Pikap24.ru

Автомобильный журнал
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Gdi двигатель какое топливо

Что такое система впрыска GDI?

Бензиновый двигатель — легко пускается, разгоняется быстро, но любит «покушать». Дизель не столь быстроходен, имеет повышенный уровень шума, зато потребляет меньше топлива. Вот бы совместить их. Такими качествами обладают двигатели GDI с непосредственным впрыском топлива.

Чтобы объяснить принцип работы двигателя GDI с непосредственным впрыском рассмотрим теорию двигателей.

Теория работы двигателя

Чтобы топливо сгорело, нужен воздух. Но надо смешать с топливом столько воздуха, сколько нужно для полного сгорания. Такое количество воздуха называется стехиометрическим. Например, для бензина оптимальный состав топливной смеси выражается соотношением 14,7:1, то есть на 1 грамм бензина нужно 14,7 грамма воздуха. Смесь, в которой воздуха больше, чем нужно — называется бедной, а та, в которой воздуха меньше, чем нужно (то есть больше топлива) — называется богатой.

Слишком бедную смесь не всегда удается поджечь, при работе на богатой смеси несгоревшее топливо бесполезно «вылетает в трубу».

Воздух нужен не только для сгорания. Чем выше давление в цилиндре перед воспламенением смеси, тем больше отдача двигателя. И нам очень выгодно, чтобы больше воздуха попало в цилиндр на такте впуска: тем больше потом будет давление. А вот теперь пора разбираться, почему дизель экономичнее.

Вспомним, как работает ДВС. У бензинового двигателя на такте впуска смесь воздуха и топлива поступает в цилиндр, затем она сжимается и поджигается искрой. У дизеля на такте впуска в цилиндр поступает только воздух, который сжимается поршнем под большим давлением и от этого еще и нагревается. К концу сжатия в цилиндр впрыскивается топливо, которое при высоких давлении и температуре самовоспламеняется. Давление в цилиндре дизеля намного выше, чем в цилиндре бензинового двигателя: для дизеля нормальная степень сжатия — 18, а у бензиновых — едва достигает 12. А выше давление в цилиндре — выше и эффективность.

А если поднять степень сжатия в бензиновом двигателе? Пробовали. Но выше 12 не получается. Потому что есть такие явления, как детонация и калильное зажигание.

Детонация — очень быстрое сгорание топлива в точках, удаленных от свечи, сопровождается резким местным перегревом и перегрузкой деталей двигателя. Внешний признак детонации — стук. Калильное зажигание — преждевременное (до появления искры) воспламенение смеси от перегретых деталей камеры сгорания.

Длительная работа с детонацией и калильным зажиганием недопустима: мотор быстро выйдет из строя. Детонацию и калильное зажигание провоцируют высокая температура и высокое давление. Во избежание детонации моторы с высокой степенью сжатия «кормят» высокооктановым бензином (АИ-98), но выше степени сжатия 12 его «не хватает».

Если мы хотим сделать бензиновый двигатель экономичным, «эластичным» и при этом более мощным, то мы должны избавить его от детонации и научить «питаться» бедной смесью. Вот если бы топливо впрыскивалось непосредственно в цилиндр.

Как работает двигатель GDI?

Двигатель GDI напоминает по конструкции и обычный бензиновый, и дизель. В каждом цилиндре присутствует и свеча зажигания, и форсунка, а топливо подается насосом высокого давления под давлением 5 МПа. Форсунка обеспечивает два различных режима впрыскивания топлива.

В работе GDI различаются три возможных режима в зависимости от режима движения. Работа на сверх бедных смесях. Этот режим используется при малых нагрузках: при спокойной городской езде и загородном движении на скоростях до 120 км/ч. В этом случае топливо подается в цилиндр практически как в дизеле — в конце такта сжатия.

В результате наиболее обогащенное топливом облако оказывается непосредственно около свечи зажигания и благополучно воспламеняется, поджигая затем бедную смесь. В результате двигатель устойчиво работает даже при общем соотношении воздуха и топлива в цилиндре 40:1.

Работа на стехиометрической смеси. Этот режим используется при интенсивной городской езде, высокоскоростном загородном движении и обгонах. При стехиометрическом составе смеси с воспламенением никаких проблем не возникает. Впрыск топлива осуществляется в процессе такта впуска. Топливо впрыскивается коническим факелом, распыляется по всему цилиндру и, испаряясь, охлаждает при этом воздух в цилиндре. Благодаря охлаждению снижается вероятность детонации и калильного зажигания.

Еще один режим реализует система управления GDI. Он позволяет повысить момент двигателя в том случае, когда двигаясь на малых оборотах, резко нажимается педаль акселератора. Если двигатель работает на малых оборотах, а в него вдруг подается обогащенная смесь, вероятность детонации возрастает. Поэтому впрыск осуществляется в два этапа.

