а фактическое — 550 фунтов на квадратный дюйм. Как правило, если разница между заданными и фактическими значениями превышает ±10%, вы должны это отметить, но в конечном итоге ECM определит, когда отклонение слишком низкое или слишком высокое, и установит соответствующий код неисправности. (Обычные коды неисправностей: P0087 — Слишком низкое давление топлива или P0088 — Слишком высокое давление топлива.) При выполнении этого теста важно дать топливной системе стабилизироваться, прежде чем принимать окончательное решение; 20-30 секунд должно быть достаточно. В этом примере фактическое давление немного ниже, но все же находится в диапазоне ±10%.

Снимок легкой нагрузки в правом верхнем углу показывает, что требуемое давление составляет 1800 фунтов на квадратный дюйм, а фактическое — 1440 фунтов на квадратный дюйм, что ниже на 20 %, но все еще недостаточно для установки кода неисправности. Вы можете ясно видеть, что проблема усугубляется — разница составляет 8% на холостом ходу, а теперь разница составляет 20% при малой нагрузке.

Захват большой нагрузки показывает, что желаемое давление составляет 2100 фунтов на квадратный дюйм, а фактическое — 1500 фунтов на квадратный дюйм, что составляет теперь разницу в 28%. Таким образом, при большой нагрузке устанавливается код P0087. Мониторинг двух данных PID подтвердил проблему, но для ее дублирования потребовалось полное дорожное испытание.

В этот момент два дополнительных PID будут полезны для диагностики этой неисправности. На графике % VCV топлива — это описанное ранее значение VCV, которое ECM использует для управления количеством топлива низкого давления, поступающего в насос высокого давления. Топливный насос % — это рабочий цикл насоса низкого давления, который регулирует скорость насоса и объем топлива, доступный для насоса высокого давления.

Захват холостого хода показывает процентное соотношение 15% для VCV и 24% для топливного насоса. К сожалению, найти спецификации для этих PID непросто, поэтому подключение к заведомо исправным автомобилям помогает получить базовый уровень. В этом примере (Ford Escape) заведомо исправные значения будут составлять примерно 8% для VCV и 23% для рабочего цикла топливного насоса. ECM видит, что фактическое давление топлива немного низкое, и пытается увеличить объем топлива в насосе высокого давления, чтобы компенсировать это.

Захват легкой нагрузки показывает большой скачок VCV до 45%, в то время как рабочий цикл насоса низкого давления увеличился до 29%. Это означает, что ECM запрашивает значительное увеличение объема топлива от насоса низкого давления для достижения желаемого значения 1800 фунтов на квадратный дюйм. ECM смог увеличить давление топлива, что означает, что клапан VCV работает, но желаемое давление топлива не может быть достигнуто. Разницы между желаемым и фактическим по-прежнему недостаточно для установки кода неисправности.

Захват большой нагрузки в правом нижнем углу показывает 50% VCV и 40% рабочий цикл топливного насоса, которые в данном случае представляют собой максимальные значения для этих компонентов, поскольку это относится к критериям кода неисправности. Вы можете подумать, почему бы не увеличить оба компонента до 100% и посмотреть, можно ли достичь желаемого давления? Инженеры, программирующие эти системы, довольно сообразительны и знают, что как только перепад давления топлива превышает заданную точку, всякая надежда теряется и следует установить код неисправности.

В этом примере автомобиль по-прежнему может управляться, но плохо работает в условиях высокой нагрузки. В этот момент ECM зажжет индикатор Check Engine и установит код неисправности низкого давления P0087, поскольку разница между требуемым и фактическим давлением превышает 25%, что было установлено в критериях кода неисправности. Хорошие новости? Клиент по-прежнему сможет привезти автомобиль для обслуживания до того, как он застрянет на обочине дороги.

На этом этапе вам необходимо определить, какая часть топливной системы неисправна — сторона низкого давления или сторона высокого давления. Глядя на проценты VCV и топливного насоса, вы можете получить некоторое представление, но не можете подтвердить, какой компонент неисправен, без дальнейшего тестирования. Лучший способ действий — сначала начать проверку стороны низкого давления и продвигаться вперед в системе.

