Ни для кого не секрет, что двигатель прямого впрыска далеко не новинка. Первооткрывателями в данной области стали инженеры Mitsubishi. Первые из авто, оснащёнными двигателями GDI, были Mitubishi Galant и Legnum, продаваемые на внутреннем рынке Японии. Двигатель имел маркировку 4G93 и устанавливался на Mitsubishi Carisma, Colt, Galant, Lancer, Pajero iO и др.
Содержание статьи
Устройство двигателя GDI
Рассмотрим ближе, что же такое GDI или Gasoline Direct Injection, а по-русски — прямой впрыск топлива, и разберёмся, что это такое. Он пришёл на смену двигателям MPI, или Multi-Point Injection (распределённый впрыск), в которых топливо впрыскивается в каждый впускной канал и смесь образуется до попадания в цилиндр. А тем временем GDI ‒ это инжекторная система, при которой форсунки находятся в голове блока цилиндров, а впрыск топлива осуществляется не в коллектор, а напрямую в камеру сгорания двигателя.
На нынешнем этапе автомобилестроения непосредственный впрыск представляет собой самый прогрессивный тип питания бензинового двигателя.
Сейчас многие автоконцерны выпускают авто с данной системой, но у разных автопроизводителей она именуется по-разному. Непосредственный впрыск у Ford – EcoBoost, Mercedes – CGI, концерна VAG – FSI и TSI и т.д.
Принципиальными отличиями работы двигателя GDI от работы двигателей с распределённым впрыском являются:
Смесь подаётся под давлением, что обеспечивается за счёт использования ТНВД, который развивает высокое давление в топливной рампе. За счёт этого сократилось в 6 раз (в сравнении с обычными инжекторными двигателями) время открытия форсунки до 0.5 мсек на холостых оборотах.
При использовании системы прямого впрыска уменьшается расход топлива приблизительно до 20 % и количество выбросов, но двигатели с данной системой менее терпимы к качеству используемого топлива.
Mitsubishi(Митсубиси) при создании двигателя GDI вобрали лучшее от бензинового и дизельного ДВС. Таким образом, здесь присутствуют, как и в любом другом бензиновом двигателе, свечи зажигания на каждый цилиндр, однако здесь появились топливный насос высокого давления (ТНВД) и форсунки на каждый цилиндр. Благодаря ТНВД бензин через форсунки впрыскивается в цилиндры под давлением около 5 Мпа, а форсунка осуществляет два типа впрыска бензина. Поэтому, если вы захотите перевести свой автомобиль на газ, то вам потребуются соответствующее оборудование и специальные настройки блока управления ГБО (в связи с расположением форсунок и пр.).
Технология прямого впрыска GDI
GDI двигатель способен работать в различных режимах (их три), каждый из которых зависит от преодолеваемой нагрузки. Рассмотрим эти режимы:
В итоге, увеличилась степень сжатия до 12-13, а двигатель нормально функционирует на бедной смеси. Совместно с этим повысилась мощность двигателя, уменьшился расход топлива и уровень вредных выбросов в атмосферу.
А самые новые двигатели GDI от КИА оснащены турбонаддувом, а именуются они T-GDI. Так последние двигатели семейства Kappa отражают мировую тенденцию к “даунсайзингу”, что выражается в уменьшении объёмов двигателей вместе с увеличением их эффективности. Например, двигатель 1.0 T-GDI от КИА имеет мощность 120 л.с. и крутящий момент 171 Нм.
Технология прямого впрыска является весьма актуальной, но она не избавлена от недостатков.Итак, чем же плох двигатель GDI?
Несмотря на перечисленные минусы, многие автовладельцы утверждают, что при заправке автомобиля на проверенных АЗС 95-98 бензином (а не из Петькиного “трахтера”), своевременной замене свечей (оригинальных, что крайне важно) и масла, двигатели GDI не вызывают проблем даже при пробеге до 200 000 км и более.
Итак, преимущества GDI-двигателя по отзывам:
Решение покупать автомобиль с двигателем GDI или нет ‒ личное дело каждого. Но, приняв положительное решение, стоит тщательнейшим образом “обследовать” автомобиль. Если он не убит, то у вас ещё больше пищи для ума, потому как крайне приятно ехать “бодро”, но с меньшим расходом топлива, и наносить меньший вред окружающей среде и своему здоровью.
mytopgear.ru
Возникающие колебания в покупке, параллельно подкрепляют различные споры и отзывы, которые прописываются на различных форумах. Человек, который не сталкивался с такими моторами и не имеет ни малейшего представления о них, начинает опасаться за будущую покупку. Мало ли в будущем ему придется столкнуться с внештатной работой моторного узла, либо увеличить расходы на обслуживание, либо часто обращаться в автомастерскую.
Поэтому, для того, чтобы Вы сделали правильный выбор, мы поможем Вам и расскажем о том, что это за двигатель и какие он имеет плюсы и минусы в эксплуатации. В этой статье мы учли мнения всех категорий водителей: и профессионалов, и любителей.
Двигатель, с аббревиатурой GDI (Gasoline Direct Injection), работает по принципу того, что топливо попадает сразу в цилиндры. В других двигателях, все построено по-другому, там топливо впрыскивается сначала во впускной коллектор. В настоящее время двигатели GDI используют только японские концерны, как Mitsubishi, Toyota, Nissan.
А теперь остановимся на автомобилях с таким двигателем. Самое первое с чего стоит начать и самое, пожалуй, больное, это топливо и его качество. Двигатель GDI любит качественное, чистое топливо, с высоким октановым числом. Это можно рассматривать, как рекомендацию, которой следует придерживаться.
Категорически нельзя использовать в таких машинах этилированный бензин. В настоящее время существует большое количество разнообразных присадок и всевозможных очистителей для топлива. Помимо этого существуют еще и так называемые «повышатели» октанового числа.
Использовать их можно, но злоупотреблять и «частить» не стоит. Это происходит потому, что принцип работы топливных насосов высокого давления (далее ТНВД) построен довольно сложно.
Существует несколько модификаций двигателей GDI и каждый из них построен по-разному. Например, в одном двигателе принцип «сжимания и нагнетании топлива» включает в себя участие только мембранного клапана.
Это уже другой двигатель у которого схема работы может быть уже по другому и там могут быть задействованы 7 небольших плунжеров. Принцип работы у которых схож с пистолетной обоймой и имеет сложную механическую схему.
Все эти модификации двигателей GDI имеют одну схожую особенность. Все детали: мембранный клапан, и плунжера являются высокоточными деталями и их максимально качественно обрабатывают.
А теперь смотрите, что может произойти, если Вы будете использовать некачественные виды топлива, либо подозрительные примеси. Через какое-то время ТНВД у Вас «сядет», что не будет давать нужного давления в форсунки. Конструкторы предусмотрели этот момент и включили в конструкцию несколько ступеней для очистки топлива при попадании в систему.
Начальная очистка производится при попадании топлива в ТНВД, где установлена «сеточка», которая производит первоначальную очистку.
Следующая очистка происходит непосредственно в топливном фильтре. Он находится в каждом автомобиле и может располагаться по-разному: у кого-то под днищем, у кого-то прямо в топливном баке.
Дальше, очистка осуществляется тогда, когда топливо поступает в ТНВД, на подступах к которому установлена «сеточка-стакан».
Последняя очистка производится при обратном возвращении топлива, когда оно снова попадает в ТНВД и проходит через всю его конструкцию. На выходе мы опять имеем сеточку-стакан, которая и производит очистку.
Все эти степени очистки являются отличным вариантом для любого вида топлива, кроме нашего.Если мощность Вашего мотора и приемистость понизились, и Вы это почувствовали, то не оставляйте этот факт без внимания. Значит, с двигателем происходит что-то не то.
Через какое-то определенное время Ваш автомобиль просто может перестать заводиться. Поэтому, незамедлительно выдвигайтесь на ближайшее СТО, которое специализируется на моторах с такими ТНВД и пытайтесь решить вопрос еще на начальном этапе. Таким образом, Вы сможете продлить срок службы двигателя и реанимируете его.
Чтобы определить проблему в ТНВД и убедиться в его «виновности» стоит применить методику, которая включает в себя несколько пунктов:
Первый шаг: Начинаем с проверки электроники, в процессе которой считываем DTC. Должны сразу отметить тот факт, что на ТНВД GDI установлен лишь электромагнитный клапан. Это все, что имеется из электроники на этом агрегате. Этот клапан «запирает» топливо.
