Gdi принцип работы системы двигателя - Автомобильный журнал
Arskama.ru

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

Gdi принцип работы системы двигателя

Непосредственный впрыск и газ

Установка ГБО на непосредственный впрыск долгое время оставалась лишь мечтой из-за конструкционных особенностей. Впервые систему (предшественницу нынешних GDI, TSI, FSI, TFSI, EcoBoost, Ecotec, Theta, CGI и т. д.) применили на спортивных авто Mercedes в середине 50-х годов прошлого столетия.

Технология возникла не от задумки инженеров, а ради большей отдачи мотора и экономичности. Для серийного производства система оставалась чересчур сложной и капризной: во-первых, из-за повышенных требований к чистоте топлива; во-вторых, октановое число горючего должно быть наивысшим.

Однако со временем инженеры преодолели принципиальные сложности, и технология пошла в массовый автопром.

Первыми смельчаками оказались инженеры Mitsubishi (GDI), а затем подтянулись остальные. Тем не менее, поставить газ на моторы с прямым впрыском без вреда для ресурса агрегата было невозможно.

Сегодня с установкой ГБО на двигатель GDI проблем нет, а сама система от инженеров «Мицубиси» уже не самая сложная и навороченная. Непосредственный впрыск теперь часто сочетается с турбиной, двухконтурной топливной системой и другими технологичными «фишками», усложняющими газификацию.

Кроме того, во «впрысковых» авто используют дорогостоящие агрегаты – топливный насос высокого давления (ТНВД) и бензиновые форсунки особой конструкции. Ошибки монтажа оборачиваются для автовладельца финансовыми потерями, которые сопоставимы со стоимостью капитального ремонта ДВС.

Сами двигатели тоже усложнились. Некоторые силовые агрегаты не подлежат капремонту. Например, свежая разработка от Ford – ДВС EcoBoost, который нельзя отремонтировать в случае поломки из-за перегрева. Прогрессивный и технологичный движок не простит неграмотного монтажа ГБО – газ на «Экобуст» ставят только в сертифицированных установочных центрах, где корректность настроек проверяется с помощью диагностического софта. В принципе, то же касается остальных «впрысковых» авто, но для непосредственных моторов проблема некорректного впрыска стоит особо остро.

Принцип работы непосредственного впрыска

Главными агрегатами непосредственных движков считаются ТНВД и форсунки, они же – самые дорогостоящие элементы системы. В топливном насосе эталонная степень обработки поверхности трущихся деталей – 14-го класса. Это идеально даже по сравнению с пищевой нержавейкой, где используют металл зернистостью 9-10-го классов. Поверхность трущихся элементов ТНВД «зеркальнее», чем зеркало, и поцарапать ее можно даже несвежим дыханием.

Что касается форсов, то они конструкционно отличаются от обычных для инжекторных машин, но при газификации критически важна не конструкция, а их месторасположение: при установке ГБО на ТСИ, ФСИ и другие подобные моторы нужно понимать, что отключать бензофорсунки в газовом режиме нельзя, иначе они выходят из стоя от перегрева.

Напомним, что традиционная технология распределенного впрыска предполагает размещение форсов во впускной коллектор. Однако на непосредственных движках бензиновые форсунки расположены в головке блока цилиндров (ГБЦ), а впрыск происходит направленно в камеру сгорания, где бензин смешивается с воздухом за мгновение до искры.

Автопроизводители часто усложняют систему наличием второго топливного контура для впрыска бензина под разным давлением в зависимости от нагрузки на мотор (FSI) или добавляют к воздуху отработанные газы, тем самым повышая экологичность мотора. Все это усложняет штатную систему управления подачи топлива, а значит, установка ГБО на двигатели FSI или подобные им агрегаты должна комплектоваться продвинутыми «мозгами» и осуществляться квалифицированными специалистами исключительно в условиях СТО, укомплектованной диагностическим оборудованием.

Проблемы газификации непосредственных моторов

Основное препятствие перевода «впрысковой» машины на газ кроется в температурных нагрузках, которым подвергаются форсунки. В штатном режиме корпус инжектора охлаждается за счет проходящего через него бензина. Однако если машина работает на пропане, то бензофорсы отключаются, а значит, остаются незащищенными. То есть применять традиционную систему управления газовым впрыском здесь нельзя. Что же делать?

Принцип работы газа на непосредственных двигателях

Установка ГБО на двигатель TSI или любой подобный агрегат совсем не означает полный отказ от бензина. Чтобы не «сжечь» форсунки, приходится оставлять циркуляцию жидкого топлива, но лишь в том объеме, которого достаточно для удержания температуры ниже критической. Происходит это за счет периодического включения бензофорсунки. На холостых и низких оборотах доля бензина в общем расходе топлива составляет 10%, а с ростом оборотов этот показатель увеличивается. На сколько – зависит от конкретного мотора.

Газовая альтернатива для непосредственных ДВС

Единственный вариант для полного перехода на пропан (за исключением момента пуска мотора) – это установить оборудование для «жидкого впрыска» (LPI). Принцип работы здесь совсем иной. Оборудование также сильно отличается, впрочем, как и цена. Из-за дороговизны установки большинство автовладельцев обращаются к традиционной технологии (LPG).

Газ на GDI (Mitsubishi)

Сразу отметим: ставить ГБО 2-го поколения на «джидай» нельзя, что бы ни говорили сетевые «знатоки». Также заметим, что не все моторы «Мицубиси» имеют непосредственный впрыск, а значит, нет необходимости переплачивать за электронный блок для непосредственного впрыска.

В остальном подход следующий: по модификации мотора подбирается комплект или подходящий блок управления. Если планируется монобрендовая комплектация, то здесь проблем нет, так как производитель установки предоставляет нужную комплектацию. В случае сборного комплекта сперва подбирается ЭБУ, а затем под его способности выбирается остальная комплектация. Важно, чтобы редуктор-испаритель и газовые форсунки без проблем «сотрудничали», потому что иногда встречаются несовместимые бренды.

ГБО на FSI: нюансы

В комплект газобаллонного оборудования для таких движков включается электронный блок управления газовой системой (ЭБУ) с прошивками под конкретную модификацию мотора. Каждый производитель газовой аппаратуры указывает перечень моделей, для которых имеются прошивки. К счастью автовладельцев «Ауди», бензиновые модели этой марки представлены полностью, начиная с 2000 года выпуска.

Наиболее удачные комплектации предоставляет голландский производитель «Принс»: инженеры компании изначально нацеливались на немецкий рынок, где у голландцев 60-процентная доля. ГБО комплектуется фирменным редуктором и японскими форсунками Kiehen. После монтажа газовая система не требует дополнительных уточняющих регулировок.

Газ на TSI («Тсай»)

Чрезвычайно популярны в нашей стране двигатели, которыми оснащают ваговские модели. При газификации подход тот же, что и в отношении ФСИ: по VIN-коду подбирается нужная прошивка с уже готовой топливной картой. Отметим, что алгоритмы и коэффициенты для одного мотора не подойдут для другого. Мудрить здесь нельзя, иначе раньше двигателя из строя выйдет турбина. 99% настроек готовятся производителем газобаллонного оборудования. В одних случаях достаточно просто загрузить программу, другие производители перед автокалибровкой запрашивают ВИН-код двигателя.

Дело установщиков в отношении «Тсай» – следовать карте монтажа, а затем убедиться в правильной работе системы. Можно выбирать из брендов ГБО, но итальянские и голландские производители остаются вне конкуренции.

Газ на TFSI

В моторе совмещен послойный впрыск с турбиной: система усложняется за счет эмуляции работы бензиновых форсунок как в системах FSI. Расход бензина уменьшается в разы, в то время как топливный насос продолжает нагнетать давление в штатном режиме. Из-за этого компьютер «ругается» и происходит аварийный сброс давления.

Однако установщикам, а тем более автовладельцам, вникать в такие нюансы не требуется, потому что персонифицированная программа управления газовым впрыском включает эмуляцию и учитывает текущие параметры. То есть на алгоритме процесса установки сложность бензиновой системы не сказывается. Главное – выбрать и корректно установить управляющую программу. Ну, и качественный монтаж тоже никто не отменял.

Заключение

Получается, что ГБО на TFSI или другие моторы с прямым впрыском не требует дополнительных регулировок, как в случае с обычными установками 4-го поколения. Система изначально работает корректно за счет программ, подготовленных производителем для конкретной модели движка. И то, что здесь реализуется сложный алгоритм поочередного впрыска бензин/газ не осложняет работу установщиков, а даже наоборот.

Однако отказываться от сертифицированных центров пока рано – установить газ все равно сложнее, чем поставить «Винду» на ПК. Остаются повышенные требования к точности подбора комплектации, диагностике и обслуживанию аппаратуры. Поэтому производители ГБО сотрудничают исключительно с авторизованными представительствами. Приобретать аппаратуру и делать монтаж у «серых» дилеров крайне не рекомендуется из-за отсутствия гарантии и последующих сложностей с регистрацией.

Двигатель GDI: история, особенности, нюансы работы

Схема двигателя: особенности, отличия

В чем заключается принципиальное отличие нового двигателя от стандартных решений?

В классических инжекторных двигателях с коллекторной системой образования смеси в цилиндры подается уже готовая топливно-воздушная смесь, качество которой определяет мощность мотора, уровень токсинов в выхлопных газах. Смешивание горючего и воздуха осуществляется во впускном коллекторе с форсунками, которые управляются электроникой. Отличительная особенность двигателей GDI — форсунка, направленная прямо в камеру сгорания. Впускные клапаны в этой системе служат только для подачи воздуха, а уже в самих цилиндрах смешивается топливо и воздух. Электрическая искра отвечает за зажигание. Так как обеспечить однородный состав смеси в этих условиях проблематично, производители оснастили двигатель GDI сложным электронным блоком с программным обеспечением, рассчитанным на различные рабочие циклы.

Читать еще:  Частота обороты двигателя тахометр

Еще нюанс — упорядоченная структура топливно-воздушной смеси в цилиндре, причем смесь эта перемещается по определенной траектории, имея разный уровень концентрации в зависимости от места нахождения: у стенок цилиндра смесь «холодная», возле свечи «горячая», то есть уровень концентрации, необходимый для работы, создается непосредственно возле свечи, что позволяет двигателю работать даже на обедненной смеси.

Работа на обедненной топливно-воздушной смеси при небольших нагрузках — основное достоинство двигателей GDI, так как такой принцип работы позволяет заметно снижать расходы топлива при движении в городском или смешанном цикле. Исследования показали: при длительной работе двигателя на холостых оборотах в городском заторе затраты горючего удается снизить на 20-25%.

Двигатели GDI: разновидности впрыска горючего

Для рынков Японии и европейских стран предназначены разные типы двигателей 4G93. Мы поговорим о японских моделях, которые оснащены двумя системами впрыска топлива:

  1. Работа на сверх бедных смесях. В этом режиме двигатель способен работать на очень обедненной топливно-воздушной смеси, параметры которой могут колебаться в диапазоне 37:1 — 43:1. За идеальный вариант принимается пропорция 40:1. В таком режиме двигатель способен работать на скорости до 120 км/ч, если машина разгоняется плавно;
  2. Работа на стехиометрической смеси. Режим запускается на скорости более 120 км/ч или, если двигатель подвергается повышенным нагрузкам — при наличии у автомобиля прицепа, при подъеме в горку и так далее.

Европейские двигатели имеют третий режим работы, который включается при высоких нагрузках на малых оборотах (такое случается при стремительном разгоне с 40 км/ч на высоких передачах). Принцип этой системы достаточно прост: двойной впрыск топлива в цилиндры обеспечивает мотор обогащенной топливно-воздушной смесью, что приводит к повышению уровня эластичности мотора, крутящего момента при низких оборотах.

GDI и черные свечи

Существует несколько причин, по которым свечи на GDI могут быть черные: помимо традиционных — неверное зажигание, наличие в камере сгорания масла, неправильно подобранный вид свечи, к причинам «засаживания» следует отнести неправильный состав топливно-воздушной смеси — сажа со стенок впускного коллектора попадает в камеру сгорания, препятствуя созданию запрограммированного «воздушного винта» и приводя к некачественному перемешиванию топлива и воздуха.

Остановить процесс «засаживания» нельзя, но можно его существенно замедлить, уделяя пристальное внимание регулярной чистке впускного коллектора. При этом не стоит забывать, что не только коллектор приводит к загрязнению свечей: к возникновению проблемы причастны клапаны, на которых также накапливается сажа, и которые препятствуют правильному распылу топлива.

Радует тот факт, что особенная схема смесеобразования делает GDI двигатель не слишком чувствительным к чистоте свечей, поэтому первое время на цвет этих элементов можно большого внимания не обращать. Но не обольщайтесь слишком сильно: через каждые 15-20000 километров комплект свечей требуется менять.

GDI: свечи

Среди наиболее распространенных свечей заживания, используемых в двигателях GDI, можно выделить:

  • иридиевые;
  • платиновые;
  • двухконтактные.

Последний вариант представляет собой наиболее оптимальное соотношение цены и качества.

Несколько слов об особенностях непосредственного впрыска

Чтобы суметь воплотить в реальность все теоретические преимущества системы непосредственного впрыска, японцы разработали конструкцию — днище поршня адаптированной формы, который направляет топливный «факел» непосредственно к свече зажигания. Кроме того, специалисты обеспечили максимально высокое давление горючего в системе (50 бар против традиционных трех), в головке блока для повышения эффективности завихрения воздушных потоков в цилиндре создали впускные вертикальные каналы.

Пришлось также устранять проблему токсичности. Сгорание обедненной топливной смеси приводит к активному выделению ядовитых окислов азота NOx. Для очистки выхлопа до европейских норм были созданы каталитические нейтрализаторы.

Практические рекомендации для владельцев авто с двигателями GDI

Самый важный момент: качество топлива, заливаемого в бак, должно быть максимально высоким. Единственно приемлемый вариант — чистое, высокооктановое топливо. Никакого этилированного бензина, никаких очистителей и присадок и прочее.

Откуда взялся этот запрет? Его диктуют особенности строения двигателя. Не важно, оснащен ли двигатель клапаном мембранного типа или плунжерами, речь идет о деталях повышенной точности. При наличии в топливе грязи или посторонних примесей, ТНВД через время просто «сядет» и уже не сможет обеспечить требуемое нагнетание топлива в вихревые форсунки с необходимым давлением.

Разумеется, конструкторы разработали систему очистки топлива, включающую в себя четыре ступени — это очистка:

  • «сеткой» топливоприемника насоса;
  • стандартным топливным фильтром;
  • при поступлении бензина в ТНВД с помощью «сеточки-стакана»;
  • через «сеточку-стакан», когда топливо выходит в бак.

Представленная система очистки наверняка хороша — для высококачественного бензина, но не для нашего топлива, поэтому очень важно пристально следить за работой двигателя, отмечая малейшие отклонения от нормы.

Так, нужно срочно начинать предпринимать действия (лететь на всех порах на СТО), если вы видите, что показатели мощности и приемистости двигателя начинают снижаться. Если вы проигнорируете этот момент, через некоторое время двигатель просто откажется заводиться и придется обращаться в мастерскую, чтобы произвести ремонт ТНВД «Мицубиси», BOSCH, Toyota.

Вместо вывода

Сегодня, к сожалению, авто с двигателями GDI не способны долго ездить на российском топливе. Если же вы все-таки стали владельцем машины с двигателем GDI и отказываться от своего приобретения не желаете, уделяйте своему транспортному средству максимум внимания — через каждые несколько тысяч км проводите полноценную очистку ТНВД в специализированной мастерской.

Gdi принцип работы системы двигателя

Бедные, бедные смесители- Как капля русского бензина убивает лошадь японского прогресса

Что делать? С новыми автомобилями все понятно. Если фирма официально решается поставлять новые технологии в Россию (или конкретно в Сибирь), значит, знает, на что идет, и будет отвечать за свое «поведение». А как быть с японским second hand.

Mitsubishi Chariot GDI

Красив умен, но не предсказуем

«Паровоз ни-ка-кой пылинки не любит: машина, брат, это — барышня. Женщина уже не годится — с лишним отверстием машина не пойдет. » Это фраза из романа Андрея Платонова. Такой самобытной мудростью наставлял старый машинист паровоза своего ученика. То было начало 20 века, когда технический прогресс семимильными шагами шел мимо России. Сейчас начало 21 века, последние паровозы догнивают на запасных путях, а люди ездят на автомобилях, которые посложнее паровоза будут. И вот ведь какая закономерность — чем дальше мы от творения Стефенсона, тем актуальней слова того старого машиниста. Во всяком случае, современные Hightec-автомобили из Японии настолько претенциозны в своем строении, что могут напрочь отказаться ехать буквально из-за одной пылинки в бензине. И в первую очередь это касается автомобилей с двигателями с прямым впрыском, работающими на сверхобедненной смеси. А уж бензин у нас бывает такой, что впору не на автомобилях ездить, а возвращаться к паровой тяге.

Что и говорить, сбываются худшие прогнозы иркутских сервисменов — японские ноу-хау, проникающие в последнее время с дальневосточных рынков праворульного second hand, оказываются в крайне враждебной для себя среде и не способны показывать ту замечательную неприхотливость, за которую мы любим «японцев» уже добрых десять лет. Иногда достаточно одной заправки жидкостью, называемой у нас бензином, а на самом деле представляющую собой какую-нибудь смесь из газового конденсата с добавлением чистого тетраэтилсвинца. И конец всем высоким технологиям. Такие жидкости появляются на рынке, когда случаются перебои с поставками кондиционного бензина, что недавно и наблюдалось в регионе. Вот тут-то и началось. Даже традиционные двигатели с карбюратором или впрыском зачастили в сервисы по причине отказов систем зажигания и впрыска, а уж двигатели с прямым впрыском — GDI у Mitsubishi и D4 у Toyota, так и вовсе начали вставать, даже не успев доехать до сервиса. Им не то что суррогат принимать смертельно, даже нормальный заводской бензин противопоказан. Как уже показала практика.

Сейчас нет смысла очень подробно вдаваться в мир теории и всех нюансов моторов GDI (Gasoline Direct Injection — бензиновый прямой впрыск). Он придуман не вчера и не японцами, а в заслугу фирмы Mitsubishi или Toyota можно поставить собственные доработки и внедрение в массовое производство. Чем всегда и отличались японцы. Но то, что прямой впрыск бензина — это не только торчащая непосредственно в цилиндре форсунка, надо представлять очень хорошо. В целом процесс получения и использования энергии выполнен на ином качественном уровне, нежели в обычном двигателе с распределенным впрыском. Конечно, это не ядерный реактор в сравнении с той же паровой машиной, но тем не менее.

Читать еще:  Чем можно мыть детали двигателя

Непосредственный впрыск как очередное и эффективное средство в деле оптимизации сгорания смеси и повышения КПД бензинового двигателя реализует простые принципы. А именно, более тщательно распыляет топливо, лучше перемешивает с воздухом и грамотней распоряжается готовой смесью на разных режимах работы двигателя. Цель одна — добиться большей экономичности при сохранении или даже увеличении мощности, а заодно снизить вредные выбросы. Главная сущность прямого впрыска — работа двигателя в ненагрузочных режимах на сверхобедненной смеси, когда соотношение воздух/бензин может доходить до 40:1. И для этого потребовалось внедрять много решений: вихревую форсунку высокого давления вверху камеры сгорания, сложную форму поршня, особенной формы впускные каналы, повышенную до 12 степень сжатия, разные моменты впрыска бензина, более сложный катализатор — иридиевый и платиновый. Первый нужен для работы в экономичных режимах на сверхобедненной смеси, когда резко возрастает выделение окислов азота, а второй для мощностных режимов, когда двигатель работает на смеси в обычной пропорции. Ведь даже двигатель GDI не способен обеспечить силовые нагрузки на обедненной смеси, хотя и здесь расходует топливо более рационально за счет лучшего распыла и прямого впрыска. Стало быть, и электронное управление впрыском здесь куда более сложное и точное, с кучей датчиков. Например, на экономичных режимах маленькую порцию бензина нужно быстро впрыснуть только в конце такта сжатия, а на силовых (разгон, высокие скорости) в начале и «по полной программе», как в обычных двигателях. А ведь могут дополнительно использоваться и «обычные» причиндалы: турбонаддув, система рециркуляции отработавших газов, система изменения фаз газораспределения и т. д. И все же определяющим «наворотом» двигателя GDI является его топливная система, где рабочее давление в случае Mitsubishi почти в двадцать раз выше, чем давление в обычных двигателях с распределенным впрыском, а в случае Toyota и того больше. Иначе не добиться необходимого распыла и т. д. Как следствие, необходимо использовать мощные форсунки, мощные соленоиды, да и другие детали из-за более жесткого режима работы должны быть крепче и, стало быть, более дорогими. А главное, для достижения таких давлений используются прецизионные топливные насосы по типу дизельных.

И что характерно, требования двигателя GDI к октановому числу как раз обычные. Несмотря на высокую степень сжатия, хорошее охлаждение смеси при непосредственном впрыске предполагает использование бензинов с обычными числами (в пределах 92-95). Но система питания и система нейтрализации отработавших газов крайне требовательны к степени очистки и составу бензина, содержанию грязи, свинца и серы. Последней, в принципе, вообще не должно быть, поскольку от серы сразу же «загнется» иридиевый катализатор, но главное — обилие серы вызовет скорый абразивный и коррозийный износ топливной аппаратуры, а также отказ электроники. В Японии двигатели GDI пошли в серийное производство еще в 1996 году, но там к тому времени бензин уже отвечал должным требованиям. В Европе до сих пор выпускается бензин с содержанием серы в 5 раз выше, чем в японском. И только в 2002 году предполагается начать выпуск чистых от серы бензинов. Чтобы успешно продвигать в Европе свои двигатели GDI, фирма Mitsubishi пошла на ряд ухищрений — адаптировала систему нейтрализации и внесла изменения в алгоритм моментов впрыска, чтобы наиболее полно отвечать особенностям езды в Европе. Ведь европейские противники GDI прямо обвиняли японцев в некорректном навязывании своих технологий. Мысль такая: двигатели GDI хороши только для Японии, которой присущи невысокие скорости движения и постоянные пробки — условия, в которых GDI показывает наилучшие результаты по топливной экономии. А для Европы, с ее протяженными автобанами и высокими скоростями (а следовательно, высокими нагрузками на двигатель) преимущества прямого впрыска уже не столь ощутимы. Вот инженеры из Mitsubishi и «подшаманили» двигатели под более жесткие условия работы. Но это касается только тех моторов, что идут на европейский рынок. Таковы общие и схематичные сведения по двигателям GDI, которые у разных фирм по исполнению и принципам работы, конечно, отличаются. А ведь кроме японцев и ряд европейских фирм уже подготовили свои GDI.

А теперь зададимся вопросом, во сколько раз больше серы в нашем бензине? Черт ее знает. Да и всего остального «мусора» не меньше. При этом к нам на рынок second hand поступают Mitsubishi c двигателями GDI с японского рынка, где двигатели не проходили адаптацию даже для Европы и «ждут» чистого, как слеза, бензина. Наплыв таких автомобилей небольшой и начался не так давно, но уже сервисмены отметили ряд характерных проблем, связанных с их эксплуатацией. Как тех, что уже случились, так и тех, которые могут возникнуть впереди.

В первую очередь, надо ясно понимать, что праворульный «японец» даже свежего года уже поездил в Японии и в случае с GDI «съел» определенный ресурс его прецизионной топливной системы. И если даже речь не идет о скорой кончине насоса, то работа электроники из-за плохого бензина начинает давать сбои, и с весьма скоротечными осложнениями.

Обычный двигатель с впрыском топлива

Конкретно по автомобилям Mitsubishi с двигателями GDI уже были и повторялись такие случаи. Машина вдруг начинает глохнуть при добавлении газа, хотя заводится и работает на холостых прекрасно, и даже едет, если нога едва-едва касается педали. Но чуть газанул, и двигатель заглох. В чем дело? А дело как раз в особенностях работы GDI на разных нагрузочных режимах, т. е. в данном случае в особенностях неработы. Как удалось выяснить в ходе «коленочного» обследования и ремонта, дело вот в чем.

Напорная топливная магистраль у Mitsubishi как бы двухступенчатая. Первый насос, что стоит в баке, закачивает бензин и под регулируемым электроникой давлением подает его к основному насосу, который последовательно доводит давление уже до необходимого. Без нагрузки давление маленькое, потому как цилиндры сжигают сверхобедненные смеси и топлива требуется мало. При увеличении давление растет. То есть первый насос работает циклично — «давит» под нагрузкой и «отдыхает» при спокойном режиме. В главном же насосе стоит датчик, который строго следит за давлением. Но к его рабочей части подходит очень узенький каналец, который нетрудно перекрыть бензиновым «мусором». Что и произошло. В таком случае истинное давление в магистрали датчик не «видит». Судя по всему, на легких режимах поступающие от него сигналы не нужны блоку управления, поскольку регулирования впрыска не происходит. Двигатель работает. Но при силовых нагрузках «недостаток» давления становится ложной командой к блокировке впрыска. Двигатель глохнет. Прочисткой забившегося канала, казалось бы, можно решить проблему, но «слепой» датчик успел еще и кончить погружной насос. Судя по всему, он из-за сигналов о ложном топливном голодании перешел на постоянный напорный режим, на что он не рассчитан. Так что пришлось менять и насос.

В другом случае в сервис привезли машину, у которой погружной насос сдох из-за обилия грязи в баке. Грязь забила приемную сетку, давление упало и насос в конце-концов устал бороться с топливным голоданием, постоянно работая на полную катушку. При этом он смог «продавить» часть грязи и погонять ее по топливной системе. Нетрудно предположить, к чему приведет абразивный и коррозийный износ главного насоса, из-за чего давление в магистрали тоже упадет со всеми вытекающими для всего двигателя последствиями. Но пока о случаях капитального ремонта систем впрыска GDI фирмы Mitsubishi сведений не поступало.

