В чем суть двигателя gdi

Для повышения эффективности силовых агрегатов производители разрабатывали новые системы впрыска топлива. Одной из самых инновационных является впрыск gdi. Что это такое, в чем его достоинства и есть ли недостатки?

Что такое система впрыска GDI авто

Такую аббревиатуру носят моторы некоторых компаний, например, KIA или Mitsubishi. У других брендов система названа 4D (у японских авто Тойота), знаменитый фордовский Ecoboost с его невероятно малым расходом, FSI – у представителей концерна WAG.

Автомобиль, на моторе которого будет стоять одна из таких лейб, будет оснащен прямым впрыском. Эта технология доступна бензиновым агрегатам, потому что дизель по умолчанию имеет непосредственную подачу топлива в цилиндры. По другому принципу он не будет работать.

Мотор с прямым впрыском будет иметь топливные форсунки, которые установлены так же, как свечи зажигания – в головке блока цилиндров. Подобно дизелю gdi-системы оснащаются ТНВД, которые позволяют преодолеть силу компрессии в цилиндре (бензин в этом случае подается в уже сжатый воздух, в средине такта сжатия или во время впуска воздуха).

Устройство и принцип действия системы GDI

Хотя принцип работы системы разных производителей остается неизменным, они отличаются друг от друга. Основные различия в напоре, которое создает топливный насос, расположении ключевых элементов и их форме.

Двигатель с прямой подачей горючего будет оснащаться системой, в устройство которой будут входить такие элементы:

• Насос, подающий топливо под высоким напором (ТНВД). Бензин должен не просто поступать в камеру, а в ней он должен распыляться. По этой причине его напор должен быть высокий;
• Дополнительный насос подкачки, благодаря которому горючее подается в резервуар ТНВД;
• Датчик, который фиксирует силу напора, создаваемого электронасосом;
• Форсунка, способная под высоким давлением распылять бензин. В ее конструкцию входит специальный распылитель, формирующий требуемую форму факела, который образуется в результате сгорания горючего. Также эта деталь обеспечивает качественное смесеобразование непосредственно в самой камере;
• Поршни в таком моторе будут иметь особенную форму, которая зависит от типа факела. Каждый производитель разрабатывает свою конструкцию;
• Каналы впускного коллектора также имеют особенную конструкцию. Она обеспечивает образование завихрения, которое направляет смесь в область электродов свечи зажигания;
• Датчик, фиксирующий высокое давление. Его устанавливают в рампу топливной системы. Этот элемент помогает блоку управления контролировать разные режимы работы силовой установки;
• Регулятор давления в системе. Подробней о его устройстве и принципе работы рассказывается здесь.

????Еще по теме:  Что может случиться, если вы проведете ночь в машине пьяным?

Режимы работы системы прямого впрыска

Работа моторов gdi может проходить в трех разных режимах:

1. Экономный режим – впуск топлива, когда поршень выполняет такт сжатия. В этом случае горючий материал получается обедненным. На такте впуска камера заполняется воздухом, клапан закрывается, объем сжимается, и в завершение процесса под напором осуществляется распыление бензина. За счет образовавшегося вихря и формы днища поршня ВТС хорошо перемешивается. Сам факел оказывается максимально компактной формы. Плюс такой схемы в том, что топливо не попадает на стенки цилиндров, что снижает термическую нагрузку. Такой процесс активируется, когда коленвал вращается на небольших оборотах.
2. Скоростной режим – впрыск бензина в этом процессе будет происходить, когда в цилиндр подается воздух. Сгорание такой смеси будет в виде конического факела.
3. Резкое ускорение. Впрыскивание бензина происходит в двух стадиях – частично на впуске, частично – на сжатии. Первый процесс будет приводить к образованию обедненной смеси. Когда ВТС заканчивает сжиматься, осуществляется впрыск остальной части порции. Результат такого режима – устранение возможной детонации, которая может появиться, когда агрегат сильно разогрет.

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

Несложно предугадать, что другие ведущие автопоизводители займутся разработкой системы, работающей по схеме GDI. Причина тому – ужесточение экологических стандартов, жесткая конкуренция со стороны электротранспорта (большинство автомобилистов склонны отдать предпочтение тем автомобилям, которые потребляют минимальное количество горючего).

Сложно создать полный перечень марок авто, в которых можно встретить подобный мотор. Гораздо легче сказать, какие бренды еще не решились перенастроить свои производственные линии на изготовление такого типа ДВС. Большинство машин последнего поколения, скорее всего, будут оснащаться этими агрегатами, так как они показывают достаточную экономичность вместе с увеличением КПД.

Старые авто точно не могут оснащаться данной системой, потому что электронный блок управления должен иметь особенное программное обеспечение. Все процессы, происходящие во время распределения топлива по цилиндрам, управляются электроникой на основе данных, поступающих от множества датчиков.

????Еще по теме:  Хит сезона: бордюр или яма. Что делать?

Особенности эксплуатации системы

Любая инновационная разработка будет более требовательной к качеству расходных материалов, так как электроника сразу реагирует на малейшие изменения в работе мотора. С этим связано обязательное требование использовать только качественный бензин. Какая марка должна использоваться в конкретном случае – будет указано производителем.

Чаще всего горючее не должно иметь октановое число ниже показателя 95. Подробней о том, как проверить бензин на соответствие марки, можно прочитать в отдельном обзоре. Причем нельзя взять обычный бензин и при помощи присадок повысить этот показатель.

Мотор сразу среагирует на это какой-то поломкой. Единственным исключением будут материалы, которые рекомендованы автопроизводителем. Самая распространенная поломка ДВС GDI – выход из строя форсунки.

Еще одно требование создателей агрегатов данной категории – качественное масло. Эти рекомендации также упоминаются в руководстве для пользователя. О том, как правильно подобрать смазочный материал для своего железного коня, читайте здесь.

Плюсы и минусы использования

За счет сокращения процесса подачи топлива и формирования смеси мотор получает приличную прибавку к мощности (по сравнению с другими аналогами этот показатель может увеличиться до 15 процентов). Основная цель производителей подобных агрегатов – уменьшить загрязнение окружающей среды (чаще всего не из переживаний об атмосфере, а из-за требований экологических стандартов).

Это достигается за счет снижения количества поступающего в камеру топлива. Положительный эффект, связанный с повышением экологичности транспорта – уменьшение затрат на заправку. Расход в некоторых случаях уменьшается на четверть.

Что же касается отрицательных моментов, то самый главный минус у такого мотора – его стоимость. Причем автовладельцу придется заплатить приличную сумму не только за то, чтобы стать владельцем такого агрегата. Водителю придется прилично тратиться на обслуживание мотора.

Вот другие недостатки двигателей с системой gdi:

• Обязательное наличие катализатора (зачем он нужен, читайте здесь). В городских условиях мотор часто переходит в экономный режим, из-за чего выхлопные газы необходимо нейтрализовать. По этой причине нет возможности установить взамен катализатора пламегаситель или обманку (машина точно не сможет вписаться в рамки экостандартов);
• Для обслуживания ДВС потребуется приобретать более качественное, а вместе с тем и более дорогостоящее, масло. Топливо для двигателя также должно быть повышенного качества. Чаще всего производитель указывает бензин, октановое число которого соответствует 101. Для многих стран это настоящая диковинка;
• Самые проблемные элементы агрегата (форсунки) являются неразборными, из-за чего нужно покупать дорогостоящие детали, если не получается их почистить;
• Нужно чаще обычного производить замену воздушного фильтра.

????Еще по теме:  Adaptive Drive, Dynamic Drive и Dynamic Damping Control

Несмотря на приличные недостатки, эти двигатели дают обнадеживающие прогнозы на то, что производителям удастся создать агрегат, в котором будет устранено максимум недочетов.

Профилактика неисправностей моторов GDI

Если автомобилист принял решение приобрести автомобиль, под капотом которого стоит система gdi, то продлить рабочий ресурс «сердечной мышцы» авто поможет несложная профилактика неполадок.

https://www.youtube.com/watch?v=62F4rCSCkgE

Так как эффективность системы подачи бензина напрямую зависит от чистоты распылителей, то первым делом, чему нужно уделять внимание – периодическая прочистка форсунок. Некоторые производители рекомендуют использовать для этого специальную присадку в бензин.

Один из вариантов – Liqui Moly LIR. Вещество улучшает смазывающие качества топлива, предотвращая засорение распылителей. Производитель средства указывает, что присадка работает в условиях высоких температур, удаляет нагар и образование налета из смол.

Стоит ли покупать автомобили с двигателями GDI

Естественно, чем новей разработка, тем сложнее будет она в обслуживании и капризней. Что касается моторов GDI, они демонстрируют отличную экономию бензина (это не может не радовать обычного автомобилиста), но при этом не теряют в мощности.

Несмотря на эти явные достоинства, силовые агрегаты имеют низкую надежность из-за очень тонкой работы топливной рампы. Они привередливы к чистоте горючего. Даже если заправочная станция и зарекомендовала себя качественным обслуживанием, ее поставщик может поменяться, из-за чего ни один автовладелец не защищен от подделки.

Прежде чем решиться на покупку такого ТС, нужно для себя решить: готов ли пойти на компромисс ради экономии топлива или нет. Но если есть материальная база, то преимущество таких авто явное.

В заключение – небольшой видеообзор одного экземпляра ДВС с прямым впрыском:

Что не так с непосредственным впрыском от японцев? Разбираем двигатель Mitsubishi 1.8 GDI (4G93).

Вопросы и ответы:

Как работают двигатели GDI? Внешне это классический бензиновый или дизельный агрегат. В таком моторе в цилиндрах устанавливается топливная форсунка, свеча зажигания, а бензин подается под большим давлением с помощью ТНВД.

Какой бензин для GDI двигатель? Для такого мотора полагается бензин с октановым числом не ниже 95. Хоть некоторые автомобилисты катаются и на 92-м, но детонация в таком случае неизбежна.

Какие двигатели GDI Mitsubishi? Чтобы определить, на какой модели Mitsubishi используется бензиновый мотор с непосредственным впрыском топлива в цилиндры, нужно искать маркировку GDI.

Преимущества и недостатки прямого впрыска двигателя GDI

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.

Что такое GDI и чем он хуже MPI – прямой впрыск против распределенного

Добрый день, дорогие друзья. Сегодня сравним двигатели MPI с GDI, распределенный впрыск топлива с непосредственным. Выясним, какая система лучше и надежнее для простых автовладельцев.

Что значит двигатель GDI

Это система непосредственного или прямого впрыска топлива в мотор. В отличие от MPI, бензин впрыскивается под высоким давлением непосредственно в камеру сгорания. В отличие от MPI – распределенного впрыска, где бензин впрыскивается во впускной коллектор и там смешивается с топливом. Полученная смесь через впускной клапан всасывается в цилиндр.

В первом случае, форсунки вкручены непосредственно в блок цилиндров или головку. Во втором – в трубу впускного коллектора.

В двигателях GDI бензин и воздух в камеру сгорания подаются отдельно, смешивание воздуха с топливом происходит непосредственно в моторе. Здесь тоже есть нюансы. Подача горючего может происходить несколькими способами – гомогенным и послойным. В распределенном впрыске подача топлива происходит одним способом.

Хочется отметить, что систему непосредственного впрыска называть GDI – правильно отчасти. Потому что каждый производитель, для своих моторов использует свою аббревиатуру.

Например, у Ауди – TFSI, VW – FSI, у БМВ – HPI, Мерседес моторы GDI называет CGI. Первыми, кто внедрил эту систему, были Митсубиси. Поэтому в обиход плотно прижился GDI впрыск.

Главной особенности «Джидай» двигателей является обедненная топливная смесь. Помните, для нормального горения бензина соотношение воздуха к топливу должно быть 14,7 к 1? В системах непосредственного впрыска это соотношение может менять от 37 к 1 и выше в разных режимах.

Такое соотношение обеспечивает:

1. Охлаждение стенок цилиндров камеры сгорания,
2. Уменьшает расход топлива,
3. Позволяет автопроизводителям придерживаться экологических норм.

Чем еще отличаются две системы впрыска

Кроме расположения форсунки, силовые агрегаты с непосредственным впрыском имеют ряд отличий от MPI.

В состав системы включен топливный насос высокого давления. Так же, как и в дизельных двигателях, он предназначен для впрыска топлива в камеру сгорания под высоким давлением – от 50 до 200 Бар. Чтобы подать бензин к ТНВД в топливном баке установлен еще один насос низкого давления. Он качает бензин из бензобака к ТНВД под давлением 3-5,8 Бар.

В непосредственном впрыске используется только один насос. Он питается от электричества бортовой сети и создает давление до 6 Бар.

ТНВД в системах GDI механический. Он приводится в работу за счет кулачка распределительного вала. В корпусе насосе расположен регулятор давления топлива. В зависимости от режимов работы меняется давление бензина в топливной рампе.

Топливные форсунки

В «джидай» моторах форсунки рассчитаны на большое давление. По этой причине в них есть ряд конструктивных изменений.

Нужно следить за состоянием уплотнительных колец. В них их три штуки. Больший «геморрой» доставляет тефлоновое кольцо, которое находиться непосредственно на наконечнике форсунки. Его замена требует определенных навыков или дополнительных денег, если обратитесь в сервис.

Распылитель имеет более тонкие отверстия, используя некачественное топливо, они быстро засоряются. Что приводит к перебоям в работе двигателя GDI. Просто промыть их на стенде для MPI форсунок, невозможно, необходимо большое давление, а там его нет.

Какая из систем лучше для простого водителя

Минусы «Джидай» моторов

1. Повышенные требования к качеству бензина.
2. Закоксовка впускных клапанов, так как они не омываются топливом, как при распределенном впрыске.
3. Образование нагара на распылителях топливных форсунок. Им нужно чаще производить чистку и ревизию.

   Так как они рассчитаны на высокое давление, то не каждый стенд может их полностью промыть. Замена уплотнительных колец на форсунках и связанный с ними «геморрой».

4. Высокая цена обслуживания системы GDI впрыска и её ремонт.

Плюсы

1. Экономичность;
2. Эффективность и большая мощностью на один грамм топлива до 15%;
3. Экологичность.

Подведем итог

Я являюсь противником технологии прямого впрыска бензина. Да, эти моторы экономичнее обычных инжекторных ДВС, более мощные и эффективные. Но они более капризные и дорогие в обслуживании.

Залили плохое топливо – выкинул форсунки или ТНВД. Чаще засераются впускные клапаны и коллектор – перебои в работе силового агрегата и потеря мощности. Надо чаще чистить, а это лишние затраты.

Многие говорят: «Двигатели джидай дают вам деньги в долг своей экономичностью и производительностью». То есть, приходит время ТО, и вы их ему возвращаете сполна.

Поэтому, выводу делайте сами. Я для себя их сделал – лучше купить автомобиль с распределенным впрыском бензина, чем с GDI мотором. Это сэкономит мне нервы, время и деньги на обслуживание и ремонт топливной системы.

Двигатель GDI – что это такое и чем он хорош?

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.

  Объемы заправочных емкостей ВАЗ 21213 Нива

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.

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.).

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.

  Как Снять Двигатель Ваз 2110

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

Фундаментальные технологии двигателя GDI

В основе конструкции двигателя GDI лежат четыре технических особенности:

• Вертикально прямой канал ввода — поставляет оптимальный поток воздуха в цилиндр
• Поршень с криволинейной вершиной — управляет сгоранием, помогая формировать воздушно-топливную смесь
• Топливный насос высокого давления — обеспечивает давление необходимое для прямого впрыска в цилиндр
• Вихревой инжектор высокого давления — управляет испарением и дисперсией топливной струи

Эти фундаментальные технологии, объединенные с другими уникальными технологиями управления подачей топлива, позволили компании Mitsubishi достигнуть обеих целей разработки потреблении топлива у двигателя GDI ниже, чем у дизельных двигателей, а выходная мощность выше, чем мощность обычных двигателей MPI.

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.

  Замена передней и задней ступицы Ford Focus 2

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).

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.