Одно предостережение: вы не можете полагаться исключительно на датчик давления и/или манометр для проверки состояния нагнетательного насоса на стороне низкого давления. Важно проверить выходной объем топливного насоса. В части диаграммы KOEO желаемое и фактическое давление совпали; однако автомобиль не работает, и объем топлива не расходуется. На холостом ходу фактическое давление на 8% ниже желаемого, и с повышением нагрузки расщепление становится все хуже. Топливный насос низкого давления способен обеспечить достаточный объем при низком спросе, но недостаточный при высоком спросе. Требовалась замена топливного насоса низкого давления.

После устранения стороны низкого давления следующим компонентом системы, подлежащим проверке, является насос высокого давления. Наиболее вероятной причиной появления кода неисправности низкого давления может быть износ между насосом высокого давления и распределительным валом. Неисправность высокого давления, скорее всего, связана с неисправностью VCV или внутренней неисправностью насоса высокого давления. Вам необходимо следовать рекомендациям производителя по проверке и тестированию насоса высокого давления и твердых деталей.

Наиболее распространенной проблемой топливных систем GDI является накопление углерода на впуске и на обратной стороне впускных клапанов. К сожалению, это нелегко обнаружить, и оно может отличаться от производителя к производителю и от автомобиля к автомобилю. В номере журнала Motor за декабрь 2014 года Сэм Белл написал статью «GDI: отложения бензина внутри?» что обязательно к прочтению. Я предлагаю краткий обзор и предложу еще несколько идей на эту тему.

На рисунке слева ниже показана типичная конфигурация с впрыском топлива через порт, а на рисунке справа показана типичная конфигурация GDI, в которой топливо впрыскивается непосредственно в камеру сгорания. В этом примере форсунка расположена в центре камеры сгорания, что определяет ее как систему с распылением. Если бы инжектор располагался под углом, его можно было бы назвать настенной системой.

На рисунке слева показано, как топливо для следующего цикла сгорания впрыскивается в камеру сгорания вместе с воздухом вокруг впускного клапана. ECM может впрыскивать топливо перед следующим открытием впускного клапана с конечной целью равномерного смешивания воздуха и топлива, что должно создать качественную горючую однородную воздушно-топливную смесь. При попадании в камеру сгорания воздушно-топливная смесь обеспечивает встроенный процесс самоочистки впускных и впускных клапанов.

На рисунке справа показан воздух, поступающий вокруг впускного клапана; вскоре после этого топливо впрыскивается непосредственно в камеру сгорания. Воздух и топливо смешиваются вместе, пока поршень движется вниз на такте впуска и когда смесь сжимается во время такта сжатия. ECM имеет очень короткое окно для впрыска топлива; для полного смешивания воздуха и топлива не так много времени.

Мы уже упоминали, что автомобили GDI страдают от накопления углерода, но как он туда попадает? Каким образом чистый воздух, который фильтруется для удаления пыли, проходя через совершенно новую систему впуска, вокруг чистых впускных клапанов и в камеру сгорания, производит углерод? Кажется, это не имеет никакого смысла.

Фотографии в верхней части страницы 36 были сделаны для двух из восьми впускных клапанов BMW 750Li F02 N63 2010 года выпуска с пробегом почти 65 000 миль. На всех восьми впускных клапанах был нагар, но что меня удивило, так это то, что нагар на всех цилиндрах был разным. Верхнее фото — цилиндр 4, на котором виден более темный спеченный углерод; среднее фото — цилиндр 6, на котором виден сухой, может быть, мягкий углерод.

Если вы никогда не работали с автомобилем GDI, теперь вы знаете, как выглядит нагар на обратной стороне клапанов. Итак, вернемся к вопросу: как туда попал углерод? Ответ прост и сложен одновременно. Ответ прост: неполное сгорание. Вы можете подумать, что если у нас неполное сгорание в цилиндре, углерод должен просто выйти из выхлопной трубы. Как он попадает обратно на впускной тракт двигателя?