Должны также отметить, что электроника на двигателях GDI достаточно продвинутая и чувствительная. Много различных экспериментов проводили с ней, на которых она показывала себя с безупречной стороны.
Данная система вызывает только уважение, но в ней есть и особенность. Она заключается в том, что если ухудшаются параметры внутри ТНВД, то система на эти изменения в давлении горючего не реагирует. Здесь мы рассматривает варианты износа от использования некачественного топлива. Следовательно, переходим к следующему шагу.
Шаг 2: Теперь надо убедиться, что у нас исправен электромагнитный клапан. Если с его работой проблем не обнаружено, тогда переходим дальше.
Шаг 3: На этом этапе надо замерить давление ТНВД и только на «выходе». Нормально давление составит от 40 до 50 кгсм2. Если прибор нам показывает результат в этом диапазоне, значит, все в порядке. Приобретая авто с мотором GDI, Вам надо быть готовым к тому, что наше топливо им не очень подходит.
Если Вы все же приобрели, либо окончательно остановили свой выбор на GDI, то здесь можно только посоветовать Вам, проводить полную очистку ТНВД каждые 2000-3000 километров и доверить это лучше профессионалам.
Теперь давайте более подробно рассмотрим, как работает данный тип двигателей.
По своей конструкции он схож с бензиновыми и дизельными моторами. Если брать цилиндр в отдельности, то он в себя включает форсунку и свечу зажигания. Благодаря форсунке горючее поступает в двух режимах.
В работе GDI существует несколько режимов, которые напрямую зависят от многих показателей: скорости, темпа езды, эксплуатации автомобиля. Первый режим это работа на сверхбедных смесях. Он задействован тогда, когда Вы ездите спокойно в городе либо на трассе. И Ваша скорость не превышает 120 км/ч.
В результате этого режима на выходе мы получаем устойчивость и надежность в работе двигателя. Второй режим — работа на стехиометрической смеси. Тут уже рассматривается более интенсивное движение, а также езда на более высоких скоростях.
Третий режим производит уже сама система управления GDI, когда Вы двигаетесь на машине с маленькой скоростью, а затем резко вжимаете газ. Здесь происходит повышение момента двигателя.
Что мы имеем в конечном результате? А то, что при первом режиме мотор будет работать более устойчивей. Мощности при этом GDI будет выдавать больше, топлива расходовать меньше. В дополнение ко всему, этот режим наиболее экологический, по сравнению с другими бензиновыми агрегатами.
Поделитесь информацией с друзьями:
shokavto.ru
История двигателей GDI (Gasoline Direct Injection) берет начало в 1925 году, когда шведский инженер Е.Хесселаман создал легкую и экономичную установку с искровым зажиганием, работающую сразу на нескольких видах топлива: бензине, солярке, масле и керосине. Подача топлива в камеры сгорания осуществлялась насосом, а для воспламенения слабо сжимаемой смеси использовались свечи. По мере изменения внешних температур менялся и вид топлива. В сравнении с предшественником современные GDI-агрегаты многократно улучшены и заслужили признание ведущих компаний мирового автопрома, хотя в качестве топлива в них используется лишь бензин. Первой серийный выпуск авто с установкой Gasoline Direct Injection начала компания Daimler-Benz. Рассмотрим подробнее, что такое GDI двигатель? Как он устроен? Что делает его популярным? И есть ли у него недостатки?
В GDI-двигателях реализована идея прямого впрыска топлива в камеру сгорания. Подобное решение для остальных бензиновых агрегатов нехарактерно. GDI двигатели объединили в себе некоторые черты двигателей на бензине и на дизельном топливе, получив в итоге очень достойные характеристики. От дизелей GDI достался топливный насос, подающий топливо под давлением около 4,8 Мпа (примерно 50кг/см2) и система впрыска на финальной стадии сжатия, а от бензиновых – тип топлива и свечи зажигания. Форсунка в GDI направляет топливо прямо в цилиндр, там же происходит его смешивание с воздухом, однако для зажигания смеси используется искра.
Впрыск топлива в обычном инжекторном двигателе и GDI.
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:
Движение воздуха в камере сгорания и форма поршня. Двигатель Mitsubishi 4G93 GDI.
Читайте также: TDI двигатель — что это такое и чем он отличается от GDI.
Основная проблема состоит в высокой чувствительности GDI-двигателей к качеству топлива. Это в равной мере относится и к любым неисправностям, способным хоть как-то отразиться на качестве подаваемой смеси.
На установках Gasoline Direct Injection иногда наблюдается сильное почернение свечей зажигания или они вовсе выходят из строя. Обычно это результат высокой чувствительности топливной аппаратуры к воде и мельчайшим примесям. Накопление сажи во впускном коллекторе объясняет её попаданием в камеру сгорания. Её частички могут оседать на клапанах и забивать форсунки, что мешает нормальному распылению бензина.
Вследствие накопления нагара на внутренней поверхности впускного коллектора меняется конфигурация спирали воздуха; она уже не соответствует норме для GDI, в итоге чего сгорание нарушается. По количеству нагара на свечах достаточно объективно определяется степень засоренности впускного тракта. До определенного момента нормальной их работе это не мешает, но через 20 тыс. км пробега можно подумать об замене, а впускной коллектор в профилактических целях рекомендуется очищать через 25-30 тыс. км.
Также проблемой является повышенная токсичность выхлопов. Сгорание сверхобедненной топливной смеси приводит к образованию токсичных окислов азота NOx. Чтобы подогнать показатели выхлопа под требования Euro 3 японские инженеры сначала модернизировали нейтрализаторы, а позже добились их невысокой чувствительности к серным примесям.
avtonov.com
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.
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:
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.
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.
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.
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.
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).
Какие выгоды сулит новый двигатель с НВ, в том числе и системы GDI:
Следует заметить, что из двигателей прямого впрыска японского и корейского производства самые надежные и доработанные моторы стоят на автомобилях Мицубиси (Митсубиси).
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.
avtodvigateli.com
Раскрыть...
Топливный насос высокого давления — ключевой элемент конструкции GDI. Именно проблема создания надежного ТНВД длительное время сдерживала развитие двигателей непосредственного впрыска (как и высокотехнологичных дизелей с системой Common Rail).
Фирма Mitsubishi создала четыре поколения насосов ТНВД, последовательно решая в каждом поколении проблемы надежности, устойчивости к некачественному топливу и себестоимости.
Поскольку в момент запуска двигателя магистраль ТНВД не должна содержать высокого давления, в конструкцию двигателя входит специальный редукционный клапан, сбрасывающий давление из магистрали в обратку в момент запуска двигателя.
1 – уплотнительное резиновое кольцо, 2 – заглушка редукционного клапана, 3 – пружина, 4 — редукционный клапан, 5 – фильтрик, 6 – уплотнительное резиновое кольцо, 7 — седло редукционного клапана, 8 – компенсационные отверстия.
ТНВД первого поколения («семиплунжерный») — самый первый опыт компании Mitsubishi. Выпускался в серийном производстве с 1996 по 1997гг. Ненадежен и обладает малым ресурсом (не более 50000 км) ввиду необходимости высокоточной обработки плунжеров и их быстрого абразивного износа. Также в этом ТНВД канал, ведущий к датчику давления, узкий и длинный и быстро забивается грязью из состава топлива.
1 — магнитный привод: приводной вал и шлицевый вал с магнитной проставкой между ними, 2 — опорная пластина плунжеров, 3 — обойма с плунжерами, 4 — седло обоймы плунжеров, 5 — редукционный клапан камеры высокого давления, 6 — клапан регулируемого высокого давления на выходе с форсунок (регулятор давления топлива), 7 — пружинный демпфер, 8 — барабан с нагнетательными камерами плунжеров, 9 — шайба-разделитель камер низкого и высокого давления с холодильниками для смазки бензином, 10 — корпус ТНВД с электромагнитным клапаном сброса и с портом для манометра.
Обойма с плунжерами и барабан с нагнетательными камерами:
На плунжере хорошо виден износ (показан стрелочками), делающий невозможным нагнетание требуемого давления. Рабочий ход плунжера составляет около 6 мм. Интересно, что в семиплунжерном ТНВД отсутствует возможность попадания бензина в масло вследствие физического разделения возможного контакта между бензином и маслом. В следующих модификациях ТНВД такая возможность присутствует: стоит только неправильно установить металлическую «гофру» и при этом хотя бы немножко «надорвать» ее, как попадание бензина в масло обеспечено.
ТНВД второго поколения («трехсекционный», «одноплунжерный») — первый ТНВД с решенной проблемой надежности и ресурса (при бережном обслуживании ресурс насоса сравним с ресурсом машины в целом). Выпускался с 1997 года. На фоне первого поколения отличается хорошей ремонтопригодностью.
1 – топливный бак, 2 – топливный фильтр, 3 — фильтрик, 4 – компенсатор-ограничитель пульсаций топлива (низкое давление), 5 – перепускной клапан шарикового типа (низкое давление), 6 — пластины, 7 – перепускной клапан шарикового типа (высокое давление), 8 – пластинчатый клапан на линии сброса утечек из надплунжерного пространства, 9 – компенсационная камера высокого давления, 10 – топливная рейка, 12 – регулятор высокого давления.
При запуске двигателя начинает работать топливоподкачивающий насос, расположенный в топливном баке 1. Под давлением около 3 атмосфер топливо проходит через топливный фильтр 2 и поступает в ТНВД через фильтрик 3, конструктивно расположенный в компенсаторе-ограничителе пульсаций топлива 4. Именно здесь происходит разделение топливных линий (магистралей).
Запуск двигателя происходит при низком давлении топлива (3 атмосферы) , когда топливо поступает в топливную рейку по линии низкого давления. Как только датчик давления 12 начинает показывать, что в топливной рейке создалось повышенное давление для работы двигателя в режиме сверхобедненной смеси (50 атмосфер), драйвер форсунок переключается на этот режим работы.
Линия низкого давления: 1, 2, 3, 4, 8, 9.
Линия высокого давления: 1, 2, 3, 4, 6, 7, 9, 10, 3 в 12, 12.
Переключение давлений: После компенсатора-ограничителя 4, топливо идет не только по линии низкого давления, а одновременно поступает к клапанам пластинчатого типа (пластинам) 6. Возвратно-поступательное движение плунжера в толкателе-нагнетателе сначала всасывает топливо через специальное отверстие в пластинах, а потом сжимается и через другое отверстие в пластинах толкает через перепускной клапан шарикового типа высокого давления 7 — в топливную рейку. При выходе из этого клапана, высокое давление топлива «запирает» низкое давление через клапан 4 и практически мгновенно создает в топливной рейке высокое давление, которое регистрируется датчиком давления 12.
Линия сброса утечек топлива: Во время работы плунжера в толкателе-нагнетателе, какое-то количество топлива просачивается сквозь уплотнения и попадает в околоплунжерное пространство. В пластинах 6 есть специальное отверстие, напрямую связанное с магистралью сброса излишков топлива (утечек топлива) — на схеме линия 6 – 8 – 1. Однако, если бы эта магистраль сброса излишков топлива была бы напрямую связана с топливным баком, то плунжер толкателя-нагнетателя не смог бы создать требуемое давление вследствие перепада давлений (грубо говоря, вследствие наличия «дырки» в зоне образования высокого давления). Для этого магистраль сброса излишков топлива перекрыта клапаном-регулятором давления 8, который открывается и перепускает топливо только при определенном давлении.
«Фильтрики» — весьма важный элемент в конструкции ТНВД (3).
Возможные неисправности при «забитости» фильтрика:
В одноплунжерном ТНВД рабочий ход плунжера составляет около 1 мм, длина рабочей поверхности и конструкция позволяют до минимума снизить количество утечек топлива и поддерживать рабочее давление на постоянном уровне (при отсутствии механических неисправностей).
ТНВД третьего поколения («таблетка») — также односекционный насос, еще более ремонтопригодный и надежный. Этот ТНВД гораздо меньше по размерам, нежели предшественники, и использует гораздо меньшее количество деталей не в ущерб общему принципу работы.
ТНВД четвертого поколения (4G15) имеет еще меньше деталей, однако ввиду неудачного расположения регулятора высокого давления (вынесен из насоса и расположен на «сбросе», то есть в «обратке», и неремонтопригоден) имеет меньшую надежность.
[свернуть]
carguts.ru
Двигатель GDI по своему строению похож и на бензиновый и на дизельный мотор. Все цилиндры обладают свечей и форсункой, а горючее поступает с помощью ТНВД, давление при этом составляет 5 МПа. Форсунка создает два разных режима впрыска горючего.
Режимы работы зависят от того, в каком стиле происходит езда.
GDI может реализовать и другой режим работы двигателя. Он дает возможность повышения крутящего момента мотора в тот момент, когда движение происходит на низких оборотах, но педаль газа резко приводится в действие. Если мотор работает на небольших оборотах и в него резко поступает обогащенная смесь, то риск детонации увеличивается. Из-за этого впрыску нужно пройти две фазы.
Маленький объем горючего подается в цилиндр и он охлаждает поступающий в цилиндр воздух. В это время цилиндр заполнится самой бедной смесью (около 60:1), в ней детонация не возможна. Потом, в завершении сжатия, подается горючее, оно делает смесь богатой, ее соотношение равняется - 12:1. Здесь для детонации просто нет времени.
В результате степень сжатия поднялась и составляет от 12 до 12,5, мотор стабильно функционирует используя бедную смесь. При сравнении бензинового мотора с GDI, то последний более экономичен в расходе горючего на 10%, а отдача по мощности увеличивается на 10%.
Для объяснения отличий двигателя GDI, обладающий непосредственным впрыском, ознакомимся с работой обычных силовых агрегатов, которым нужна диагностика двигателя в проверенном автосервисе.
Для сгорания топлива требуется воздух в определенном объеме, он нужен чтобы обеспечить полное сгорание горючего. Это будет стехиометрический объем.
К примеру, для бензина наилучшая топливная смесь имеет соотношение 14,7:1, это означает, что на 1 грамм горючего требуется 14,7 грамма воздуха.
Если воздуха будет больше необходимого количества, то это будет бедная смесь, а если меньше - богатая.
Воздух также необходим для создания высокого давления в цилиндре до воспламенения топливной смеси, это влияет на отдачу мотора. Полезно обеспечить наибольший объем воздуха в цилиндре при впуске, это создаст высокое давление. Теперь нужно разобраться в экономичности дизельного двигателя.
С помощью поршня и высокого давления он сжимается и нагревается. В завершении сжатия подается горючее, а повышенные давление и температура обеспечивают самовоспламенение. В цилиндре дизельного мотора давление значительно больше, чем в бензиновом: оптимальная степень сжатия для дизельного мотора - 18, а для бензина - около 12. От величины давления в цилиндре зависит отдача силового агрегата.
Осуществлялись попытки увеличить степень сжатия для мотора, работающего на бензине, но 12 - это предел, детонация и калильное зажигание не дают возможности сделать больше.
Детонация — это сгорание горючего с увеличенной скоростью в удаленных от свечей местах, в следствии возникает резкий перегрев и увеличивается нагрузка на детали силового агрегата. Стук может свидетельствовать о детонации. Как сигнал о калильном зажигании служит ускоренное (когда искры еще нет) воспламенение топливной смеси, происходит это из-за перегрева частей камеры сгорания.
При длительной работе мотора с этими неблагоприятными явлениями он быстро проявит неполадки в работе. Они происходят из-за возникновения больших температур и давления. Для избежания детонации двигатели, у которых высокое сжатие, нужно заправлять горючим высокого качества (например, АИ-98), а при превышении степени сжатия значением 12 такого топлива будет мало.
Чтобы сделать бензиновый мотор более экономичным и увеличить его мощность, потребуется полностью исключить вероятность детонации и научить его работать от бедной смеси. Такое осуществить было бы возможным, если бы бензин напрямую попадал в цилиндр, как у двигателей GDI.
xn--80aeqauefgb1byc.xn--p1ai
Многие современные инжекторные двигатели оснащаются различной системой впрыска топлива. Уже давно ушел в историю моновпрыск, а тем более карбюратор, и сейчас остались два основных вида – это распределенный и непосредственный тип (на многих автомобилях они «скрыты» под аббревиатурами MPI и GDI). Однако простой обыватель реально не понимает в чем разница, а также — какой из них лучше. Сегодня мы закроем этот пробел в конце будет видео версия и голосование, так что читаем-смотрим-голосуем …
СОДЕРЖАНИЕ СТАТЬИ
Действительно пришел в салон смотришь на комплектации, а там сплошные MPI или GDI, могут быть еще и ТУРБО варианты. Начинаешь спрашивать консультанта, а он однозначно хвалит непосредственный впрыск, а вот распределенный (ну если уж денег не хватает). НО чем он так хорош то? Зачем переплачивать, и тратится именно на него?
Начнем именно с него, все потому что он появился первым (перед своим оппонентом). Прототипы существовали еще на заре 20века, правда они были далеко от идеала и зачастую использовали механическое управление.
Сокращение MPI (Multi Point Injection) – многоточечный распределенный впрыск. По сути это и есть современный инжектор
Сейчас с развитием электроники карбюратор и прочие системы питания, которые были на заре, уходят в прошлое. Распределенный впрыск это электронная система питания, которая основана на инжекторах (от слова injection — впрыск), топливной рампе (куда они устанавливаются), электронном насосе (который крепится в баке). Все просто ЭБУ дает приказания насосу качать топливо, оно по магистрали идет до топливной рампы, далее в инжектора и после распыляется на уровне впускного коллектора.
Но эта система также шлифовалась годами. Существуют три типа впрыска:
Я думаю с этим понятно, именно третий тип сейчас устанавливается на все современные модели автомобилей.
ГДЕ РАСПОЛАГАЕТСЯ ИНЖЕКТОР. Здесь кроется основное отличие распределительного впрыска от непосредственного. Форсунка находится на уровне впускного коллектора, рядом с блоком двигателя.
Смешение воздуха и бензина происходит именно в коллекторе. От дроссельной заслонки поступает дозированный воздух (который вы регулируете педалью газа), при достижении им форсунки впрыскивается топливо, получается смесь, которая уже затягивается через впускные клапана в цилиндры мотора (дальше сжатие, воспламенение и отвод отработанных газов).
ПЛЮСАМИ такого метода можно назвать относительную простоту конструкции, дешевизну, также сами инжектора не должны быть сложными и устойчивыми к высоким температурам (потому как не имею контакта с горючей смесью), работают дольше без очистки, не так требовательны к качеству топлива.
МИНУСЫ больший расход топлива (по сравнению с оппонентом), меньшая мощность
НО из-за простоты, дешевизны и неприхотливости устанавливаются на большое количество моторов не только бюджетного сегмента, но и D-класса.
Появился не так давно, в 80 – 90 года прошлого века. Развитием активно занимались такие бренды как MERCEDES, VOLKSWAGEN, BMW и т.д.
Сокращение GDI (Gasoline Direct Injection) – впрыск непосредственно в камеру сгорания
Впрыск происходит по принципу фазированного типа, то есть каждая форсунка управляется отдельно. Зачастую они закреплены в рампу высокого давления (что-то наподобие COMMON RAIL), но бывают и отдельные элементы топливо подходит именно к каждой отдельно.
КАКОЕ ЗДЕСЬ ОТЛИЧИЕ – форсунки вкручиваются в сам блок двигателя и имеют непосредственное соприкосновение с камерой сгорания и воспламененной топливной смесью.
Воздух также подается через дроссель, далее по впускному коллектору – через клапана заходит в цилиндры мотора, после этого на цикле сжатия впрыскивается топливо, смешиваясь с воздухом и воспламеняясь от свечи. ТО есть смесь происходит непосредственно в двигателе, а не во впускном коллекторе, в этом то и кроется основная РАЗНИЦА!
ПЛЮСЫ. Топливная экономичность (может достигать до 10%), большая мощность (до 5%), лучшая экология.
МИНУСЫ. Нужно понимать форсунка находится рядом с воспламененной смесью, из этого вытекает:
Как видите эффективно-технологично, но дорого обслуживать.
Предлагаю подумать, составил таблицу по плюсам того и другого типов
| Распределенный (MPI) плюсы: | Непосредственный (GDI) плюсы: |
| Дешевый | Мощнее (около 5%) |
| Простой | Меньший расход (до 10%) |
| Работают больше без очистки | Экологичнее |
| Не требовательны к качеству топлива | |
| Инжектора проще конструкция |
Как видите и тот и другой тип имеют весомые преимущества перед другим, видимо пока существуют оба.
Сейчас видео версия смотрим.
А теперь голосование, как ВЫ считаете что лучше – MPI (распределенный) или GDI (непосредственный)?
НА этом заканчиваю, думаю, моя статья и видео были вам полезны. Читайте наш АВТОБЛОГ, подписывайтесь на обновления.
avto-blogger.ru