Читать еще:  Двигатель cfna с какого года

Небольшое количество топлива впрыскивается в цилиндр на такте впуска и охлаждает воздух в цилиндре. При этом цилиндр заполняется сверх бедной смесью (примерно 60:1), в которой детонационные процессы не происходят. Затем, в конце такта сжатия, подается струя топлива, которая доводит соотношение воздуха и топлива в цилиндре до «богатого» 12:1. А на детонацию времени не остается.

Что в итоге? Степень сжатия удалось поднять до 12—12,5, двигатель устойчиво работает на очень бедной смеси. По сравнению с «обычным» бензиновым двигателем, GDI расходует на 10% меньше топлива, выдает на 10% больше мощности и выбрасывает на 20% меньше углекислого газа.

Теоретическая часть

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

Камера сгорания двигателя GDI

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

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

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

Привлекательные и положительные моменты

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

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

В двигателе впрыск топлива осуществляется непосредственно в камеру сгорания

Негативные особенности

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

  1. Выбор топлива.

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

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

  1. Форсунки.

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

Читать еще:  Двигатель 2nz какое масло заливают

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

  1. Воздухопропускной фильтр и гидрокомпенсаторы.

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

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

Недавно разработанные вихревые инжекторы высокого давления обеспечивают идеальную струю со структурой, соответствующей каждому из режимов эксплуатации двигателя. В то же самое время, благодаря сильно турбулентному движению топливной струи, инжекторы обеспечивают достаточную степень распыления топлива, что является обязательным для двигателя типа GDI даже с относительно низким топливным давлением 50 кг/см3.

Поршень с криволинейной выемкой на вершине управляет формой воздушно-топливной смеси, так же как и струя воздуха в камере сгорания, что играет важную роль в образовании компактной воздушно-топливной смеси. Смесь, которая вводится на последней стадии такта сжатия, направляется к свече зажигания прежде, чем она сможет рассеяться.

Чтобы определить оптимальную форму вершины поршня компания Mitsubishi использовала передовые методы наблюдения процессов в цилиндре, включая лазерные методы.

Gdi двигатель какое топливо

Без правильного технического обслуживания ваш двигатель GDI уже на 5 000 км может столкнуться с потерей производительности, мощности и повышением вредности выхлопа.

  • Потеря мощности, ухудшение динамических характеристик
  • Нестабильная работа двигателя в режиме холостого хода
  • Появление повышенной вибрации и звуков детонации при ускорении
  • Увеличение расхода топлива
  • Предотвращает образование нагара в камере сгорания
  • Сокращает количество вредных примесей в выхлопных газах.
  • Снижает количество сажевых отложений на компонентах выхлопной системы (кислородные датчики, катализатор)
  • Восстанавливает факел распыла топлива, что влияет на правильность образования топливо-воздушной смеси
  • Улучшает эффективность сжигания топлива
  • Исключает проявление детонации
  • Приводит расход топлива к заводским нормам
  • Восстанавливает мощностные и динамические характеристики
  • Улучшает запуск двигателя
  • Технология не требует разборки двигателя (снятия топливных форсунок, а иногда и впускного коллектора)

До проведения сервиса проведите диагностику двигателя при помощи диагностического прибора.

При диагностике двигателя необходимо обратить внимание на:

  • интервал открытия форсунок,
  • краткосрочную топливную коррекцию (КТК),
  • долгосрочную топливную коррекцию (ДТК),
  • обороты холостого хода,
  • CO; CH.

ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ КАРТА СЕРВИСА

Промывка топливной системы автомобилей с непосредственным впрыском топлива (безразборная очистка топливопровода, форсунок, насоса высокого давления, камеры сгорания)

Порядок работ:

Прогреть двигатель до рабочей температуры.

Найти удобный для подключения быстроразъем на магистрали низкого давления подачи топлива до/перед насосом высокого давления, если имеется топливный фильтр, то лучше до фильтра.
Подключить аппарат для очистки топливной системы бензиновых двигателей BG 9290-500 к выбранному быстроразъему с помощью соответствующего адаптера из комплекта BG 97900, залить необходимое количество сольвента BG 201 (в зависимости от объема двигателя).
Осторожно! Едкая жидкость! Соблюдайте меры безопасности!

Если система не имеет магистрали слива топлива (обратки), то тогда необходимо оставшийся штуцер приходящей с топливного бака магистрали заглушить или при помощи шланга закольцевать с топливным баком (опустив свободный конец шланга в бак). Если есть обратка, тогда оставшуюся с бака обратку закольцевать с оставшейся с бака подачей. Отключать подачу электропитания на топливный насос не рекомендуется. В современных автомобилях электропитание топливного насоса и электромеханических топливных форсунок взаимосвязано. Отключите насос — перестанут работать топливные форсунки.

Глушить обратную магистраль слива излишков топлива в топливных системах с насосом высокого давления не рекомендуется! Во избежание слива очистителя через обратную магистраль в топливный бак, необходимо отсоединить ее от топливного бака и через тройник соединить с магистралью подачи топлива на ТНВД или на/перед топливный фильтр (если имеется).

Читать еще:  Шум холодного двигателя рено логан

Подключить аппарат BG 9290-500 к источнику сжатого воздуха давлением не менее 5 бар.

При помощи регулятора выставьте рабочее давление, рекомендованное производителем данного автомобиля (обычно 3,5-4 бар).

Открыв вентиль подачи жидкости, проверить отсутствие протечек очистителя в местах соединения быстроразъемов.

Убедившись в правильности соединения и отсутствии утечек жидкости, запустить двигатель. Проводите сервис на холостых оборотах, пока двигатель не заглохнет.

Отключить аппарат от сжатого воздуха, сбросить остаточное давление, после этого отключить от топливной системы автомобиля.

Собрать топливную систему в штатном порядке.

Добавить в бак обслуживаемого автомобиля очиститель топливной системы BG 208 (44K) ® Platinum в соотношении 1 банка (325 мл) на 60-75 литров топлива. Эта операция является необходимым и важнейшим компонентом эффективной декарбонизации двигателя.

Запустить двигатель в штатном режиме на 5-10 минут на холостых оборотах, затем дать поработать двигателю под нагрузкой 15-20 мин., плавно увеличивая обороты от холостых до 3 – 4 тыс. обор./мин, или дать автомобилю проехать 20-30 км.

Удалить ошибки ECU, выполнить сканирование автомобиля и оценить промежуточные результаты сервиса.

Сервис заканчивается после полной выработки смеси топлива и BG 208 (44K) ® Platinum из бака автомобиля.

ПРЕИМУЩЕСТВА

  • Тщательно подобранные синтетические базовые масла с высоким индексом вязкости, усиленные модификатором трения, минимизируют внутренние механические потери двигателя, что позволяет снизить расход топлива.

Максимальная производительность двигателя

  • Эффективные моюще-диспергирующие присадки, входящие в состав масла, поддерживают чистоту деталей двигателя, обеспечивают подвижность поршневых колец, что снижает риск прорыва газов из камеры сгорания и, соответственно, падения мощности двигателя.

Увеличенные интервалы замены

  • Масло Kixx G1 отличается низкой летучестью и высокой стойкостью к окислению, что позволяет использовать его с увеличенными интервалами замены, согласно рекомендациям автопроизводителей.

Максимальная защита двигателя

  • Оптимальное сочетание базовых масел и современный пакет присадок обеспечивают максимальную стойкость масла к механической деструкции, защищают от износа детали двигателя при движении автомобиля на высокой скорости, снижают износ двигателя в момент запуска в условиях низких температур.

Предотвращение преждевременного воспламенения смеси в цилиндре

  • Усовершенствованный пакет присадок эффективно подавляет самопроизвольное преждевременное воспламенение топливной смеси (LSPI), которое может вызвать детонационное разрушение деталей двигателя с непосредственным впрыском топлива (T-GDI).

Проблемы систем с непосредственным впрыском топлива

Топливо впрыскивается непосредственно в камеру сгорания, а не во впускной коллектор, и соответственно топливо не смывает углеродные отложения и сажу с впускных клапанов. Со временем, слой нагара накапливается на впускных клапанах. По мере накопления нагара, это мешает закрытию клапана, падает компрессия, двигатель начинает работать с перебоями, теряет мощность. Большой нагар на впускных клапанах могут также ограничивать поток воздуха, падает мощность на высоких оборотах двигателя и привести к снижению экономии топлива и производительности. Нагар на впускных клапанах может также отслаиваться и попасть через камеру сгорания и в выхлопные газы. Если двигатель оснащен турбокомпрессором, кусочки нагара могут повредить крыльчатку турбины. Такая проблема чаще возникает у машин, которые используются в основном для коротких поездок. Впускные клапана никогда не успевают нагреться, чтобы сжечь углеродные отложения. И если маслосъемные колпачки изношены, образование нагара идет еще быстрее. Очистку от нагара впускных клапанов производят распылением специальных жидкостей в корпус дроссельной заслонки, во впускной коллектор или непосредственно к впускным клапанам. В некоторых случаях приходится снимать и разбирать головку блока цилиндров, для очистки клапанов.

Производители двигателей обозначают систему непосредственного впрыска по разному.

DFI (Direct Fuel Injection) Непосредственный впрыск топлива. (SAE J1930)

• Alfa Romeo — JTS;

• PSA Peugeot Citroën — HPi;

• Opel — CDTI (дизель), direct, SIDI (Spark Ignition Direct Injection);

К 2016 году почти половина всех новых автомобилей, проданных в США, будут оснащены бензиновыми двигателями с прямым впрыском.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector