Что такое двигатель gdi: плюсы и минусы двигателей GDI, что это такое

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.

GDI двигатель: что это такое?

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

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

Идея постройки двигателя с непосредственным впрыском топлива в цилиндры родилась достаточно давно, при этом массовый GDI впервые был представлен только в 1995 году. Моторы с технологией GDI в большинстве встречаются на автомобилях марки Mitsubishi. Перовой моделью с таким силовым агрегатом стала модель Mitsubishi Galant, которая получила силовую установку 1.8 GDI.

Содержание статьи

Особенности и отличия моторов GDI

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

Большинство бензиновых и дизельных двигателей сегодня:

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

Двигатель GDI представляет собой бензиновый мотор, в котором процесс смесеобразования аналогичен дизельному, то есть топливо впрыскивается прямо в цилиндры, где происходит смешивание с поданным ранее воздухом. При этом полученная топливно-воздушная смесь воспламеняется в цилиндре посредством искры от свечи зажигания. 

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

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

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

Еще одной особенностью двигателя GDI является наличие двух топливных насосов:

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

Впрыск топлива и разновидности GDI

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

• для внутреннего японского рынка;
• для европейских рынков;

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

1. ultra lean combustion mode;
2. superior output mode;

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

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

В версиях для Европы мотор GDI получил дополнительный режим two-stage mixing. Указанный режим рассчитан на активный разгон с места или необходимость резкого ускорения при обгоне. В таком режиме топливо выпрыскивается в цилиндры ступенчато (в два этапа за 4 такта).

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

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

Также следует отметить особый режим двигателя GDI под названием stich F/B. Указанный режим работы предполагает наиболее приближенный к стехиометрическому состав топливно-воздушной смеси, а также делится на два подрежима: closed loop и open loop.

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

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

Неисправности и проблемы моторов GDI

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

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

В целях профилактики на моторах GDI рекомендуется менять свечи зажигания каждые 10-20 тыс. пройденных километров, а также один раз в 25-30 тыс. км. производить очистку впускного коллектора от нагара и частиц сажи на его стенках. Также периодически нужно контролировать состояние инжекторов, проверять качество распыла топлива и чистить форсунки.

Читайте также

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

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

 

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

 

Новый 1,6-литровый двигатель Kappa GDI

 

 

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

 

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

 

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

 

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

 

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

 

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

 

 

Новая 8-ступенчатая автоматическая трансмиссия для переднего привода

 

 

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

 

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

 

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

 

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

 

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

 

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

GDI двигатель: плюсы и минусы

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

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

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

Теоретическая часть

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

Камера сгорания двигателя GDI

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

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

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

Положительные стороны

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

Двигатель KIA с системой GDI

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

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

Двигатель V6 FSI Audi

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

Главные недостатки

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

Схема системы питания двигателя GDI

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

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

Пьезофорсунка двигателя GDI

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

Стоит ли покупать?

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

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

Обслуживание систем GDi. Не дайте нагару шанса!

Любая новая технология имеет свои недостатки, и, к сожалению, GDi не является исключением. В этой статье мы рассмотрим одну из наиболее распространенных проблем обслуживания — образование нагара — и расскажем, как благодаря Delphi Technologies, ведущему поставщику оригинального оборудования, вы можете помочь своим клиентам справляться с этой проблемой.

Что такое нагар?

В обычном двигателе с системой распределенного или многоточечного впрыска топливо впрыскивается во впускной канал каждого цилиндра непосредственно перед впускным клапаном — там оно смешивается с поступающим воздухом, и образовавшаяся смесь подается в цилиндр двигателя. Во время этого процесса топливо омывает впускные клапаны, удаляя окисленное топливо и грязь из всасываемого воздуха.

Напротив, система GDi впрыскивает топливо под высоким давлением непосредственно в камеру сгорания. Разбитая на мельчайшие капли и точно направленная топливовоздушная смесь улучшает качество сгорания, что позволяет повысить мощность и снизить количество выбросов. Недостатком этой системы, однако, является то, что топливо больше не проходит через клапаны и не очищает их, в результате чего на них образуется нагар. 

Типы нагара

Со временем нагар накапливается на форсунках и клапанах и становится причиной нескольких проблем:

• Форсунки. Нагар на кончике форсунки может препятствовать подаче топлива, в результате чего двигатель работает на обедненной смеси. Другими словами, топливная смесь содержит слишком много воздуха и слишком мало топлива. Это может стать причиной возникновения таких проблем, как неровная работа двигателя на холостых оборотах, пропуски зажигания, повышенный расход топлива и увеличение количества выбросов, а также повышенный риск детонации и преждевременное зажигание. Этот нагар обычно образуется сразу после остановки двигателя. Это означает, что он будет накапливаться быстрее при более коротких и более частых поездках.
• Впускные клапаны. С течением времени на впускных клапанах также может накапливаться нагар, мешая им правильно открываться и закрываться. В результате этого ограничивается приток воздуха в цилиндры, снижается мощность двигателя и повышается расход топлива. Хотя нагар на впускных клапанах является нормальным побочным продуктом сгорания, он может накапливаться быстрее, если изношены направляющие или уплотнения клапанов, а также в автомобилях с изменяемыми фазами газораспределения, где клапаны открыты дольше и, следовательно, на них оседает большее количество частиц сажи.

Признаки появления нагара

Накопление нагара может проявляться несколькими способами, в том числе:

• потеря мощности, особенно при движении на высокой скорости;
• вялое ускорение;
• при холодном запуске глохнет двигатель;
• пропуски зажигания;
• повышение расхода топлива;
• включение индикатора проверки двигателя;
• нестабильная работа двигателя;
• вибрация в двигателе на холостых оборотах.

Предотвращение образования нагара

В то время как для автомобилей, оборудованных системой GDi, обслуживание требуется обычно при пробеге от 30 до 60 тыс. километров, регулярное промежуточное техническое обслуживание поможет предотвратить образование нагара:

• Меняйте масло в соответствии с рекомендованными производителем интервалами и используйте указанное масло для оптимальной работы впускных клапанов.
• Меняйте свечи зажигания при рекомендованном пробеге, чтобы уменьшить количество несгорающего топлива в камере сгорания.
• Используйте качественное топливо с моющими присадками, чтобы не допускать образования нагара на деталях двигателя.
• Добавляйте очиститель топливной системы для поддержания исправного состояния системы GDi. 

Выявление образования нагара

К сожалению, многие автовладельцы не знают о необходимости регулярного техобслуживания, пока не станет слишком поздно, и не загорится индикатор проверки двигателя. В этом случае есть несколько простых процедур, которые вы можете выполнить для выявления образования нагара:

• Считайте коды неисправностей с помощью диагностического прибора. 
• Выполните вакуумную диагностику двигателя на холостом ходу и при 2000 об/мин.
• Выполните проверку двигателя на прорыв газов.
• Проверьте фазы газораспределения.
• Проверьте компрессию.
• Выполните проверку цилиндров на наличие утечек.

Решение проблемы нагара

Но не волнуйтесь: если наличие нагара подтвердиться, это не значит, что все потеряно. Хотя существует несколько продуктов, которые, по утверждениям их производителей, удаляют нагар, единственный способ полностью от него избавиться — это разобрать компоненты и провести их ультразвуковую очистку. Наши ультразвуковые ванны Hartridge обеспечивают глубокую очистку всех поверхностей, включая труднодоступные выемки, более тщательную и более быструю по сравнению с другими методами. 

Таким образом, по мере роста на дорогах числа автомобилей с двигателями, оборудованными системой GDi, будет расти и количество проблем, связанных с образованием нагара. Осознав суть этих проблем и способы их предотвращения, автомастерские смогут предложить своим клиентам комплексное обслуживание систем GDi в течение всего срока службы автомобиля. 

Что такое двигатель GDI или Gasoline Direct Injection

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

Что такое двигатель GDI, его особенности и принцип работы.

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:

• подача топлива напрямую в цилиндры,
• возможность применения сверх бедных смесей.

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.).

Режимы работы двигателя GDI

Технология прямого впрыска GDI

GDI двигатель способен работать в различных режимах (их три), каждый из которых зависит от преодолеваемой нагрузки. Рассмотрим эти режимы:

• Режим работы на сверхбедной смеси. Включается данный режим, когда двигатель слабо нагружен. При нём впрыск топлива осуществляется в конце такта сжатия. Соотношение воздух/топливо в этом случае 40/1.
• Режим работы на стехиометрической смеси. Этот режим включается, когда двигатель испытывает среднеинтенсивную нагрузку (например: разгон). Топливо подаётся на впуске, оно впрыскивается коническим факелом, заполняя цилиндр и охлаждая воздух в нём, что предупреждает детонацию.
• Режим работы системы управления. При нажатии “тапки в пол” с малых оборотов, впрыск топлива осуществляется поэтапно, в две стадии. Малая часть топлива впрыскивается на впуске, охлаждая воздух в цилиндре. В цилиндре образуется сверх обеднённая смесь (60/1), которой не свойственны детонационные процессы. А под конец такта сжатия в цилиндр впрыскивается необходимое количество топлива, что “обогащает” топливно-воздушную смесь (12/1). При этом для детонации уже не остаётся времени.

В итоге, увеличилась степень сжатия до 12-13, а двигатель нормально функционирует на бедной смеси. Совместно с этим повысилась мощность двигателя, уменьшился расход топлива и уровень вредных выбросов в атмосферу.

А самые новые двигатели GDI от КИА оснащены турбонаддувом, а именуются они T-GDI. Так последние двигатели семейства Kappa отражают мировую тенденцию к “даунсайзингу”, что выражается в уменьшении объёмов двигателей вместе с увеличением их эффективности. Например, двигатель 1.0 T-GDI от КИА имеет мощность 120 л.с. и крутящий момент 171 Нм.

Особенности и недостатки двигателей GDI

Технология прямого впрыска является весьма актуальной, но она не избавлена от недостатков.
Итак, чем же плох двигатель GDI?

• Крайне прихотливый к топливу, из-за использования топливного насоса высокого давления (аналогичный в дизельных авто). За счёт использования ТНВД двигатель реагирует не только на твёрдые частицы (песок и т.п.), но и на содержание серы, фосфора, железа и их соединений. Стоит отметить, что отечественное топливо имеет повышенное содержание серы.
• Специфика форсунок. Так, в двигателях GDI форсунки размещаются прямо на цилиндры. Они должны обеспечивать высокое давление, но рабочий потенциал их невысок. Также невозможен их ремонт, а потому форсунки меняются целиком, что приносит владельцам немало дополнительных расходов.
• Необходимость непрерывного контроля за качеством воздуха. Поэтому приходится постоянно контролировать чистоту воздушного фильтра.
• На автомобилях с GDI первого поколения топливный насос высокого давления (ТНВД) имел малый ресурс.
• Владельцам “немолодых” автомобилей необходимо использовать очиститель впуска двигателя раз в 2-3 года. В основном для этого используются спреи-аэрозоли (например: SHUMMA).

Несмотря на перечисленные минусы, многие автовладельцы утверждают, что при заправке автомобиля на проверенных АЗС 95-98 бензином (а не из Петькиного “трахтера”), своевременной замене свечей (оригинальных, что крайне важно) и масла, двигатели GDI не вызывают проблем даже при пробеге до 200 000 км и более.

Достоинства двигателей GDI

Итак, преимущества GDI-двигателя по отзывам:

• Меньший средний расход топлива в сравнении с двигателями, оснащёнными распределённым впрыском;
• Меньший уровень токсичных отходов горения;
• Больший крутящий момент и мощность;
• Увеличение срока службы отдельных деталей двигателя, так как в этих двигателях меньше нагара.

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.

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.

GDI (прямой впрыск бензина) — Professional Automotive, Inc.

Что такое GDI?

Профессиональная автомобильная промышленность Ответ:
GDI означает «Прямой впрыск бензина». Это тип впрыска топлива, который в наши дни используют все больше и больше производителей. Он отличается от обычного впрыска топлива через порт, с которым вы, возможно, более знакомы.

Порт впрыска топлива использует небольшой порт на внешней стороне цилиндра двигателя.
Это работает примерно так.Топливо в количестве, определяемом компьютером, впрыскивается в систему впуска воздуха. Он доступен снаружи впускного клапана. Когда впускной клапан открывается, топливо всасывается в камеру сгорания и воспламеняется свечой зажигания. Процесс горения топлива толкает поршень вниз, создавая мощность для раскрутки двигателя.

Процесс прямого впрыска бензина немного отличается:
В этом двигателе вы не найдете отверстия для распыления топлива. В двигателе GDI воздухозаборник открывается и втягивает воздух в камеру сгорания для ее сжатия.Затем в нужный момент, определяемый компьютером, форсунка впрыскивает топливо непосредственно в камеру сгорания, после чего она воспламеняется свечой зажигания, чтобы сжечь топливо.

Зачем переходить на GDI? Пытаясь соответствовать постоянно растущим стандартам кафе, которые навязывают автопроизводителям, они всегда должны пытаться найти новые способы выжать все больше и больше километража из каждой капли топлива. Система GDI позволяет более точно контролировать и подавать топливо. Благодаря тому, что топливо распыляется непосредственно в области камеры сгорания, это обеспечивает большую мощность и лучшую экономию топлива.

Обычно для работы топливных форсунок требуется давление топлива от 46 до 65 фунтов на квадратный дюйм. Для топливных форсунок GDI потребуется давление свыше 2000 фунтов на квадратный дюйм. Им требуется большее давление, потому что они должны преодолевать высокое давление в камере сгорания.

Это вызывает некоторые проблемы с обслуживанием. Впускные клапаны со временем накапливают нагар, и некоторые из них счищаются в двигателе с впрыском через порт, потому что топливо протекает через клапаны и смывает его. В двигателе GDI этого не происходит, потому что топливо впрыскивается непосредственно в двигатель.Таким образом, если вы вылейте бутылку очистителя топливной системы в топливный бак, она не достигнет задней стороны клапанов вашего двигателя. Профессиональная очистка в Professional Automotive сохранит эти клапаны в чистоте и обеспечит эффективную работу вашего двигателя GDI.

GDI будет по-прежнему более распространенным в Индианаполисе, Каслтоне и Фишерсе во всем, от компактных автомобилей до пикапов. Спросите своего консультанта по профессиональному автомобильному обслуживанию, можно ли очистить топливную систему вашего автомобиля.

Позвоните нам.

Professional Automotive
7013 E 86th St
Indianapolis, IN 46250
317.596.0898

Обслуживание

GDi: не позволяйте накоплению углерода стать большой проблемой

Никакая новая технология не избавит от проблем, и, к сожалению, GDi не является исключением.

Здесь мы рассмотрим одну из наиболее распространенных проблем обслуживания — накопление углерода — и то, как вы можете помочь своим клиентам держать это под контролем.

Что такое углеродистые отложения?

В обычном топливном двигателе или двигателе с многоточечным впрыском топливо впрыскивается во впускной канал каждого цилиндра непосредственно перед впускным клапаном, где оно смешивается с поступающим воздухом — затем топливная смесь втягивается в цилиндр двигателя.Во время этого процесса топливо омывает впускные клапаны, удаляя окисленное топливо или грязь из всасываемого воздуха.

Напротив, GDi впрыскивает топливо под высоким давлением непосредственно в камеру сгорания. Точно распыленная и точно направленная топливно-воздушная смесь улучшает качество сгорания, обеспечивая большую мощность и меньшие выбросы. Однако недостатком является то, что топливо больше не достигает и не очищает клапаны, вызывая накопление отложений.

Типы углеродистых отложений

Со временем эти отложения будут накапливаться на форсунках и клапанах, вызывая несколько проблем:

• Форсунки : Накопление углерода на кончике форсунки может ограничивать подачу топлива, вызывая работу двигателя на обедненной смеси, другими словами, слишком много воздуха и недостаточно топлива.Это может вызвать несколько проблем, таких как грубый холостой ход, пропуски зажигания, плохая экономия топлива и повышенные выбросы, а также повышенный риск детонации и преждевременного воспламенения. Эти отложения обычно образуются сразу после выключения двигателя, а это означает, что они будут накапливаться быстрее во время более коротких и частых поездок.
• Впускные клапаны : Со временем нагар также может накапливаться на впускных клапанах, препятствуя их правильному открытию и закрытию. Это ограничивает поток воздуха в цилиндры, снижая мощность двигателя и экономию топлива.Хотя отложения на впускных клапанах являются нормальным побочным продуктом сгорания, они могут накапливаться быстрее, если направляющие клапана или уплотнения изношены, или в транспортных средствах с регулируемыми фазами газораспределения, где клапаны открыты дольше и поэтому подвергаются большему воздействию частиц углерода.

Признаки нагара

Накопление углерода может проявляться разными способами, в том числе:

• Потеря мощности, особенно при движении с высокой скоростью
• Плохое ускорение
• Холодная остановка
• Пропуски зажигания в двигателе
• Пониженная топливная экономичность
• Проверьте, загорелся свет двигателя
• Черновая работа
• Колебание двигателя на холостом ходу

Предотвращение накопления углерода

В то время как автомобили GDi требуют обслуживания, обычно от 20 до 40000 миль, регулярное промежуточное обслуживание поможет предотвратить накопление углерода:

• Замените масло в соответствии с рекомендованными производителем интервалами замены и используйте указанное масло для оптимальной работы впускных клапанов.
• Заменить свечи зажигания на рекомендованном пробеге, чтобы уменьшить количество несгоревшего топлива в камере сгорания.
• Используйте топливо высшего качества с добавлением моющих средств, чтобы очистить детали двигателя от отложений.
• Добавьте очиститель топливной системы для поддержания состояния системы GDi.

Диагностика отложений нагара

К сожалению, многие владельцы автомобилей не знают о необходимости регулярного обслуживания, пока не станет слишком поздно и не загорится индикатор проверки двигателя.В этом случае есть несколько простых процедур, которые вы можете выполнить для диагностики накопления углерода:

• Считайте любые коды неисправностей с помощью диагностического прибора
• Провести вакуумный тест на холостом ходу и при 2000 об / мин.
• Проверить обдув двигателя по
• Проверка фаз газораспределения
• Проверить компрессию
• Провести проверку герметичности цилиндра

Устранение отложений углерода

Но не волнуйтесь — не все потеряно, если будет подтверждено накопление углерода.Хотя есть несколько продуктов, которые заявляют, что удаляют эти отложения, единственный способ полностью избавиться от них — это разобрать компоненты и выполнить ультразвуковую очистку. Используя высокочастотные звуковые волны, наша линейка резервуаров для ультразвуковой очистки Hartridge глубоко очищает все поверхности, включая труднодоступные щели, обеспечивая более тщательную и быструю очистку, чем другие методы.

Таким образом, по мере того, как количество двигателей GDi на дорогах продолжает расти, будет расти и количество сервисных проблем, связанных с накоплением углерода.Понимая проблемы, вызванные этим, и способы их наилучшего предотвращения, гаражи могут предложить своим клиентам полное решение GDi на протяжении всего срока службы автомобиля.

Чтобы узнать о других распространенных проблемах службы GDI, щелкните здесь!

Двигатели

GDI и накопление углерода

Присадки к топливу и моющие средства в бензине не помогают предотвратить накопление углерода на впускных клапанах двигателя GDI. Впускной клапан CRC GDI IVD и очиститель Turbo Cleaner специально разработаны для безопасного удаления нагара, не вызывая разрушения крупных кусков и потенциального повреждения двигателя.

Расшифровка:
Мы создали эту программу, чтобы помочь вам лучше обслуживать ваших клиентов с бензиновыми двигателями с прямым впрыском. У двигателей GDI есть проблема, которая может серьезно повлиять на производительность автомобиля и экономию топлива вашего клиента, но решение для вас быстрое, простое и доступное по цене. Чтобы пройти через программу, используйте кнопки навигации в правом нижнем углу и по пути следите за парой быстрых викторин. Давайте начнем.

За последнее десятилетие бензиновые двигатели с непосредственным впрыском стали чрезвычайно популярными как у отечественных, так и у импортных автопроизводителей.По сравнению с обычным впрыском топлива GDI может обеспечить улучшенную топливную экономичность, большую мощность от двигателей меньшего размера и снижение выбросов при низкой нагрузке. Это здорово, но популярность движков GDI вернула старые проблемы с обслуживанием; Отложения углерода, которые могут лишить водителей лошадиных сил, расхода топлива и бесперебойной работы. Так почему же в двигателях GDI образуются нагар и как вы можете помочь своим клиентам? Давайте посмотрим.

Обычный многоточечный впрыск топлива обеспечивает впрыскивание топлива во впускной тракт или канал цилиндра под низким давлением.При использовании прямого впрыска бензина или GDI по топливной магистрали Common Rail газ под высоким давлением впрыскивается непосредственно в камеру сгорания каждого цилиндра. Улучшения в мощности и экономии топлива происходят за счет чрезвычайно точного контроля, который двигатели GDI имеют над количеством подаваемого топлива и синхронизацией впрыска. Топливо и синхронизация регулируются несколько раз в секунду в зависимости от нагрузки двигателя, плюс, некоторые двигатели GDI работают на полном впуске воздуха без дроссельной заслонки, что дополнительно повышает эффективность и снижает насосные потери поршня.Вместо дроссельной заслонки, которая ограничивает поступающий воздух, скорость двигателя контролируется ЭБУ и EMS, которые регулируют функцию впрыска топлива и угол зажигания, но, как и во многих технологических достижениях, есть и обратная сторона. Когда при обычном многоточечном впрыске топливо впрыскивается во впускной тракт или отверстие цилиндра, бензин вымывается через задние стороны клапанов. Современный бензин с пакетом моющих средств — отличный очиститель. Таким образом, в обычных двигателях бензин сохраняет заднюю сторону клапанов чистой и свободной от отложений, но поскольку двигатели GDI впрыскивают газ непосредственно в цилиндр, газ никогда не достигает задней части клапанов.Когда топливо больше не омывает впускные клапаны на пути к цилиндру, небольшое количество грязи из всасываемого воздуха и нагнетаемого углерода из системы ингаляции картера накапливается и сжигается на стенках впуска. В результате на клапанах, головках цилиндров и форсунках образуются нагарные отложения, и вот тут-то и начинаются проблемы. Со временем нагар на впускных клапанах снижает поток воздуха к цилиндрам, что снижает крутящий момент и мощность, а также снижает расход топлива. Отложения нагара на цилиндре в головке блока цилиндров могут вызвать преждевременное зажигание, грубый запуск и грубый холостой ход, а также привести к загрязнению свечей зажигания и кодам пропусков зажигания.Накопление может стать настолько сильным, что частицы углерода могут фактически отломиться и прожечь дыру в каталитическом нейтрализаторе. Многие современные двигатели GDI сталкиваются с двойной проблемой, потому что их регулируемые фазы газораспределения удерживают клапаны открытыми дольше, чтобы максимизировать эффект очистки и минимизировать выбросы, в результате чего клапаны дольше подвергаются воздействию частиц углерода в цилиндре, а это означает большее накопление углерода.

Насколько серьезна проблема отложений углерода GDI?

Он большой и становится огромным.Впервые непосредственный впрыск бензина был изобретен в 1902 году французским изобретателем Леоном Левавассером, который также произвел первый в мире двигатель V8, но к 2008 году только 2,3% легковых автомобилей использовали двигатели GDI. К 2015 году эта цифра достигла 45%. К 2021 году примерно 80 миллионов автомобилей в США будут иметь двигатели GDI, и больше автомобилей с двигателями GDI означает больше проблем с обслуживанием, связанных с отложениями углерода, а это означает, что больше клиентов нуждаются в решении. До недавнего времени удаление нагара на впускных клапанах GDI было трудным и дорогостоящим.Такие трудоемкие процессы, как очистка скорлупы грецкого ореха и ручная очистка клапанов, требовали демонтажа двигателя для доступа к клапанам. Это была тяжелая работа, и многим водителям было трудно продать ее. До того, как двигатели GDI стали популярными, для борьбы с отложениями углерода использовались присадки к топливу, но с GDI ни добавки, ни топливо не доходили до задней части клапанов. Но у CRC есть доступное решение, с которым ваши клиенты могут легко принять участие. Ученые обнаружили, что химический полиэфирамин или ПЭА, при применении в высокой концентрации и в правильных условиях, может эффективно очищать затвердевшие углеродные отложения с клапанов GDI и других служб двигателя без дробеструйной чистки или любого необходимого демонтажа.CRC использовала это открытие для создания решения GDI по отложению углерода, которое позволяет решать проблему быстро, легко и по очень разумной цене.

CRC GDI IVD впускной клапан и турбоочиститель — это аэрозольный спрей, который наносится через воздухозаборник двигателя или корпус дроссельной заслонки и доставляется непосредственно на заднюю часть впускных клапанов GDI. Клапан CRC GDI и турбоочиститель содержат самую высокую концентрацию ПЭА, доступную на рынке, чтобы обеспечить самую быструю и наиболее тщательную химическую очистку.Одно нанесение удаляет до 46% нагара за первые 60 минут с возможностью удаления сильно пригоревшего нагара таким же способом. Вы можете спросить: «Это безопасно?» Да CRC GDI клапан и турбоочиститель безопасны и эффективны для всех газовых двигателей, включая двигатели с турбонаддувом и наддувом. Его безопасно использовать каждые 10 000 миль или при каждой замене масла, и его безопасно использовать для датчиков 02 и каталитических нейтрализаторов, но его нельзя распылять непосредственно на датчик массового расхода воздуха и не следует использовать в дизельных двигателях.Высокие температуры могут привести к прилипанию углерода к турбинам турбокомпрессора, корпусам и заслонкам для отходов. Лопатки и сальники турбины хрупкие, и скопление нагара может в конечном итоге вызвать значительные повреждения, но одно и то же очищающее действие, которое удаляет нагар с клапанов и поршней, очищает и рабочие колеса турбонагнетателей на двигателях с турбонаддувом. Клапан CRC GDI и турбоочиститель можно распылять непосредственно через корпус дроссельной заслонки или через воздухозаборник, но опять же, никогда не напрямую на датчик массового расхода воздуха.

Хорошо, вот несколько реальных результатов независимых лабораторий, которые доказывают эффективную очищающую способность клапана CRC GDI и турбоочистителя.Перед обработкой ГБЦ Hyundai Sonata 2011 года выпуска. Перед обработкой углеродные отложения в среднем имеют толщину 9,89 мм. Вы знаете, что это будет способствовать преждевременному воспламенению. Вот та самая головка блока цилиндров после часа обработки клапаном CRC GDI и турбоочистителем. Углеродных отложений почти нет. Средняя толщина — до 1,5 мм. По истечении первого часа депозиты были уменьшены на 85%. А теперь посмотрите на впускной клапан от той же Сонаты после первого часа обработки.Депозиты уменьшены на 24%. Взгляните на эти топливные форсунки также от Sonata 2011 года выпуска. Перед обработкой они сильно налипают на нагар, и потоку вокруг отверстия инжектора затрудняется. После обработки клапаны выглядят практически новыми. Восстановлен 100% поток, а форма распыления и размер топливных капель снова оптимизированы для повышения экономии топлива.
Вот цилиндр от Cadillac CTS 2009 года выпуска. Толщина углеродных отложений составляет в среднем 8,59 мм. После первого часа лечения количество отложений составило 2.77 мм, уменьшение толщины наплавки на 68%. Вы можете задаться вопросом, почему эти результаты теста говорят после первого часа. Это связано с тем, что очистка от угля будет продолжаться в течение нескольких дней после обработки во время движения автомобиля. Дополнительный нагар, который был удален клапаном CRC GDI и турбоочистителем, безопасно удаляется под воздействием тепла и давления при работе двигателя. Взгляните на эти результаты динамометра для VW Passat 1.8 I4 2015 года с турбонаддувом. Через два дня после обработки автомобиль продемонстрировал впечатляющий прирост максимальной мощности на колесах в 5,6 лошадиных сил, но прибавил еще 6 лошадиных сил.9 пиковых приростов мощности на колесах при измерении через восемь дней после обработки. Вот еще один бонус: клапан CRC GDI и турбоочиститель также будут работать для удаления нагара со свечей зажигания без необходимости их удаления с двигателя. И наконец, вот доказательство того, что клапан CRC GDI и турбоочиститель действительно работают с турбинами. Вот турбо-крыльчатка Mini Cooper Countryman 2013 года выпуска до обработки, а вот она после обработки. Результаты впечатляют. Вы можете увидеть все наши результаты тестов на http: // crcforshops.com. Испытания реальны, как и результаты: впускной клапан CRC GDI IVD и турбоочиститель действительно удаляют твердый нагар с клапанов, головок поршней, топливных форсунок и впускных коллекторов быстро, безопасно и без разрушения двигателя.

Во-первых, как и в случае с любым другим продуктом, прочтите всю этикетку продукта перед использованием, чтобы понять инструкции и правила техники безопасности. Далее прогрейте двигатель. Клапан CRC GDI и турбоочиститель требуют для работы периода прогрева, поэтому вы хотите запустить двигатель с полностью прогретым двигателем.Найдите корпус дроссельной заслонки или воздухозаборник и распылите продукт прямо через корпус дроссельной заслонки. Если корпус дроссельной заслонки труднодоступен, распыляйте его мимо датчика массового расхода воздуха, но не распыляйте в узел датчика массового расхода воздуха. Вы также можете снять блок датчика массового расхода воздуха и распылить там, где он установлен. Если автомобиль оснащен турбонаддувом, вы можете снять датчик наддува и зарядную трубку и распылить в трубку. Если это проще, вы также можете распылить в вакуумный порт. Поднимите распылительную систему двойного действия PermaStraw и зафиксируйте ее на месте.На двигателе, работающем на 2000 об / мин, распыляйте короткие порции, пока баллончик не опустеет. Когда баллончик опустеет, оборвите двигатель 2-3 раза, но не превышайте 3500 об / мин. Дайте двигателю поработать на холостом ходу в течение одной минуты, затем выключите двигатель, соберите систему впуска воздуха и дайте двигателю впитаться в течение целого часа. Тепловая выдержка имеет решающее значение, поэтому наберитесь терпения и позвольте клапану CRC GDI и турбоочистителю сделать свою работу. По истечении часа перезапустите двигатель и двигайтесь на скоростях по шоссе не менее 10 минут. И помните, поскольку наши тесты показали, что максимальная выгода достигается, когда транспортное средство регулярно эксплуатируется в течение следующих нескольких дней, поэтому сообщите своему клиенту, что он должен регулярно водить автомобиль в течение следующей недели или около того.Если у вас есть автомобиль с сильным скоплением углерода, клапан CRC GDI и турбоочиститель можно использовать даже при последовательной обработке. Просто попросите вашего клиента проехать около тысячи миль перед вторым сеансом лечения, чтобы получить все преимущества первого сеанса.

Двигатели

GDI — не единственные двигатели, на которых образуется нагар. Обычные двигатели с впрыском топлива и карбюраторы также могут страдать от накопления углерода. Клапан CRC GDI и турбоочиститель безопасны для использования в двигателях с впрыском топлива или карбюраторах.Вы можете нанести продукт так же, как и на двигатель GDI, прямо через воздухозаборник. Для поставщиков автомобильных услуг проблема отложений углерода GDI означает расширение возможностей предоставления услуг. Каждый раз, когда клиент приходит для замены масла или регулярного планового обслуживания, рекомендуется использовать впускной клапан CRC GDI IVD и турбоочиститель. Это быстро, доступно и имеет реальные преимущества для ваших клиентов. Вы поможете им сэкономить бензин, мощность и срок службы автомобиля, а также значительно повысите свои продажи.

Ну вот и все. Спасибо, что нашли время, чтобы узнать о впускном клапане CRC GDI IVD и турбоочистителе. Мы надеемся, что вы сделаете это частью регулярного обслуживания клиентов с автомобилями GDI. Мы уверены, что они оценят то, что вы предоставили им доступный способ сохранить работоспособность своего автомобиля и защитить свои инвестиции.

Преимущества двигателей T GDI

Автопроизводители меняют свое положение.

За последнее десятилетие вы, несомненно, заметили значительный сдвиг на рынке к двигателям T / GDI (с прямым впрыском газа и прямым впрыском газа с турбонаддувом).Согласно IHS, ведущему источнику данных о регистрации автомобилей в США, в 2016 году в США было зарегистрировано 25,5 миллиона легковых автомобилей, оснащенных этой инновационной технологией двигателей. Каким бы удивительным ни было это число, волна только начинается. Фактически, IHS прогнозирует, что к 2024 году 8 из 10 автомобилей, произведенных в Америке, будут оснащены двигателями T / GDI.

Что движет изменениями?

Для удовлетворения жестких нормативных требований, а также потребительского спроса на повышение эффективности и производительности, все больше и больше автопроизводителей выбирают эти более компактные и легкие двигатели T / GDI.Их рабочие характеристики действительно впечатляют: 4-цилиндровый двигатель T / GDI способен генерировать такой же крутящий момент, что и его 6-цилиндровый аналог с впрыском топлива (PFI). Однако вся эта мощность имеет свою цену: гораздо более суровые условия работы двигателя. Фактически, слово «резкий» может быть недостаточно резким, учитывая суровые условия, создаваемые большим давлением в цилиндре, более низкими рабочими скоростями и более высокими устойчивыми температурами по сравнению с двигателями PFI.

Для достижения большей мощности и степени сжатия эти уменьшенные двигатели работают за счет распыления топлива непосредственно в цилиндр двигателя, обеспечивая охлаждающий эффект.Эффект охлаждения позволяет двигателю обеспечивать повышенную степень сжатия и крутящий момент, что приводит к большей топливной экономичности. Автопроизводители дополнительно объединили турбокомпрессоры с двигателями с прямым впрыском газа (поместив букву T в T / GDI), чтобы восстановить энергию, которая в противном случае теряется через выхлопные системы, чтобы добиться еще большей топливной эффективности.

Наряду с этими кардинальными изменениями в конструкции двигателей, отрасль становится свидетелем аналогичных скачков вперед в технологии моторных масел, чтобы помочь в полной мере реализовать преимущества двигателей T / GDI и внести свой вклад в большую экономию топлива.«Это достигается с помощью новой технологии присадок к моторному маслу, разработанной специально для тяжелых условий эксплуатации и уникальных требований к характеристикам двигателей T / GDI», — говорит Гейб Роадс, глобальный бизнес-менеджер по легковым автомобилям компании Lubrizol. «Сегодняшние новые моторные масла с более низкой вязкостью и более высокими эксплуатационными характеристиками основаны на передовом химическом составе присадок, чтобы обеспечить двигатели T / GDI без ущерба для фундаментальной способности масел очищать и защищать».

Более суровые условия окружающей среды требуют большего от моторного масла.

Хотя двигатель T / GDI вырабатывает огромную мощность более эффективно, он также может создавать потенциально вредные условия. Во-первых, это проблема повышенной сажи и разбавления топлива из-за изменений в впрыске и сгорании. Эта новая форма сажи в двигателях T / GDI может вызвать быстрое увеличение вязкости масла, в то время как изменение впрыска может увеличить разбавление топлива, что может ускорить износ. Эти более жесткие условия требуют более эффективных смазочных материалов с лучшими очищающими и противоизносными свойствами, а также улучшенным контролем окисления.

Ускоренный износ цепи — еще одна распространенная проблема, вызванная уникальными условиями работы двигателя T / GDI. Хотя некоторый износ цепи привода ГРМ является нормальным с течением времени, он может происходить гораздо быстрее и преждевременно в двигателях T / GDI без моторных масел, специально разработанных для его предотвращения.

Хотя эти проблемы с двигателем T / GDI, безусловно, заслуживают внимания, в настоящее время наиболее важной проблемой является LSPI или предварительное зажигание на низкой скорости. Благодаря более высокому давлению в цилиндре и низкой рабочей скорости двигатель T / GDI создает среду, в которой неконтролируемое сгорание (или LSPI) с большей вероятностью произойдет до воспламенения воздушно-топливной смеси от свечи зажигания.Роадс отмечает: «Владельцы автомобилей испытывают все: от того, что кажется традиционным« стуком »в двигателе (ущерб, который часто накапливается с течением времени), до внезапного отказа двигателя — единичного катастрофического события возгорания, в результате которого автомобиль оказывается на обочине дороги и нуждается в ремонте. новый двигатель ». LSPI обладает высокой степенью непредсказуемости. «Во многих случаях, — предупреждает Роудс, — нет никаких предупреждений перед катастрофическим событием».

Требуется подходящее масло.

Эти проблемы очень реальны и ежедневно влияют на производительность двигателя T / GDI в транспортных средствах от одного побережья до другого.При всей распространенности проблемы уровень осведомленности автомобилистов невысок. К счастью, существует и проверенное решение. «Мы тесно сотрудничали с производителями комплектного оборудования для разработки аддитивной технологии, специально предназначенной для минимизации LSPI и преждевременного износа цепи», — говорит Роадс. «Одной из отличительных черт этой новой технологии является проверенная защита от LSPI на протяжении всего интервала замены масла, что будет привлекательно для потребителей».

Чтобы облегчить потребителям выбор моторных масел, разработанных специально для двигателей T / GDI, промышленность недавно утвердила новую категорию SN PLUS.Потребители должны ожидать, что продукты, соответствующие этой новой категории, появятся в продаже где-то в 2018 году. «Любой, у кого есть автомобиль с T / GDI, может с гораздо большей уверенностью управлять автомобилем, используя только моторные масла SN PLUS», — говорит Роадс. «Потребители также, вероятно, увидят более высокие розничные цены и цены в сервисных центрах на эти моторные масла, разработанные специально для тяжелых условий эксплуатации двигателей T / GDI».

В наши дни использование правильных жидкостей в правильных двигателях важнее, чем когда-либо.«Негативное влияние эксплуатации двигателя T / GDI с неправильным маслом, как видно на примере LSPI, может быть намного хуже, чем просто заплатить несколько долларов за замену масла», — заключает Роадс. «Если это двигатель T / GDI, убедитесь, что ваш смазочный материал имеет обозначение SN PLUS на этикетке, как только он станет доступен».

Давайте поговорим о впрыске бензина: что такое GDI?

Итак, вы можете немного знать о процессе сгорания, но насколько вы знакомы с мельчайшими деталями, касающимися систем впрыска бензина? Мы далеко ушли от карбюратора, но даже с современными передовыми методами подачи топлива нет ничего идеального.Давайте углубимся в особенности популярной конструкции с прямым впрыском бензина или GDI.

Играя с огнем

Для сгорания в газовом двигателе необходимы три элемента: воздух, топливо и искра. Воздух и топливо должны быть доставлены в камеру сгорания в определенном соотношении (и в определенное время), чтобы, как вы уже догадались, сгореть. Есть серые области, где двигатель все равно будет работать, даже если передаточное число выключено, но он будет работать либо на «богатой», либо на «бедной» смеси, вызывая всевозможные проблемы с производительностью, пробегом и износом внутренних компонентов.Суть в том, что все системы впрыска топлива стремятся обеспечить это соотношение как можно точнее и надежнее … но некоторые справляются с этим лучше, чем другие.

Доставка!

Системы прямого впрыска бензина существуют с 50-х годов, но GDI считается более современным решением благодаря многочисленным технологическим усовершенствованиям и широкому распространению с тех пор. Большая разница между GDI и другими типами впрыска заключается в том, что предыдущие системы подачи топлива объединяют топливо и воздух за пределами камеры сгорания для подачи на сгорание, GDI впрыскивает топливо непосредственно в камеру сгорания, смешиваясь там со свежим воздухом в первую очередь. время.Другие системы, такие как впрыск топлива в порт, впрыскивают топливо и воздух во впускной коллектор, и вся смесь всасывается через впускной клапан в нужное время, чтобы произвести сгорание. Карбюраторы объединяют топливо и воздух задолго до этого, а также пропускают его через впускной клапан.

Более прямой подход

Впрыск газа непосредственно в камеру сгорания позволяет добиться нескольких целей. Благодаря современным очень умным и чувствительным блокам управления топливом можно точно дозировать топливо, а форсунки высокого давления обеспечивают форму распыления, которая более эффективно распыляет топливо, что в конечном итоге приводит к меньшему количеству несгоревшего (потраченного впустую) топлива в камере и более эффективному сгоранию в целом.А меньшее количество потраченного впустую топлива означает как лучший пробег, так и меньшие выбросы, поскольку меньше несгоревшего бензина выходит через выпускной клапан. Такой выигрыш в пробеге, производительности, эффективности и воздействии на окружающую среду является значительным, но требует затрат. Во-первых, это фактическая стоимость. Компоненты системы GDI должны выдерживать высокое давление и тяжелые условия, и поэтому их производство дороже. Другая стоимость — потенциально механическая — конструкция двигателей GDI допускает накопление углерода на клапанах в камере и условия работы в горячем состоянии в целом.Если не принять меры, это может привести к серьезному повреждению внутренних компонентов, и производители все еще ищут способы снизить риск. Многие обнаружили, что сочетание GDI с турбокомпрессорами и рециркуляцией выхлопных газов, среди других технологий, помогает.

В общем, GDI зачастую слишком эффективен, чтобы производители могли его упустить. Чтобы смягчить потенциальные проблемы, вы должны использовать присадки к топливу и очиститель воздухозаборника, чтобы смыть отложения, или использовать топливо премиум-класса, чтобы их избежать.

Ознакомьтесь со всеми продуктами по топливу и выбросам, доступными на NAPA Online, или доверьтесь одному из наших 17 000 пунктов обслуживания NAPA AutoCare для текущего обслуживания и ремонта. Для получения дополнительной информации о впрыске бензина поговорите со знающим экспертом в местном магазине NAPA AUTO PARTS.

Фотографии любезно предоставлены Блэром Лампе.

Технология: бензиновый двигатель с прямым впрыском

Технология: бензиновый двигатель с прямым впрыском

II.Крупный Цели двигателя GDI
1. Разница между новым GDI и текущим MPI
2. наброски
3.Технические характеристики

III. Основные характеристики двигателя GDI
1. Меньший расход топлива и большая мощность
2. Реализация меньшего расхода топлива
3. реализация Высшей производительности

I. Введение

Для на протяжении многих лет инновационные двигательные технологии были приоритетом развития. Мицубиси Моторс.В частности, Mitsubishi стремилась улучшить двигатель. эффективность в стремлении удовлетворить растущие экологические требования, такие как для энергосбережения и сокращения выбросов CO2, чтобы ограничить негативное влияние парникового эффекта.

В стремлении Мицубиши для разработки и производства еще более эффективных двигателей он посвятил ресурсы на разработку бензинового двигателя с непосредственным впрыском. Годами, автомобильные инженеры полагают, что этот тип двигателя имеет наибольшее потенциал для оптимизации подачи топлива и сгорания, что, в свою очередь, может обеспечить лучшая производительность и меньший расход топлива.Однако до сих пор никто успешно разработала цилиндровый двигатель с прямым впрыском для использования на серийные автомобили. В результате возможностей разработки двигателей Mitsubishis, Усовершенствованный бензиновый двигатель GDI с прямым впрыском топлива Mitsubishis является воплощением инженерной мечты.

Двигатель ГДИ прямого впрыска бензина Мицубиси

II. Основные задачи двигателя GDI

• Сверхнизкий расход топлива, даже лучше дизельные двигатели
• Превосходная мощность по сравнению с обычными двигателями MPI

---

1.Разница между новым GDI и текущим MPI
Для подачи топлива в обычных двигателях используется топливо система впрыска, пришедшая на смену системе карбюратора. MPI или многоточечный Впрыск, при котором топливо впрыскивается в каждое впускное отверстие, в настоящее время одна из наиболее широко используемых систем. Однако даже в двигателях MPI есть являются ограничениями для реакции подачи топлива и управления горением, потому что топливо смешивается с воздухом перед поступлением в цилиндр. Mitsubishi отправилась в раздвинуть эти пределы, разработав двигатель с прямым впрыском бензина в цилиндр как в дизельном двигателе, да еще там, где впрыск тайминги точно контролируются для соответствия условиям нагрузки.Двигатель GDI достигли следующих выдающихся характеристик.

• Чрезвычайно точный контроль подачи топлива для достижения топлива КПД выше, чем у дизельных двигателей, за счет возможности сжигания подача ультра-обедненной смеси.
• Очень эффективный впуск и относительно высокая компрессия уникальное для двигателя GDI соотношение обеспечивает высокую производительность и отклик который превосходит стандартные двигатели MPI.

Для Mitsubishi: технология, реализованная для этого двигателя GDI. станет краеугольным камнем нового поколения высокоэффективных двигателей. и, по ее мнению, технология продолжит развиваться в этом направлении.

Переход системы подачи топлива

2. Схема

(1) Основные технические характеристики

(2) Схема двигателя

---

3. Технические характеристики

• Вертикальные прямые впускные отверстия для оптимального контроля воздушного потока в цилиндре
• Поршни с изогнутым верхом для лучшего сгорания
• Топливный насос высокого давления для подачи топлива под давлением в форсунки
• Вихревые форсунки высокого давления для оптимальной топливовоздушной смеси

III.Основные характеристики двигателя GDI

1. Более низкий расход топлива и более высокая производительность

(1) Оптимальный распылитель топлива для двух режимов горения
Используя методы и технологии, уникальные для Mitsubishi, двигатель GDI обеспечивает: как более низкий расход топлива, так и более высокая производительность. Это, казалось бы, противоречивое и сложный подвиг достигается за счет использования двух режимов горения. Положил Другими словами, время впрыска изменяется в соответствии с нагрузкой на двигатель.

Для условий нагрузки, требуемых при обычной городской езде, топливо впрыскивается в конце такта сжатия, как в дизельном двигателе.Поступая таким образом, ультратонкий сгорание достигается за счет идеального образования слоистой воздушно-топливной смеси. смесь. В условиях высокопроизводительного вождения топливо впрыскивается во время такт впуска. Это позволяет получить такую ​​однородную топливовоздушную смесь. в обычных двигателях MPI для обеспечения более высокой производительности.

Ультра-обедненный режим сгорания
В большинстве нормальных условий движения на скорости до 120 км / ч Двигатель Mitsubishi GDI работает в режиме ультра-обедненного сгорания для снижения расхода топлива потребление.В этом режиме впрыск топлива происходит на последней стадии такт сжатия и зажигание происходит при очень бедном соотношении воздух-топливо от 30 до 40 (от 35 до 55, включая EGR).
Superior Output Mode
Когда двигатель GDI работает с более высокими нагрузками или на более высоких скоростях, впрыск топлива происходит во время такта впуска. Это оптимизирует сгорание за счет обеспечения однородной, более холодной воздушно-топливной смеси, что сводит к минимуму возможность детонации двигателя.

Анимация

(2) Технологии основания двигателей GDI
Основу технологии составляют четыре технических элемента. Вертикальное прямое впускное отверстие обеспечивает оптимальный поток воздуха в цилиндр. Поршень с изогнутым верхом регулирует горение, помогая формировать воздушно-топливную смесь. смесь. Топливный насос высокого давления обеспечивает необходимое высокое давление. для прямого впрыска в цилиндр.И вихревой инжектор высокого давления контролирует испарение и рассеивание распыляемого топлива.

Эти фундаментальные технологии в сочетании с другими уникальными технологиями контроля топлива технологии, позволившие Mitsubishi достичь обеих целей развития, которые были по расходу топлива ниже, чем у дизельных двигателей, а мощность выше, чем у обычных двигателей MPI. Методы показаны ниже.

Расход воздуха в цилиндре

Двигатель GDI имеет вертикальные прямые впускные каналы, а не горизонтальные впускные каналы, используемые в обычных двигателях.Прямая прямая впускные отверстия эффективно направляют воздушный поток вниз на поршень с изогнутым верхом, который перенаправляет воздушный поток в сильное обратное вращение для получения оптимального топлива инъекция.

Анимация

Распылитель топлива

Новые вихревые форсунки высокого давления обеспечивают идеальная форма распыления для соответствия каждому режиму работы двигателя. И на в то же время, применяя сильно завихренное движение ко всей струе топлива, они обеспечивают достаточное распыление топлива, которое является обязательным для GDI даже при относительно низком давлении топлива 50 кг / см2.

Оптимизированная конфигурация камеры сгорания

Поршень с изогнутым верхом регулирует форму воздушно-топливной смеси. смеси, а также воздушного потока внутри камеры сгорания, и имеет важна роль в поддержании компактности воздушно-топливной смеси. Смесь, который впрыскивается в конце такта сжатия, переносится к свеча зажигания, прежде чем она сможет разогнаться.
Митсубиши передовые методы наблюдения в цилиндрах, включая лазерные методы. используются для определения оптимальной формы поршня.

2. Реализация пониженного расхода топлива

(1) Базовая концепция
В обычных бензиновых двигателях диспергирование топливовоздушной смеси с Идеальная плотность вокруг свечи зажигания была очень сложной. Однако это возможно в движке GDI. Кроме того, чрезвычайно низкий расход топлива. достигается, потому что идеальная стратификация позволяет впрыскивать топливо поздно такт сжатия для поддержания ультра-обедненной топливовоздушной смеси.

Двигатель для целей анализа доказал, что топливовоздушная смесь с оптимальная плотность собирается вокруг свечи зажигания в виде стратифицированного заряда. Это также подтверждается немедленным анализом поведения брызг топлива. перед возгоранием и самой топливовоздушной смесью.

В результате чрезвычайно стабильное горение сверхбедной смеси с Соотношение воздух-топливо 40 (55, включая EGR) достигается, как показано ниже.

Анимация

(2) Сжигание ультра-бедной смеси
В обычных двигателях MPI имелись пределы обедненной смеси. из-за больших изменений характеристик горения.Однако стратифицированные смесь GDI позволила значительно уменьшить соотношение воздух-топливо без что приводит к ухудшению сгорания. Например, на холостом ходу при горении наиболее неактивен и нестабилен, движок GDI поддерживает стабильную и быструю сгорание даже при очень бедной смеси с соотношением воздух-топливо 40: 1 (55 к 1, включая систему рециркуляции отработавших газов)

(3) Расход топлива автомобиля
Расход топлива на холостом ходу
Двигатель GDI поддерживает стабильное сгорание даже на низких оборотах холостого хода.Кроме того, он предлагает большую гибкость в настройке холостой ход.
По сравнению с обычными двигателями, его расход топлива на холостом ходу ниже На 40% меньше.

Расход топлива во время крейсерской езды
Например, при скорости 40 км / ч двигатель GDI потребляет на 35% меньше топлива, чем аналогичный размерный обычный двигатель.

Расход топлива при вождении по городу
В тестах в японском режиме 10E15 (типичный городское вождение), двигатель GDI потреблял на 35% меньше топлива, чем двигатель аналогичного размера. обычные бензиновые двигатели.Более того, эти результаты показывают, что Двигатель GDI потребляет меньше топлива, чем даже дизельные двигатели.

Контроль выбросов
Предыдущие попытки сжечь обедненную топливно-воздушную смесь привели к затруднениям для контроля выбросов NOx. Однако в случае двигателя GDI снижение NOx на 97% достигается за счет использования системы рециркуляции отработавших газов с высокой скоростью, например 30%. что обеспечивается стабильным горением, уникальным для GDI, а также использование недавно разработанного катализатора обедненного NOx.

Недавно разработанный катализатор обедненного NOx (селективное раскисление углеводородов тип)

3. Реализация превосходной производительности

(1) Базовая концепция
Для достижения мощности, превосходящей обычные двигатели MPI, двигатель GDI имеет высокая степень сжатия и высокоэффективная система впуска воздуха, которая приводят к повышению объемной эффективности.

Повышенный объемный КПД
По сравнению с обычными двигателями, двигатель Mitsubishi GDI обеспечивает лучшая объемная эффективность. Вертикальные прямые впускные каналы позволяют более плавный забор воздуха. И испарение топлива, которое происходит в цилиндр на поздней стадии такта сжатия, лучше охлаждает воздух объемный КПД.

Повышенная степень сжатия
Охлаждение воздуха внутри цилиндра за счет испарения топлива имеет еще одно преимущество, сводящее к минимуму детонацию двигателя.Это обеспечивает высокую степень сжатия передаточное отношение 12, и, таким образом, улучшенная эффективность сгорания.

(2) Достижение
Характеристики двигателя
По сравнению с обычными двигателями MPI сопоставимого размера GDI двигатель обеспечивает примерно на 10% большую мощность и крутящий момент на всех скоростях.

Ускорение автомобиля
В режиме высокой мощности двигатель GDI обеспечивает выдающееся ускорение.
В следующей таблице сравнивается производительность движка GDI с обычным Двигатель MPI.

Новый 4-цилиндровый двигатель GDI с турбонаддувом от SAIC Motor

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

Автор (ы): Чжэн Сюй, ИньШэн Пин, Чуаньхуэй Чэн, Сяомао Чжан, Хайтин Инь, Вэйцзюнь Ли, Дунбо Цай, Шао Мин Ван, Ян Цзюнь Ван, Ян Ян, Инчжэнь Ван, Яцзюнь Чжан

Филиал: Технический центр SAIC Motor

Страниц: 14

Событие: Опыт Всемирного конгресса WCX SAE

ISSN: 0148-7191

e-ISSN: 2688-3627

.