В идеальном мире правильное количество воздуха и топлива попадет в камеру сгорания, произойдет идеальное сгорание и чистые выбросы выйдут через выхлопную трубу. Но двигатель внутреннего сгорания , а не идеален, как и топливно-воздушная смесь. Углерод, образующийся при неполном сгорании, может перемещаться в двигателе по ряду направлений. Простой путь выходит из выхлопной трубы во время такта выпуска, что создает другую проблему, к которой мы вернемся через минуту.

Некоторая часть нагара попадает вокруг поршневых колец в моторное масло, и именно здесь, по мнению большинства экспертов, углерод, взвешенный в моторном масле, попадает во впуск через систему принудительной вентиляции картера (PCV). Использование неподходящего моторного масла, увеличенные интервалы замены масла, грязные воздушные фильтры и мокрые системы вентиляции картера способствуют образованию смеси масла и углерода во впускной зоне.

Другой путь для углерода лежит вокруг впускных клапанов во время такта выпуска, когда и впускной, и выпускной клапаны открыты. Это важный момент; не забудьте проверить бюллетени технического обслуживания, в которых может быть предложено перепрограммирование для уменьшения накопления углерода.

Это возвращает нас к теме углерода, который выталкивается вокруг выпускного клапана после сгорания. В своем исследовании для этой статьи я нашел много статей и исследований, связанных с твердыми частицами от автомобилей GDI. В таблице на странице 36 показаны результаты исследования Калифорнийского совета по воздушным ресурсам (CARB), которое использовалось для понимания и разработки будущих стандартов выбросов, связанных с твердыми частицами (ТЧ). Для простоты, Фаза 1 в основном выполняется с холодным двигателем, а Фаза 3 — с прогретым двигателем. Первый ряд легко понять, так как все мы знаем, что дизели создают ТЧ, поэтому они оснащены сажевым фильтром (DPF). В четвертой строке показаны результаты с DPF. Во втором и третьем рядах отчетливо видны твердые частицы от двигателей GDI, но они менее выражены, когда двигатель прогрет, а двигатель PFI достаточно чистый.

Это заставило меня задуматься о другом источнике накопления углерода во впускном коллекторе. Большинство автомобилей GDI имеют систему рециркуляции отработавших газов (EGR), и мы все сталкивались с результатами накопления углерода в клапанах EGR. Исходя из того, что мы видим из таблицы на стр. 34, вполне возможно, что часть ТЧ, выходящих из двигателя, рециркулируется обратно во впуск через систему рециркуляции отработавших газов и смешивается с углеродом из газов PCV.

Результаты исследования CARB принесут новые стандарты РМ. Текущие стандарты составляют 10 мг/мл. сейчас 3мг/миль. начиная с 2017 г. и 1 мг/млн. намечены на 2025 год. Как производители транспортных средств будут соответствовать будущим стандартам выбросов ТЧ? Это еще одна интересная история, которая может решить некоторые проблемы накопления углерода.

Новый двигатель Audi 1,8 л TFSI GDI будет включать две системы впрыска — порт и непосредственный впрыск. Система PFI будет использоваться, когда вероятно формирование PM, а GDI будет использоваться в других режимах работы. Таблица наглядно показывает преимущества обоих вариантов впрыска. В новом двигателе Subaru также используется формат с двумя впрысками, и другие производители рассматривают его.

Это, конечно, не поможет ранним машинам GDI, но может решить проблему по мере продвижения вперед. И последнее замечание по поводу твердых частиц: мы уже знаем, что DPF творит чудеса с дизельными двигателями, поэтому добавление сажевого фильтра для бензиновых двигателей может стать еще одним решением для бензиновых двигателей.

Как бороться с нагаром в двигателе? Сэм Белл хорошо описал большинство доступных вариантов очистки, и с тех пор, как была написана эта статья, мало что изменилось. На приведенных выше фотографиях ясно видно, что образование нагара в разных местах одного и того же двигателя отличается от цилиндра к цилиндру, и для каждого цилиндра могут потребоваться разные методы очистки. На нижнем фото показаны результаты после очистки скорлупы грецкого ореха.

Мой лучший совет — начать с обзора рекомендаций производителя, проверить наличие новых сервисных бюллетеней и, если возможно, узнать у местного дилера, что он делает. Всегда имейте в виду, что все, что вы вводите в двигатель, воздухозаборник и камеру сгорания, будет иметь потенциальные побочные эффекты.

Итог: автомобили GDI никуда не денутся. Компоненты топливной системы будет довольно легко диагностировать и ремонтировать. Проблемы с углеродом реальны, и я не знаю никаких быстрых решений, но просвещение потребителей и профилактическое обслуживание, похоже, помогают избежать катастрофических счетов за ремонт.

Загрузить PDF

Решение проблем с непосредственным впрыском бензина: правда и вымысел о GDI

Нажмите здесь, чтобы узнать больше системы многоточечного впрыска топлива из-за преимуществ в топливной экономичности и сниженном уровне выбросов. Однако теперь, когда GDI используется в двигателях уже несколько лет, производители двигателей видят проблемы, вызванные этими системами, а также множество фактов и вымыслов, связанных с тем, почему эти проблемы существуют и как их решить.

Сборщик двигателей недавно встретился с Мэттом Дикмайером из компании Dickmeyer Automotive Engineering в Саут-Уитли, штат Индиана, чтобы узнать, что он лично испытал в отношении GDI и как он решил некоторые проблемы, возникающие в двигателях.

«Основная причина, по которой OE переходят на непосредственный впрыск, заключается в том, что я считаю нереалистичными требования правительства к MPG», — говорит Дикмейер.

Чтобы удовлетворить эти требования, производители оригинального оборудования производят двигатели меньшего размера с турбонагнетателями. Меньший двигатель, очевидно, будет иметь меньший диаметр цилиндра, который легче обслуживать или достичь высокого объемного КПД (VE).

«Поскольку вы просто не можете накачать каждый бит воздуха в цилиндр без чрезвычайно высоких оборотов, они идут с турбонаддувом, который может сделать двигатель с малым рабочим объемом мощностью двигателя с большим рабочим объемом», — говорит Дикмейер. . «Однако с любым принудительным впуском или добавкой мощности вам на самом деле нужно иметь жертвенный процент топлива, впрыскиваемого в цилиндр, который на самом деле ничего не делает для создания мощности. Это то, что я называю жертвенным просто потому, что его функция состоит в том, чтобы контролировать преждевременное зажигание и детонацию, снижать температуру сгорания и так далее».

Проблемы GDI

Судя по тому, что он узнал на динамометрическом стенде, Дикмайер говорит, что жидкое топливо в цилиндре вредно. Многие люди ошибочно скажут, что вы ищете, где испаряется топливо, но это тоже не совсем так, потому что пар — это жидкость, превращающаяся в газ. Чего вы хотите, говорит он, так это атомизации.

«Вы хотите, чтобы маленькие капельки топлива переплетались с воздухом», — говорит он. «Что происходит с двигателем с непосредственным впрыском, так это то, что вы впрыскиваете это жидкое топливо в цилиндр, оно попадает на стенки цилиндра и впитывается в масло. Во время сгорания происходит следующее: масло на стенках цилиндров содержит бензин, поэтому оно воспламеняется и сгорает. Вот почему многие двигатели с непосредственным впрыском испытывают значительный расход масла и прогары в цилиндрах».

Проблема, известная как низкоскоростное предварительное зажигание (LSPI), обычно возникает в автомобилях с двигателями GDI. Детонация обычно возникает в двух местах – вблизи свечи зажигания и вокруг нее или по периметру цилиндра в щелевом зазоре над верхним кольцом между цилиндром и головкой поршня.

«Я обнаружил, что проблема заключается в том, что впрыск топлива, особенно непосредственный впрыск, имеет очень плохую функцию ускорительного насоса, тогда как карбюратор имеет один или два ускорительных насоса», — говорит Дикмейер. «Поэтому, когда вы работаете с высокой нагрузкой, работаете на низких оборотах двигателя и медленно нажимаете на педаль газа, он впрыскивает дополнительное топливо через ускорительные насосы. Впрыск топлива на самом деле не имеет этой функции. Что происходит в этой ситуации с низкой скоростью и высокой нагрузкой, так это то, что вы получаете кусочки углерода и сажи, которые отрываются от клапанов и в камере сгорания, которые пробиваются к стенкам цилиндра, где они прилипают к маслу и топливу, которые находятся в цилиндре. стены. Когда поршень движется вверх, он наполняет щелевой зазор углеродом, а эти небольшие группы углерода и сажи разбавляются топливом и маслом, которые затем тлеют и действуют как свеча накаливания или фитиль, вызывая преждевременное зажигание».

При прямом впрыске вам не обязательно впрыскивать топливо в цилиндр на такте впуска, как при многоточечной системе или карбюраторе. С непосредственным впрыском вы можете подавать топливо в цилиндр, когда он находится на такте сжатия.

«Двигатели меньшего размера имеют меньший удельный расход топлива на тормоза просто потому, что они могут достичь полной объемной эффективности лучше, чем двигатель большого диаметра», — говорит он. «С конструкцией верхней части поршня и конструкцией камер сгорания они действительно эффективны, поэтому вы действительно можете использовать более высокую степень сжатия с многоклапанным двигателем просто потому, что компоновка камеры сгорания очень эффективна с центральным расположением. расположена свеча зажигания. На самом деле вы можете эксплуатировать двигатель с турбонаддувом при расходе топлива, характерном для тормозной системы, который был бы нормальным для двигателя без наддува».

Вы можете запускать двигатели с турбонаддувом весом менее 0,5 фунта. в час на лошадиную силу, по Дикмейеру. Как правило, с турбонаддувом или любым видом принудительной индукции вы значительно превышаете 0,5 фунта и приближаетесь к диапазону 5/8 фунта в час на лошадиную силу.

«В карбюраторном мире есть поговорка, что «бережливость — это зло», — говорит Дикмейер. «В двигателе с непосредственным впрыском, где у вас одновременно есть богатое и обедненное состояние, это как бы создает идеальный шторм, чтобы внутри цилиндра произошла катастрофа. Если бы вы могли поместить зонд в камеру двигателя с непосредственным впрыском, у вас было бы другое соотношение воздух-топливо в цилиндре. У вас будет богатое состояние по направлению к центру цилиндра, и у вас будет обедненное состояние по направлению к внешнему периметру поршня».

Недостатки конструкции GDI

По словам Дикмайера, когда вы смотрите на то, как спроектированы некоторые из этих двигателей GDI, кажется, что система вентиляции картера была запоздалой мыслью.

«На двигателе EcoTec GM 2,4 л впускное отверстие, где пластиковый впускной коллектор соединяется с головками системы вентиляции картера, находится внизу, в низком месте, через которое обычно можно увидеть обратный канал для слива масла», — говорит Дикмейер. «Таким образом, вы получаете масло, которое проходит через двигатель и достигает верхнего предела, а затем возвращается вниз и падает в эти нижние точки. Вот где у многих этих двигателей есть источник вакуума для системы вентиляции картера, поэтому они всасывают масло.

Эта проблема приводит к тому, что капли масла проходят через впускной коллектор, впускное отверстие и камеру сгорания, что также может привести к преждевременному зажиганию.

Наиболее известная проблема прямого впрыска заключается в том, что форсунка расположена за клапаном, а не перед ним, поэтому у вас нет механической очистки задней стороны впускного клапана, как при многоточечном впрыске. .

«Ваши клапаны сильно нагреваются, — говорит Дикмейер. «Многие люди думают, что когда ваш клапан открыт и свежий воздух проходит через него, это и охлаждает клапан. Ваш клапан действительно охлаждается, когда он контактирует с седлом посредством теплопередачи. Водяные рубашки вокруг седла вытягивают BTU из клапана. Эти клапаны нагреваются, поэтому, когда капли масла проходят через впускное отверстие и проходят через головку блока цилиндров, они прилипают к задней стороне впускного клапана. Он начинает накапливаться слоями, и это не просто слой пепла или слизи, он почти превращается во что-то вроде лавового камня, и он будет окружен жирной слизью, которая усугубляет ситуацию и задерживает грязь».

Эти капли масла и небольшое количество пыли и грязи попадают через впускные отверстия, которые покрыты липким маслом и создают слой налета, который становится все толще и толще и толще.

На самом деле, у Мэтта был клиент, который пригнал Chevy Equinox с небольшим пробегом, у которого отказал двигатель из-за этого накопления. Заказчик дал Дикмейеру разрешение на реинжиниринг и решение проблем. Хотя Мэтт ничего не мог сделать, чтобы предотвратить возникновение проблемы из-за GDI, он мог попытаться улучшить работу движка в среде GDI.

«У меня большой опыт, и я потратил семь месяцев, чтобы сделать все правильно, — говорит он. «Дилер GM ошибочно диагностировал, что Equinox нуждается в топливном насосе. У него было очень плохое богатое состояние и обедненное состояние и так далее. Я сорвал с него головку и положил на стенд, и при подъеме всего на полдюйма из него текло почти вдвое меньше, чем из чистого порта. PCM не может компенсировать эту потерю воздушного потока, поэтому у вас будет очень плохое богатое состояние».

Когда углерод накапливается на задней стороне клапанов, он действует как изолятор, не позволяя клапану должным образом остыть, когда он соприкасается с седлом. Это приводит к тому, что клапаны нагреваются докрасна, а головки клапанов выскакивают, что приводит к падению клапана в цилиндре.

«Вы пробьете дыру в поршне и забьете сломанную свечу зажигания в камеру сгорания», — говорит Дикмейер. «У многих компаний, занимающихся восстановлением, возникают серьезные проблемы с этим. Они дают своему продукту гарантию на 100 000 миль, и он возвращается с пробегом 28 000 миль, а двигатель — мусор. Многие из этих ремонтных мастерских не будут возиться с двигателями с прямым впрыском, потому что они будут владеть ими вечно. Они никогда не заработают на них денег, потому что они будут постоянно возвращаться».

Из-за особенностей систем GDI камера сгорания может испытывать некоторые проблемы.

Компания GM сталкивалась с проблемами, связанными с GDI, и, по словам Дикмейера, с такими OEM-производителями, как Kia, Hyundai и Ford, тоже.

«У Ford проблема есть, но она не разрушает двигатель, как у GM», — говорит он. «Это может быть связано с тем, что Ford использовал двигатели V6 EcoBoost на Baja 1000, и они, по сути, выбили из них все дерьмо, и я думаю, что они вложили в двигатель немного больше инженерии, поэтому он может немного легче избавиться от этих проблем. чем двигатели GM».

Некоторые из этих автомобилей разрабатываются на гоночной трассе, например, GM использует свои корветы GDI в гонках IMSA, что не совсем соответствует серийным автомобилям.

«На гоночных двигателях вы не увидите столько нагара, потому что они практически все время открыты настежь», — говорит Дикмейер. «Скорость порта через двигатель через впускной порт и через выпускной канал настолько высока, что многие из этих вещей просто не успевают произойти. Это действительно худший показатель для серийного автомобиля, где он часто работает в режиме простоя».

GDI Solutions

На рынке есть несколько продуктов, которые, как утверждается, удаляют отложения, скапливающиеся на впускном отверстии из-за проблем с GDI. Однако, по словам Дикмайера, большинство, если не все эти продукты, являются ложными. Хотя эти продукты могут немного помочь, они ни в коем случае не решают проблему и не избавляют впускное отверстие от отложений. Дикмейеру пришлось пройти через многое, гораздо больше, чем просто тампон или присадка, чтобы решить проблему налипания на Chevy Equinox.

«Когда мы разобрали этот двигатель, я попытался почистить головку с помощью обычной мойки для деталей, и она даже не коснулась ее, — говорит он. «Я отнес его моему другу, у которого есть большая дробеструйная камера высокого давления, и растворитель, который он использует в своей дробеструйной камере, съест поршень до нуля, если вы дадите ему поработать на выходных. Мы положили головку блока цилиндров в его пескоструйный шкаф на восемь часов, и она ее не трогала.

«У другого моего друга есть компания по мойке под давлением, поэтому у него есть одна из этих больших моек высокого давления на 5000 фунтов на квадратный дюйм с нагревателем, так что вы действительно можете получить горячую воду. Это бы не коснулось. Это просто очистит небольшие участки. Мне буквально пришлось портировать головку блока цилиндров и на моем верстаке, а также портировать и шлифовать этот материал вручную. Как я уже сказал, это похоже на лавовый камень.

После очистки Дикмейер связался с компанией Line2Line, с которой он познакомился на выставке PRI, чтобы помочь ему разработать покрытие типа тефлона. Они разработали некоторые покрытия, которые будут работать при высоких температурах, но при этом останутся прилипшими к поверхности.

«Мы покрыли тыльную сторону клапанов, — говорит Дикмейер. «Затем я добавил маслоотделитель во впускную систему, и мы покрыли всю юбку поршня молибденовым покрытием PTFE. Мы покрыли верх и низ теплозащитным барьером, а на пробеге в 40 000 миль сняли впускной коллектор с этого автомобиля, и отложений практически не было. Я видел эти автомобили с пробегом менее 40 000 миль, и он не начинает накапливаться, к тому времени двигатель уже устарел».

Образование

Другая часть проблемы, связанной с проблемами двигателя GDI, заключается в том, что никто не обучает потребителей этим проблемам или способам их решения с помощью простых вещей, таких как надлежащее обслуживание масла и интервалы замены.

«Мы заливаем в автомобиль то масло, которое требует производитель, а не то масло, которое нужно вам», — говорит Дикмейер. «Это была наша политика. Что меня беспокоит, так это то, что я пытаюсь объяснить людям, почему им нужно конкретное масло, а они его не получают или думают, что я завышаю цену, потому что они никогда не платили больше 22 долларов за замену масла в Jiffy Lube. Я пытаюсь объяснить, что это не я завышаю цену, а то, что все остальные заряжают слишком мало. Людей не учат нефти. Это смазка, охлаждающая жидкость, гидравлическая жидкость и диспергатор. У него так много функций, помимо смазки».

На самом деле никто не создал никакой информации для потребителя о том, почему вам нужно менять масло более регулярно. Вместо этого это превратилось в ситуацию «дайте людям то, что они хотят».

«С сегодняшними сверхмалыми зазорами все просто заклинивает, когда вы меняете масло слишком поздно», — говорит он. «Есть производители, которые рекомендуют интервалы замены масла от 10 000 до 12 000 миль для двигателя с непосредственным впрыском. И вы получаете телевизионную рекламу, в которой говорится, что масло нужно менять раз в год».

С химической точки зрения масло после года эксплуатации в автомобиле может иметь смазочные свойства, но большая проблема заключается в грязи, находящейся во взвеси, которая прилипает к маслу. Когда вы меняете масло, вы вымываете грязь из картера.

«По прошествии года у него будет много времени, и из-за неадекватных систем PCV я вижу много конденсата или пены, которая накапливается в верхней части двигателя», — говорит он. . «Она попадает в крышки клапанов, вокруг кулачковых шеек и подшипников, в основной стенке и препятствует потоку масла».

Почему двигатели с непосредственным впрыском газа (GDI) нуждаются в регулярном обслуживании

19 февраля 2018 г. |
Автор: Сирлз Стафф |
Один комментарий |
Категории: В магазине

Что нужно сделать, чтобы ваши впускные топливные клапаны не превратились в это

Когда-то ограничивавшиеся дизельными и газовыми автомобилями высокого класса, двигатели с непосредственным впрыском стали популярными в последние годы. Предлагая заметные улучшения топливной экономичности, эта высокопроизводительная система имеет недостаток, о котором средний водитель не знает: грязь на впускном клапане.

Технически это остатки окисленного топлива, с которыми легко справиться при регулярном обслуживании. К сожалению, большинство владельцев транспортных средств не знают о дополнительных потребностях своего двигателя GDI — по крайней мере, до тех пор, пока они не приедут в местную сервисную мастерскую с горящей лампочкой «проверить двигатель».

Как работают двигатели с непосредственным впрыском топлива

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

В традиционном газовом двигателе топливо распыляется от форсунок во впускном канале к цилиндру двигателя. Во время этого процесса газ омывает впускные клапаны вашего автомобиля, очищая топливо, которое окислилось по пути.

В современном двигателе GDI топливная форсунка находится непосредственно внутри цилиндра. Это более короткое расстояние обеспечивает более оптимальное распыление, а это означает, что меньше топлива расходуется на сгорание (следовательно, ваш автомобиль получает больший расход топлива). С другой стороны, газ больше не омывает впускные клапаны, что способствует образованию нагара.

Почему вам не нужны грязные клапаны

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

Признаки засорения впускного клапана включают:

Потеря мощности/ускорения
Пропуски зажигания двигателя
Снижение эффективности использования топлива
Тряска двигателя
Подергивания/вибрация на остановках
Загорелась лампочка «check engine»

Удаление нагара на впускных клапанах

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

В компании Searles мы используем процесс тройной очистки для удаления отложений. Сначала мы отключаем топливный насос автомобиля и подключаемся к топливной системе с помощью инструмента, который подает очиститель для работы двигателя, эффективно удаляя любые отложения на топливных форсунках. Затем мы прикрепляем еще один инструмент, который распыляет очиститель в зону воздухозаборника двигателя для очистки каналов и клапанов.

После того, как оба очистителя прошли, мы устанавливаем очиститель и осушитель топливной системы в топливный бак. После обслуживания мы рекомендуем владельцам заполнить бак, чтобы очиститель оставался в системе как можно дольше.

Для более подробного объяснения процесса обслуживания крупных топливных баков мы рекомендуем этот информационный видеоролик .

Другие методы

В крайних случаях образования нагара вашему механику, возможно, придется прибегнуть к более сильным методам очистки двигателя. На фотографии ниже показаны впускные клапаны автомобиля GMC 2013 года выпуска, который проехал 62 000 км без замены топлива. Из-за массивного накопления углерода наших обычных чистящих средств было недостаточно. Вместо этого мы выбрали более физический путь, обрызгав клапаны струей грецкого ореха под высоким давлением. (Да, мы используем настоящую скорлупу грецкого ореха — это крепкие штуки!) Как видите, разница до и после взрыва — ночь и день.

Важно отметить, что описанный выше процесс занимает гораздо больше времени (и дороже), чем стандартная услуга по заправке топливом. Предотвратите большой счет (не говоря уже о возможных проблемах с двигателем), заправляя свой автомобиль для заправки через регулярные промежутки времени .

Что еще вы можете сделать?0003

Регулярно меняйте масло – мы рекомендуем нашу программу Best Oil Service для двигателей GDI
Замените старые свечи зажигания (обычно подходят для пробега от 50 000 до 80 000 км, в зависимости от производителя
Добавьте очиститель топливной системы для поддержания текущего состояния вашей топливной системы

Хотя эти действия помогут держать под контролем накопление углерода, важно помнить, что вашему автомобилю по-прежнему требуется капитальный ремонт топливной системы каждые 50 000 км.

Posted inДвигатель