А вот тойотовский D4 (устанавливается на некоторые модели Corona, Camry и другие) уже успел ужаснуть собственным «смертельным» номером, которого никто на нашем рынке просто не мог предположить. В двигателе D4 высоконапорный насос представляет единый блок и приводится распредвалом. Установлен непосредственно на головке блока. В этом насосе как раз используется плунжер (в отличие от насоса Mitsubishi, это уже удалось установить достоверно), который на нашем бензине способен очень быстро увеличить зазор между корпусом. Плунжерные пары дизельных ТНВД хоть немного, но смазываются самой соляркой, а здесь этого нет. Наверняка современные зарубежные бензины тоже обладают смазывающими присадками, но в нашем нет ни смазки, ни подобающей очистки. В общем, плунжерная пара изнашивается и давление в системе падает, что тоже ведет к перебоям работы двигателя. Но самое страшное в другом. Проникающий через плунжер лишний бензин должен уходить по специальному отводному каналу. Но это при допустимых порциях. А при сильном износе бензин начинает стекать ручьем мимо канала. прямо в поддон картера! Хорошо разбавляя масло. При сильном износе всего за день-два езды уровень масла может увеличиться вдвое. Таким образом, сначала бензин «разъедает» топливный насос высокого давления, а потом способствует катастрофическому износу кулачков распредвала, вкладышей, поршневой и т. д.

Читать еще:  Что такое dohc на двигателях тойота

Новый высоконапорный блок для D4 стоит около $900, но не придется ли менять и весь двигатель? Кстати, примеры из жизни показывают, что между привозом машины с двигателем D4 из Японии и началом кончины топливного насоса может пройти всего несколько дней эксплуатации. С одной стороны, это говорит об особенностях заправляемой в бак жидкости, а с другой подтверждает некоторые истины. По идее, при определенном пробеге прецизионные детали должны были поменяться на новые еще в Японии, но японец не стал тянуть до дорогостоящего ТО и сдал машину. Потом она попала в Россию. Кстати, фирма Toyota официально так и не решилась поставлять автомобили с D4 в нашу страну, именно из-за качества топлива. Фирма Mitsubishi отважилась, хотя известно, что уже были проблемы с топливной системой совсем новой Carisma GDI, и все из-за грязного бензина. Похоже, не лучше себя будут чувствовать и европейские автомобили с подобными двигателями, если их начнут завозить в Россию с началом серийного производства.

Очевидно одно — импортные автомобили новаторской волны сегодня мало пригодны для нашего рынка. По двум основным причинам: качество топлива и совсем иные требования к регламенту техобслуживания, к которому наш потребительский рынок еще не готов. Многие прецизионные детали суперсистем уже явно не готовы отхаживать два или даже три срока, как это спокойно могли их более простые «предки». Они требуют своевременной замены и только. Что делать? С новыми автомобилями все понятно. Если фирма официально решается поставлять новые технологии в Россию (или конкретно в Сибирь), значит, знает, на что идет, и будет отвечать за свое «поведение». А как быть с японским second hand? Уже состоявшимся владельцам таких автомобилей можно посоветовать только тщательный выбор топлива с использованием хороших присадок и более внимательное «наблюдение» за работой двигателей. Как ни печально признать, сейчас многие сервисы стараются не связываться с подобными автомобилями, поскольку мало что знают сами и боятся сделать еще хуже. К тому же, и без того в последнее время проблем, вызванных рядом «стихийных бедствий», было достаточно даже с обычными автомобилями. Суррогатный бензин при дефиците заводского испортил не одну систему зажигания в лучшем случае, и топливную — в худшем. К этому еще добавились замаскированные «утопленники» с востока. Как правило, у многих вся электрика уже на стадии разложения и процессор давно включил лампочку Check engine, но ради продажи щиток на каком-то этапе был вскрыт и лампочку просто убрали.

Так что сегодня доверяться супертехнологиям не стоит. Конечно, приятно, когда твоя машина расходует топлива на 10-30% меньше, чем обычный одноклассник, но, похоже, это самообман. Лучше уж довериться традиционным японским конструкциям, старым добрым распределенным системам впрыска, которые пока еще доминируют на рынке second hand и в рекомендациях не нуждаются.

Система непосредственного впрыска: устройство и принцип работы

Для более эффективной подачи топлива была разработана усовершенствованная система непосредственного впрыска, применяемая на большинстве современных бензиновых ДВС. Непосредственный впрыск предполагает прямую подачу топливной смеси в цилиндры, минуя топливный коллектор. На сегодняшний день это одна из наиболее прогрессивных систем подачи топлива.

Система была разработана французским инженером Л. Левассором, а первый ее прототип был установлен в авиационный двигатель V8. Первая автомобильная система непосредственной (прямой) подачи топлива была сконструирована в 1952 году компанией Bosch и применялась на достаточно известных тогда марках автомобилей Gutbrod и Goliath.

В 1996 году была представлена система непосредственной подачи топлива GDI, которая устанавливалась на 4-х цилиндровые двигатели в автомобилях компании Mitsubishi. В 1998 году концерн Toyota представил свою разработку – систему D4.

Год спустя появилась еще одна система под названием IDE от концерна Renault. Система FSI компании Volkswagen была выпущена на рынок в начале 2000 года.

В настоящее время подобные топливные системы производят всемирно известные автомобильные конгломераты, такие как Volkswagen, Audi, Infiniti, BMW, General Motors, Mercedes-Benz, Ford.

Использование системы подобного типа дает возможность на 15-18% снизить топливные расходы, а также уменьшить уровень токсичности отработанных газов.

Как устроена система непосредственного впрыска

Конструкция системы непосредственной подачи топлива состоит из топливного насоса (ТНВД), рампы, механизма для регулировки давления топливной смеси, набора датчиков (датчики высокого давления, датчики входа), предохранительного клапана, форсунок, блока управления.

Топливный насос (ТНВД)

Насос высокого давления предназначен для реализации основной функции — подачи топлива через рампу к форсункам под высоким рабочим давлением в диапазоне от 3 до 11 МПа для обеспечения бесперебойной работы ДВС. Конструкция насоса может включать в себя один или несколько плунжеров, приводимых в действие при помощи распредвала. Подробнее о ТНВД читайте здесь…

Рампа используется для равномерного распределения топлива, поступившего к форсункам и предотвращения изменения его рабочего давления в самом топливном контуре.

Клапан устанавливается на топливную рампу и предназначен для обеспечения защиты топливной системы от чрезмерно высокого давления на предельных значениях, которое образуется вследствие значительного расширения топливной смеси.

Регулятор предназначен для точного дозирования топлива при помощи насоса с учетом рабочих возможностей топливных форсунок. Регулятор устанавливается внутри насоса.

Датчик ВД (высокого давления)

Данный тип датчика используется для измерения рабочего давления ТС в рампе. На основании полученных сигналов от датчика происходит изменение давления в рампе.

Основная функция форсунки – обеспечить впрыск подаваемого топлива в камеру сгорания с дальнейшим образованием ТВС.

Традиционно механизм управления системой непосредственной подачи топлива состоит из блока управления, входных датчиков и механизмов исполнения.

Как и другие топливные системы, данная система оснащается дополнительными датчиками – датчиком температурного режима воздуха, температуры двигателя, температуры жидкости-хладагента, расхода воздуха, положения распредвала и т.д.

Как работает система непосредственного впрыска

Система непосредственного впрыска может обеспечивать три способа образования ТВС – гомогенный (однородный), послойный и стехиометрический гомогенный (легковоспламеняемый).

Такие возможности в смесеобразовании позволяют с максимальной эффективностью использовать топливо, за счет чего обеспечивается экономичность и экологичность двигателя при одновременном повышении динамических характеристик силового агрегата.

Гомогенный способ образования смеси

Топливная смесь, полученная гомогенным способом, является менее эффективной и бедной. Зачастую она может использоваться только на промежуточном этапе работы двигателя. Образование гомогенной смеси происходит при открытой заслонке дроссельного типа и закрытых заслонках впуска.

Это приводит к интенсивному передвижению воздуха в топливных цилиндрах. На такте впуска происходит подача топлива, при этом коэффициент избыточного воздуха составляет 1,5. В некоторых случаях допускается добавление отработанных газов в полученную смесь (не более 22-25% от общего объема смеси).

Послойный способ образования смеси

Подобный способ смесеобразования применяется в тех случаях, когда ДВС работает на малых или средних оборотах с небольшой рабочей нагрузкой. Образование смеси при послойном способе осуществляется при открытой заслонке дроссельного типа и закрытых заслонках впуска.

Воздушная масса поступается в камеру сгорания, образуя воздушный волчок. Топливо подается на свечу зажигания на такте сжатия. Через некоторое время возле свечи происходит образование ТВС с коэффициентом избытка в диапазоне 1,5 – 3.

В процессе воспламенения происходит выделение очищенного воздуха, который используется в качестве изолятора тепловой энергии.

Стехиометрический способ образования смеси

Данный способ используется на повышенных оборотах и высоких нагрузках ДВС. Образование смеси происходит при открытых заслонках впуска и открытой дроссельной заслонке, при воздействии на педаль газа.

Подача топлива осуществляется на такте впуска, в результате чего получается однообразная топливная смесь. При этом коэффициент избытка не превышает единицы. Это приводит к ускоренному воспламенению ТВС и ее быстрому сгоранию.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector