Двигатель gdi что это: Преимущества и недостатки двигателей GDI, TCI, FSI

Двигатели GDI с непосредственным впрыском топлива, расшифровка, плюсы и минусы, стоит ли покупать машину с таким мотором

GDI «Gasoline Direct Injection (прямая инъекция бензина)» — это метод непосредственной подачи топлива в цилиндры инжекторного двигателя, применяется во многих современных бензиновых двигателях.

Отличия GDI от обычных моторов

В традиционных поршневых двигателях внутреннего сгорания бензин подается во впускной коллектор или непосредственно в цилиндр, где он смешивается с воздухом перед впуском в цилиндр.

Это называется системой впрыска топлива во впускной коллектор или системой многоточечного впрыска.

На каких автомобилях устанавливаются двигатели с прямым впрыском?

Двигатели с прямым впрыском бензина (GDI) широко используются различными автомобильными производителями по всему миру.

Вот несколько примеров:

1. KIA: применяют технологию GDI в большинстве своих моделей, включая KIA Forte, Ceed, Optima, Sportage R 2. 0 и Sorento.
2. Hyundai: с применением данной технологии включают в себя модели Sonata и Santa Fe.
3. Mitsubishi: использует технологию GDI в некоторых из своих моделей, включая Mitsubishi Outlander, P
4. Volkswagen: использует аналогичную технологию в своих двигателях FSI (Fuel Stratified Injection), к примеру, на 4WD Touareg.
5. Ford: применяем технологию в своих двигателях EcoBoost, которые устанавливаются на большинстве их моделей, включая Ford F-150 и Ford Escape. Ford EcoSport с мотором Duratec-HE (MI4).
6. Toyota: аналогичная система под названием D-4 внедрена компанией в некоторых из своих двигателей, например, в Toyota Camry, Avalon и многих других.
7. Mercedes-Benz: использует технологию GDI во многих из своих моделей, включая серии C, E и S.
8. BMW: использует технологию с 2003 года в моторах, которые устанавливаются на большинстве их моделей, включая серии 3, 5 и 7.

Устройство и принцип работы системы GDI

Система прямого впрыска бензина (GDI) включает несколько основных компонентов:

1. Стандартный топливный насос: подает топливо под высоким давлением из бака в топливную рампу.
2. ТНВД (топливный насос высокого давления): аналогично дизелям с приводом от двигателя, для создания повышенного давления в системе и подачи бензина к форсункам. Создает давление в системе от 45 до 50 бар, и даже 200 атмосфер.
3. Топливные форсунки: В GDI-системах расположены непосредственно в цилиндре двигателя и контролируются электронной системой управления (ECU). Они впрыскивают топливо прямо в цилиндр под высоким давлением, что позволяет более тонко контролировать процесс сгорания.
4. Электронная система управления двигателем (ECU): контролирует момент и продолжительность впрыска топлива, основываясь на информации от датчиков, таких как: положения поршня, кислорода и температуры двигателя. ECU также может контролировать другие процессы, такие как зажигание и впуск воздуха, чтобы оптимизировать работу двигателя.
5. Другие датчики: В GDI-системе используется множество датчиков, включая положения коленчатого вала, давления топлива, температуры топлива и другие (смотрите выше). Они передают информацию ECU, которая используется для оптимизации работы двигателя.
6. Предохранительный клапан: обеспечивает поддержания нужно давления в системе.
7. Свечи зажигания: как и в любом двигателе внутреннего сгорания, создают искру, которая зажигает смесь воздуха и топлива в цилиндре.
8. Топливная рампа: распределяет топливо от топливного насоса к форсункам. В системе GDI она должна быть способна выдерживать высокое давление, которое создается топливным насосом.
9. Клапаны и поршни: управляют потоком воздуха и отводом продуктов сгорания. В отличие от систем обычного впрыска, где топливо может помочь охладить впускные клапаны, в системах GDI оно впрыскивается непосредственно в цилиндр, поэтому может потребоваться дополнительное охлаждение для впускных клапанов.
10. Турбокомпрессор: некоторые системы GDI могут включать в себя для увеличения мощности и эффективности двигателя. Он использует выхлопные газы для приведения в действие турбины, которые, в свою очередь, нагнетают больше воздуха в цилиндры для более качественного сгорания топлива.
11. Система охлаждения: поскольку системы GDI работают при более высоких температурах из-за повышенного сжатия и эффективности сгорания, хорошая система охлаждения критически важна для предотвращения перегрева двигателя.

Вот как это работает поэтапно:

1. Впуск воздуха: воздух втягивается в двигатель через впускной коллектор, когда поршень движется вниз, создавая вакуум.
2. Подача бензина: на первом этапе это происходит стандартно с помощью топливного насос под давлением до 5 бар (в среднем 3,5 бар). В последующем топливо поступает в ТНВД, который увеличивает давление до 50 бар.
3. Впрыск топлива: вместо того чтобы смешивать топливо с воздухом во впускной коллектор, система GDI впрыскивает его прямо в цилиндр. Это происходит либо в конце такта впуска, когда поршень почти достигает нижней мертвой точки, либо в начале такта сжатия, когда поршень начинает двигаться вверх (зависит от режима езды). Момент и продолжительность впрыска контролируются электронной системой управления двигателем (ECU) для оптимизации эффективности сгорания.
4. Сжатие: поршень движется вверх, сжимая воздух и распыленное топливо. Это увеличивает температуру и давление в цилиндре, подготавливая смесь к сгоранию.
5. Сгорание: когда поршень приближается к верхней мертвой точке, искра от свечи зажигания вызывает воспламенение смеси воздуха и топлива. Энергия от взрыва толкает поршень вниз, приводя в движение коленвал и создавая мощность, которая двигает автомобиль.
6. Выброс: после завершения такта работы, поршень движется вверх, вытесняя продукты сгорания из цилиндра через выпускной клапан.

Как работает двигатель GDI на разных режимах езды

Конструктивно такие моторы мало отличаются от классических, но их главная особенность — два насоса в топливной системе: один находится в баке с горючим, другой – ТНВД непосредственно возле мотора.

Впрыск горючего в GDI моторах происходит в 2-х режимах:

1. Сверхобедненная топливная смесь. В этом случае бензин с воздухом смешиваются в соотношении 1 к 37-43. Такой уровень поддерживается ЭБУ при поездке на скорости до 125 км/ч. Главное условие — плавность набора скорости без резких нажатий на газ. В этом случае система впрыска гарантирует наибольший крутящий момент, а подача смеси осуществляется до достижения позиции ВМТ. Горючее подается в качестве однородной струи, после чего происходит завихрение потока по часовой стрелке для лучшего смешивания бензина с воздухом в рабочей камере. Заметка: соотношение топлива с воздухом 1 к 37-43 в MPI моторах создать невозможно, так как там смесь образуется во впускном коллекторе.
2. Стехиометрический состав подготовленного горючего. Активация режима происходит при нахождении мотора под наибольшей нагрузкой, к примеру, при движении на большой скорости или в процессе буксировки прицепа.

Дополнительно GDI комплектуются каталитическими нейтрализаторами, способные работать на бедной горючей смеси. Это позволяет добиться высокого класса экологичности на уровне от Евро-3 и выше.

Как отмечалось, GDI работает на двух режимах подготовки и подачи топлива.

Они имеют следующие особенности:

1. Поездки на сверхбедной смеси применяются при малых нагрузка и мягкой езде за городом или внутри населенного пункта. Движение должно осуществляться на скорости до 120 км/ч. Горючее впрыскивается в камеры по принципу дизельного мотора в завершении такта. При этом принцип работы GDI отличается. Сначала подготовленная смесь попадает в область работы свечи, где зажигается. При этом ДВС нормально работает даже при соотношении воздуха и бензина с коэффициентом 40 к 1.
2. Работа во втором режиме актуальна для поездок на большой скорости и динамичной езде. В таком случае подготовленная смесь воспламеняется мгновенно, а подача осуществляется во время впрыска. Топливо подается в камеры, после распыляется и испаряется. На следующем шаге происходит охлаждение воздуха в рабочей части. Снижение температуры способствует снижению риска детонации или зажигания.
3. Кроме первых двух, существует и третий режим, предусматривающий увеличение момента двигателя при движении в малооборотистом режиме. Если коленвал ДВС вращается с небольшой скоростью, при резком нажатии на газ в камеру сгорания подается топливная смесь. Минимальное количество горючего идет в камеру на впускном такте с параллельным снижением температуры воздуха в рабочей области. При этом цилиндр заполняется составом в соотношении 50 к 1. На завершающем этапе сжатия снова подается горючее, которое доводит соотношение до 10-12 к 1. В этом случае происходит резкое ускорение без риска детонации.

При рассмотрении тонкостей работы важно учесть вид нагрузки:

1. Холостой ход. Когда автомобиль находится на месте или движется с минимальной скоростью, двигатель работает на ХХ. В этом режиме GDI обеспечивает подачу минимального количества топлива для поддержания работы и предотвращения загазованности цилиндров.
2. Частичная. При небольшой нагрузке мотора, например, при движении в городе, система GDI контролирует точность впрыска топлива для достижения оптимального соотношения топлива и воздуха. Это помогает улучшить экономичность и снизить выбросы.
3. Полная. При активном разгоне или движении с высокой скоростью, когда требуется больше мощности, двигатель GDI увеличивает количество впрыска топлива, чтобы обеспечить дополнительную мощность. Это позволяет достичь высокой производительности.
4. Турбонаддув. Некоторые двигатели GDI оснащены турбиной, которая повышает мощность путем увеличения давления впускного воздуха. В этом режиме мотор контролирует впрыск, чтобы обеспечить соответствующее смешивание при повышенном давлении.

Преимущества моторов с непосредственным впрыском

Двигатели GDI имеют следующие плюсы:

1. Улучшенная экономичность за счет точного контроля впрыска топлива в цилиндры двигателя.
2. Повышенная производительность за счет более эффективно использовать кислорода из поступающего воздуха. Это позволяет развивать большую мощность и добиться лучшего ускорения машины.
3. Уменьшение выбросов и экологическая дружелюбность за счет точного контроля впрыска топлива и лучшего смешивания с воздухом. Помогает снизить выбросы вредных веществ, таких как оксиды азота (NOx) и углеводороды (HC), делая двигатели GDI более экологически чистым.
4. Улучшенная надежность и долговечность. Впрыскиваемое топливо не проходит через впускные клапана, что позволяет избежать накипи и отложений на них. Способствует улучшению надежности и долговечности GDI моторов.
5. Улучшенная динамика отклика на педаль газа. Автомобиль лучше реагирует на действия водителя, что повышает удовлетворение от вождения.
6. Сниженный детонационный риск. В GDI двигателях топливо впрыскивается непосредственно в цилиндр под высоким давлением, что снижает риск детонации (нежелательного самовозгорания топлива). Это повышает степень сжатия и позволяет получить большую мощность без проблем с детонацией.
7. Возможность использования низкозольных масел, которые способствуют снижению накипи и отложений в системе впрыска и на клапанах.
8. Повышенная мощность на высоких оборотах. Улучшает динамику, что полезно, например, при обгонах или динамичной езде.
9. Лучшая эффективность при низких нагрузках. Система GDI снижает потери из-за трения. Это особенно актуально в условиях городского движения, когда автомобиль часто находится в режиме низкой нагрузки или на холостом ходу.
10. Способность работать в нескольких режимах образования смеси. Это повышает гибкость и эффективность работы.

Недостатки

У двигателей GDI есть ряд слабых мест, о которых необходимо помнить:

1. Высокая чувствительность к горючему, а особенно к содержанию примесей и загрязнений. Плохой бензин может привести к засорению форсунок и повреждению системы впрыска, что снижает производительность двигателя и повышает риск поломки.
2. Повышенная чувствительность к загрязнению системы впрыска. Даже небольшие примеси могут вызвать засорение форсунок. Это приводит к неравномерному распределению топлива по цилиндрам и снижению производительности двигателя.
3. Возможность образования угарных отложений. При неправильной эксплуатации или использовании некачественного топлива в двигателях GDI появляется угар.
4. Более сложная и дорогостоящая техническая поддержка в сравнении с обычными системами впрыска топлива. Ремонт и обслуживание двигателей более дорогостоящее.
5. Высокие выбросы оксидов азота, что связано с увеличенными рабочими температурами в цилиндрах. Требует использования системы контроля выбросов для соблюдения стандартов экологической безопасности.
6. Потенциальные проблемы с выхлопной системой. Более высокие температуры выхлопных газов влияют на длительность службы катализатора и других компонентов системы.
7. Большая стоимость при покупке в сравнении с аналогичными автомобилями с традиционными системами впрыска топлива. Связано с более сложной конструкцией и современными технологиями, которые используются в этих двигателях.

Отличия MPI или GDI. Что лучше?

Отличительные особенности выделим в таблице.

	MPI (Multi Point Injection)	GDI (Gasoline Direct Injection)
Метод впрыска	Топливо впрыскивается во впускной коллектор.	Топливо впрыскивается непосредственно в цилиндр двигателя.
Топливная эффективность	Обычно ниже, так как впрыск топлива менее точен и оптимизирован.	Обычно выше, так как прямой впрыск позволяет более точно контролировать процесс сгорания.
Выпуск отработавших газов	Объем больше из-за менее эффективного сгорания топлива.	Объем ниже, что помогает производителям выдерживать строжайшие стандарты по выбросам.
Стоимость и сложность	Обычно дешевле и проще в обслуживании.	Обычно дороже и сложнее в обслуживании из-за более сложной технологии.
Смешивание топлива и воздуха	Топливо смешивается с воздухом во впускном коллекторе.	Топливо смешивается с воздухом непосредственно в цилиндре.
Система охлаждения	Топливо помогает охлаждать впускные клапаны, поскольку оно проходит через них перед тем, как попасть в цилиндр.	Впускные клапаны могут требовать дополнительного охлаждения, так как топливо впрыскивается непосредственно в цилиндр и не охлаждает их.
Мощность двигателя	Обычно меньше по сравнению с GDI из-за менее эффективного сгорания.	Обычно больше, в среднем на 5%, так как прямой впрыск позволяет двигателю работать при более высоких отношениях сжатия.
Расход топлива	Менее экономичен по сравнению с GDI, из-за менее точного контроля над смесью воздуха и топлива и сгоранием.	Более экономичен, так как прямой впрыск позволяет более точно контролировать смесь воздуха. В среднем на 10-30%.

GDI

100%

Сложно сказать, но больше склоняюсь к GDI моторам

0%

Сложно сказать, но больше склоняюсь к MPI моторам

0%

Проголосовало: 1

Читайте также:

Профилактика неисправностей

Профилактика поломок GDI включает несколько важных мероприятий:

1. Использование качественного топлива с соответствующим октановым числом. Помогает предотвратить образование отложений и загрязнений в системе впрыска. Важно следовать рекомендациям производителя по использованию горючего с правильными характеристиками.
2. Регулярная замена масла и фильтров. Гарантирует поддержку чистоту системы впрыска и снижает риск засорения форсунок или накипи на клапанах.
3. Периодическая профилактическая чистка впускной системы для удаления отложений и накипи. Включать удаление грязи клапанов, дроссельной заслонки и других компонентов системы впуска. При необходимости обратитесь к специалисту или авторизованному сервисному центру.
4. Регулярная проверка системы впрыска, включая форсунки, давление топлива и работу электронной системы управления. При обнаружении неисправностей или отклонений стоит обратиться на СТО.
5. Использование качественных моторных масел, которые рекомендованы производителем, и следуйте регулярному графику замены. Это помогает поддерживать надлежащую смазку двигателя и предотвращает износ компонентов системы впрыска.
6. Регулярное обслуживание и диагностика с учетом графика завода-изготовителя. Помогает выявить потенциальные проблемы и предотвратить их развитие.
7. Отсутствие длительного холостого хода. При продолжительной стоянке рекомендуется выключать двигатель или ограничивать время ХХ. Это помогает снизить загазованность и накипь в цилиндрах.

Загрязненная форсунка

Стоит покупать автомобиль с GDI мотором

При принятии решения о покупке автомобиля с двигателем GDI стоит учесть ряд факторов:

1. Преимущества: улучшенная экономичность топлива, повышенная производительность, хорошая динамика отклика на педаль газа и экологическая чистота.
2. Бренд и модель автомобиля. Некоторые производители имеют более надежные и хорошо отлаженные системы GDI, чем другие. Просмотр отзывов владельцев и экспертов помогает сделать осознанный выбор.
3. Обслуживание и ремонт. Важно ознакомиться с информацией о доступности сервисных центров, квалифицированных техников и цене обслуживания. Из-за того, что система GDI более сложная, может потребоваться специализированное обслуживание и ремонт.
4. Бюджет. Учтите, что автомобили с GDI двигателями часто имеют более высокую стоимость при покупке по сравнению с другими машинами.
5. Индивидуальные потребности. В конечном счете, выбор автомобиля должен основываться на ваших индивидуальных потребностях и предпочтениях. Рассмотрите тип поездок, стиль вождения, планируемое использование и другие факторы, которые могут влиять на ваш выбор.

Для поддержания узла в работоспособном состоянии рекомендуется очищать детали с помощью специальных присадок, а также следить за состоянием топливной системы.

 

Что такое двигатель GDI – его преимущества и недостатки

При выборе нового или подержанного автомобиля всегда обращают особое внимание на двигатель. Причём тут важна не только мощность или объём, но и сам тип мотора, его устройство, конструкция, производитель.

От выбора двигателя напрямую зависит, насколько экономичным окажется автомобиль, и как часто владелец будет сталкиваться с неисправностями. То есть акцент делается на надёжности и долговечности, а уже вторичными параметрами считается производительность, экономичность и количество лошадиных сил.

Довольно интересным в глазах покупателей выглядит двигатель, которые маркируется буквами GDI. Расшифровывается аббревиатура как Gasoline Direct Injection. Здесь речь идёт о системе прямой подачи горючего в двигатель. Важной особенностью является тот факт, что впуск происходит не в коллектор, как это делается на классических инжекторах, на напрямую в цилиндр. А потому GDI закономерно и справедливо называют сочетанием дизельных и бензиновых систем.

Особенности устройства

Уже было примерно рассказано, что же такое двигатели GDI и в чём их ключевая особенность. Но это не позволяет в полной мере понять суть мотора и особенности его устройства.

Исходя из расшифровки, вы поняли, что значит двигатель GDI и что в моторе используется комбинированная система, характерная для бензиновых и дизельных ДВС. Это своего рода смесь двух разных моторов, что означает получение определённого преимущества перед конкурентами.

Не совсем очевидно для некоторых автомобилистов, что такое двигатель GDI и в чём его особенность на практике. Ключевым нюансом можно назвать факт работы на обеднённой смеси, образующейся в движке при небольших нагрузках. К ним относят равномерную езду со скоростью не более 120 километров в час. Но когда нагрузка повышается, система автоматически переходит на работу классической системы впрыска. Тем самым удаётся добиться лучших показателей экологичности и экономичности, что для многих становится решающим фактором при выборе.

Ещё стоит заметить, что в настоящее время выпускаются турбо версии GDI, которые дополнительно получили в своей конструкции турбонагнетатель. С его помощью удалось повысить мощность и производительность, но параллельно сохранить способность расходовать небольшое количество топлива в сравнении с конкурентами. А что такое турбо в движке, наверняка знает каждый. Двигатель GDI в пару с турбокомпрессором позволяет получить превосходный результат.

Среди автолюбителей существует устойчивое мнение, что первыми производителями моторов типа GDI является японская компания Mitsubishi. Но в действительности это не так. Первый двигатель с подобной системой комбинированного впрыска устанавливали на гоночную версию немецкого автомобиля W196 производства компании Mercedes.

Через некоторое время в японской компании задействовали систему впрыска, основанную на электронном управлении. Тем самым им удалось добиться образования обеднённой топливовоздушной смеси при работе мотора на малых нагрузках.

Впервые автомобили производства Mitsubishi с моторами GDI появились в продаже только в 1996 году. С того времени двигатели прошли через целый ряд изменений и модернизаций, поскольку первые образцы обладали широким перечнем недочётов.

Справедливости ради нужно добавить, что сама аббревиатура GDI используется именно японским автопроизводителем Mitsubishi. В арсенале других компаний также есть моторы с аналогичной системой, только выпускают они их с иными маркировками. Французский автоконцерн Renault использует понятие IDE, у Mercedes это CGI, а машины от компании Toyota могут оснащаться двигателями D4.

Принцип работы

Принцип работы любого двигателя внутреннего сгорания основывается на том, что подаётся топливо и смешивается с воздухом, образуя топливовоздушную смесь. Без участия воздуха или кислорода воспламенение смеси является невозможным.

Для оптимальной работы бензинового силового агрегата требуется приготовление смеси в соотношении 14,7 к 1. То есть на 14,7 грамм воздуха необходим 1 грамм топлива. Если количество воздуха превышает указанную норму, смесь считают обеднённой. Если же воздуха меньше, тогда смесь богатая.

За счёт работы двигателя на обеднённой смеси удаётся заметно снизить расход топлива. Но поскольку в ней достаточно мало самого топлива, воспламенять подобную субстанцию сложнее. Из-за невозможности воспламенить смесь появляются проблемы.

А вот перенасыщенная топливом смесь воспламеняется очень легко. Но при этом бензин выгорает не полностью, и несгоревшая часть выходит вместе с выхлопом. Отсюда перерасход горючего и нерациональное использование бензина. Дополнительно обогащённая смесь способствует накоплению нагара на клапанах двигателя и свечах зажигания.

Учитывая все эти моменты, можно разобраться с принципом работы GDI двигателей и понять их отличительные особенности. Конструктивное отличие заключается в том, что здесь предусматривается впрыск не напрямую во впускной коллектор, как это происходит на обычных инжекторных бензиновых моторах, а непосредственно в камеру сгорания. Этот принцип позаимствован у дизельных моторов.

Работу GDI можно описать следующим образом:

1. Бензин поступает внутрь камеры сгорания под воздействием высокого давления. При этом сам поток характеризуется закрученностью своей формы, что достигается за счёт применения специальных форсунок. Они отличаются от обычных своим строением.
2. Поток топлива под высоким давлением встречает сопротивление со стороны поршня. Происходит столкновение. Это позволяет части горючего как бы остаться на поверхности поршня. Остальное количество бензина продолжает двигаться дальше, создавая силу трения и обретая определённую форму.
3. Затем происходит загиб потока и уход от поршня с параллельным увеличением скорости. Часть частиц движется медленнее, и они начинают расходиться по сторонам, тем самым разделяя поток.
4. В итоге внутри камеры сгорания формируется одновременно два участка с топливовоздушной смесью. Посередине располагается зона с обычной легковоспламеняемой смесью, а вокруг находится обеднённая субстанция.
5. Завершается цикл воспламенением, которое образуется за счёт работы свечи зажигания, позаимствованной у инжекторного бензинового двигателя. Сначала загорается участок со стандартной смесью, а потом сгорает обеднённое топливо с воздухом.

Чтобы создать такие условия, весь процесс управляется специальным сложным электронным блоком, имеющим специальное программное обеспечение, способное осуществлять несколько разных циклов работы.

В конструкции задействованы вихревые форсунки. Именно с их помощью удаётся подавать внутрь камеры смесь, которая напоминает по своей консистенции мелкодисперсный туман.

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

Если в классическом или стандартном понимании смесь топлива и воздуха имеет соотношение 1 к 14,7, то GDI при работе под малыми нагрузками использует смесь в пропорциях 1 к 20. Это позволяет добиваться хороших экономических показателей по расходу топлива.

Отличительные особенности

Чтобы понять разницу между GDI и обычными системами впрыска, нужно рассмотреть отличительные характеристики этого двигателя. Так удастся узнать ключевые моменты касательно бензинового мотора с непосредственным впрыском.

1. Процесс впрыска осуществляется под давлением, которое имеет параметры от 50 атмосфер и более. В классических системах инжекторных моторов давление составляет около 3 атмосфер. Такая подача позволяет создавать мелкодисперсный туман при распылении.
2. Существуют некоторые конструктивные отличия, связанные с дроссельной заслонкой. В моторах типа GDI её устанавливают немного дальше.
3. Топливо подаётся непосредственно в сам рабочий цилиндр, где формируется смесь из горючего и воздуха. А на обычных моторах подача происходит через впускной коллектор, необходимый также и для создания топливовоздушной смеси.
4. В конструкции поршней предусмотрены углубления сферической формы. За счет него становится возможным создание завихрений и управление пламенем при возгорании. Дополнительно выемка нужна для контроля создания смеси, регулируя необходимый объём воздуха и горючего при их соединении в смесь.
5. GDI позволяют создавать очень бедные смеси. На современных двигателях встречается возможность эффективной работы даже на смеси, пропорции которой составляют до 43 к 1. Это при том, что для классических топливных систем характерно соотношение 14 к 1.
6. В ГБЦ устанавливаются специальные вихревые форсунки. С их помощью можно создавать потоки закрученной формы. В итоге движение потока осуществляется по строго заданному направлению и траектории.
7. Для GDI двигателей характерна возможность работы в 2 разных режимах. Это обычный, как у стандартного инжектора, и обеднённый. Причём переход от одного режима к другому происходит в автоматическом режиме. Когда на двигатель увеличивают нагрузку, то есть начинают двигаться с большей скоростью, подаётся обогащённая смесь. В спокойном режиме сгорает обеднённая смесь, за счёт чего экономится топливо.
8. В составе такого мотора обязательное участие принимает ТНВД. Причём топливному насосу высокого давления удаляют особое внимание, поскольку он выступает как ключевой элемент в работе системы непосредственного впрыска на GDI и ему подобных. Насос влияет на качество функционирования силовой установки и всю его работоспособность.

Всё выглядит очень интересно и привлекательно с позиции потенциального покупателя автомобиля с таким двигателем. Но для объективности нужно рассмотреть сильные и слабые стороны GDI мотора. Это позволит в полной мере оценить возможности двигателя с учётом всех имеющихся недостатков. И тогда станет ясно, стоит покупать такой автомобиль или нет.

Основные преимущества

Изучив плюсы и минусы двигателей GDI, можно сделать некоторые выводы относительно этих силовых установок и используемой системы подачи топлива.

Все свои ключевые преимущества мотор получает именно от возможности работать на более бедной смеси при малых и средних нагрузках. Изменение соотношения топлива и воздуха позволяет сократить количество потребляемого топлива. Как показали исследования, в городском цикле при длительной работе на примерно одинаковых оборотах расход падает на 20-25%. Но аналогичных преимуществ на трассе, когда повышается скорость и нагрузка на двигатель, GDI уже не получает. Здесь расход остаётся на уровне обычных инжекторных систем.

Ещё одним достоинством считается процесс смесеобразования, происходящий внутри камеры сгорания. Любой специалист по ремонту и обслуживанию двигателей скажет, что процесс сгорания в цилиндрах всегда происходит неравномерно. Большее количество горючего сгорает около свечи. А вот на дальних участках горючее может не догорать, в результате чего остатки выходят через выхлопную систему.

GDI лишены этого недостатка, как и современные моторы типа TSI. Здесь используется технология послойного впрыска. В результате это позволяет за 1 такт впрыскивать до 5 порций топлива, формирующие неоднородную смесь в цилиндрах, учитывая конкретные особенности горения. Это помогает снижать расход, уменьшать токсичность выделяемого выхлопа, а также поддерживать стабильность на малых и средних оборотах двигателя.

Особый процесс образования смеси формирует ещё одно преимущество, которое выражается в виде увеличения показателей мощности и тяги. Прирост этих параметров составляет около 10-15%.

Дополнительно GDI характеризуются меньшим количеством образующегося нагара, что автоматически продлевает срок службы множества составляющих двигателя. При грамотной эксплуатации масло также сохраняет свои свойства вплоть до предусмотренного производителем срока замены.

Соблюдая все правила и условия эксплуатации, снижается вероятность возникновения серьёзных неисправностей, что положительно сказывается на долговечности двигателя и уменьшении финансовых затрат на эксплуатацию автомобиля, оснащённого GDI.

Характерные недостатки

Но ни одна система не может обойтись без определённых минусов. Потому стоит заранее узнать, чем же так плох двигатель типа GDI, какой его главный недостаток и насколько минусы превосходят плюсы, или наоборот.

Начнём с того, что двигатель GDI использует более сложную систему впуска топлива, в конструкции которого присутствует ТНВД, аналогичный применяемым на дизельных моторах. В результате проявляется недостаток в виде повышенной чувствительности к качеству используемого топлива. Это относится к вхождению в бензин разных твёрдых компонентов, соединений железа, фосфора, серы и прочих веществ. Если регулярно заливать низкокачественное топливо, мотор начнёт ломаться.

У двигателя с системой непосредственного впрыска есть ещё один недостаток. Он заключается в том, что технология достаточно специфическая, и только ограниченное количество автосервисов могут предложить свои услуги по ремонту и обслуживанию подобных ДВС.

Процедуры ремонта отличаются своей сложностью в сравнении с обычными инжекторными двигателями с распределённым типом впрыска.

Владельцы автомобилей с силовыми установками GDI сталкиваются с тем, что на рынке предлагается небольшое количество запчастей. Детали для них не особо пока распространены в нашей стране. Потому порой, когда возникает поломка и необходимость замены элемента, его приходится заказывать и ждать по несколько недель, что автоматически не позволяет эксплуатировать машину.

Учитывая все эти моменты, нужно внимательно подумать о рациональности приобретения такого двигателя, поскольку придётся решать вопрос с ремонтом, обслуживанием и поиском хороших автозаправочных станций.

Проблемы и неисправности

В действительности практически все проблемы, которые имеет двигатель GDI, связаны именно с вопросом чувствительности по отношению к низкокачественному бензину. Такая особенность приводит к появлению различных поломок и неисправностей.

Как показывает опыт автовладельцев, на моторах GDI начинают чернеть и выходить из строя свечи зажигания. Топливная система не любит, когда внутрь попадает вода, разные механические примеси и твёрдые минеральные частицы.

Также появляется нагар на поверхностях клапанов и впускных коллекторов. В итоге меняется процесс образования смеси, что обусловлено нарушением траектории перемещения потоков внутри цилиндра. Всё это приводит к снижению мощности и возникновению перебоев.

Чтобы не спровоцировать подобные неисправности, и обеспечить мотору GDI длительную и эффективную работу, рекомендуется выполнять некоторые профилактические мероприятия. Сводятся они к соблюдению следующих правил:

1. Свечи рекомендуется менять ещё до возникновения неисправностей. В наших условиях эксплуатации оптимальным межсервисным периодом считается 10-20 тысяч километров.
2. Дополнительно рекомендуется очищать впускной коллектор от накапливающегося нагара и сажи. Делается это не реже чем 1 раз на каждые 25-30 тысяч километров.
3. Обязательно следите за состоянием инжекторов, проверяйте качество распыления топлива и очищайте форсунки.

Учитывая имеющиеся недостатки, вряд ли стоит говорить о том, что при эксплуатации GDI крайне важно посещать только проверенные и хорошо зарекомендовавшие себя автозаправочные станции, предлагающие максимально качественное, чистое и неразбавленное топливо.

Рациональность покупки

Потенциальных покупателей автомобили с непосредственным впрыском топлива, который используется в системе GDI, привлекает своей экономичностью, хорошей тягой и отличными показателями мощности. Но в противовес можно поставить сразу несколько недостатков, обусловленные падением надёжности под влиянием низкокачественного топлива.

Объективно эксплуатация таких двигателей в наших условиях может привести к тому, что владельцу потребуется регулярно посещать СТО, тратить много денег на ремонт и долго ожидать поставки необходимых запчастей.

Но это было актуально раньше. В настоящее время ситуация меняется в значительно лучшую сторону. Двигатели, выпускаемые зарубежными производителями, проходят процедуру адаптации. Это позволяет снизить чувствительность к качеству бензина, перерабатывать даже не самое хорошее топливо и уменьшать количество проблем.

Адаптированные GDI смело можно заправлять на всех достаточно неплохих АЗС, не опасаясь того, что какие-то примеси приведут к очень быстрому выходу из строя двигателя с последующими внушительными материальными затратами на восстановление работоспособности силовой установки с системой непосредственного впрыска топлива.

Покупать автотранспортные средства с такими моторами или нет, дело лично каждого. Двигатели, прошедшие адаптацию, привлекают намного больше, чем европейские или японские версии. Получить ряд преимуществ от GDI можно. Владельцу потребуется только помнить о рисках посещениях сомнительных автозаправочных станций, а также соблюдать все предписанные рекомендации и советы по эксплуатации, обслуживанию и замене расходных материалов. При таких условиях GDI проявит все свои лучше качества, а о характерных недостатках вы вряд ли будете вспоминать.

Reason, Operation and Potential – Консультанты по передовым технологиям

Поиск еще более эффективного, интеллектуального и экологически чистого поршневого двигателя с искровым зажиганием (SI), работающего на жидком топливе, по сравнению с существующими двигателями SI с многоточечным впрыском топлива (MPFI) сейчас более живой и интенсивный, чем когда-либо прежде. В этом отношении двигатели GDI SI занимают важное и особое место. Некоторая справочная информация имеет значение для облегчения понимания работы и возможностей двигателей GDI. История системы подготовки топливно-воздушной смеси в двигателях SI начинается с блоков карбюратора, расположенных во впускной системе непосредственно перед дроссельной заслонкой, которая, в свою очередь, связана с педалью акселератора водителя для ручной загрузки (или выходного крутящего момента и мощности двигателя). ) изменения в этих двигателях. В течение многих лет это служило цели, пока гонка за более производительными, более экономичными и более чистыми двигателями не усилилась, что привело к разработке двигателя MPFI SI. В этой конструкции для каждого цилиндра используется топливная форсунка с электронным управлением для дозирования топлива и направления распылителей на впускные клапаны. В двигателях MPFI количество впрыскиваемого топлива можно контролировать независимо от потока воздуха, а замена блока карбюратора на сами форсунки с портом привела к улучшению дыхательной способности (или более высокому так называемому объемному КПД) двигателя, что привело к более высокому выходному крутящему моменту. и уровни мощности. Более высокий объемный КПД означает, что каждый цилиндр двигателя может обеспечить большую массу воздуха, тем самым обеспечивая потенциал и возможность для большего количества подачи топлива и, следовательно, более высокого выделения химической энергии за цикл, обеспечивая более высокий крутящий момент двигателя.

Напротив, дизельные двигатели используют непосредственный впрыск жидкого топлива в цилиндр и полагаются на самовоспламенение самого топлива без внешних источников воспламенения, таких как свечи зажигания или какие-либо другие средства. Нагрузка в этих двигателях варьируется за счет изменения количества впрыскиваемого топлива, а во впускной системе отсутствуют дроссельные заслонки. Таким образом, работа накачки, отрицательная работа или энергия, необходимая для нагнетания воздуха и выпуска отработавших газов из цилиндров, почти равна нулю для дизельных двигателей, в то время как она изменяется от максимального значения при холостом положении дроссельной заслонки до пренебрежимо малой величины при полном нагрузка при полностью открытой дроссельной заслонке (WOT) в двигателях SI. Обратите внимание, что чистая указанная выходная работа двигателя равна общей работе во время тактов сжатия и расширения за вычетом работы нагнетания. Насосная работа также упоминается как потери работы дросселирования в автомобильной литературе. Отсутствие потерь работы дросселирования (из-за отсутствия дроссельной заслонки) для дизельного двигателя с непосредственным впрыском (DI) также является одним из существенных преимуществ конструкции двигателя GDI. Это дает возможность улучшить удельный расход топлива (SFC) по сравнению с существующими двигателями MPFI. В некотором смысле двигатель GDI подобен дизельному двигателю с непосредственным впрыском топлива, но с правильно расположенной свечой зажигания и бензиновым топливом, а не легко самовоспламеняющимся дизельным топливом, системой впрыска в цилиндр. На практике для двигателей GDI обычно требуется некоторая степень управления дроссельной заслонкой, что снижает потенциал улучшения SFC.

Весь потенциал двигателя GDI можно использовать, если …

Цели обучения:

По завершении этого семинара вы сможете:

• Описать принцип работы двигателя GDI
• Анализ важных процессов в двигателях GDI
• Объясните требования к распылению жидкости, распылителям и форсункам для успешной работы GDI
• Используйте технологию и логику прямого впрыска бензина
• Оценка и прогнозирование влияния конструкции основного двигателя и условий эксплуатации на характеристики, сгорание и выбросы в двигателях GDI
• Эффективно общаться с инженерами, работающими над аспектами впрыска топлива, сгорания и выбросов двигателя GDI в вашей фирме или с клиентами
• Эффективно участвовать в разработке важнейших компонентов, таких как камеры сгорания, форсунки и стратегии сокращения выбросов
• Объясните и используйте компромиссы между повышением производительности двигателя и поддержанием характеристик низкого уровня выбросов

Для кого предназначен:

Этот семинар будет особенно ценен для инженеров, технических руководителей и руководителей проектов, исследователей и академиков. Этот курс принесет большую пользу инженерам, работающим над проектированием компонентов для обеспечения высокой эффективности и производительности двигателей GDI, а также тем, кто прямо или косвенно занимается приготовлением смеси и снижением выбросов вредных веществ от этих двигателей. Выгоду получат инженеры-экологи, желающие расширить свое понимание образования топливного распыла, сгорания и выбросов двигателей GDI, а также инженеры, активно занимающиеся разработкой и применением программного обеспечения для моделирования и проектирования камер сгорания, динамики распыления топлива, сгорания и выбросов. проблемы.

Как организовать презентацию:

Благодаря низким накладным расходам ATC, клиентам с прямым контактом предлагается конкурентоспособный и экономичный пакет услуг. Лица, заинтересованные в этих семинарах, должны связаться с Advanced Technology Consultants (ATC) напрямую. Кроме того, этот семинар (подготовленный ATC и проведенный отмеченным наградами консультантом ATC) также спонсируется Обществом автомобильных инженеров (www. SAE.org). Нажмите здесь, в GDI, чтобы увидеть страницу SAE для этого семинара.

Электронные и печатные копии материалов семинара можно приобрести только через ATC. Свяжитесь с ATC, чтобы узнать цену и доставку.

ПРИМЕЧАНИЕ : Профессионально подготовленные «аудио-видео презентации в формате Powerpoint» этих семинаров могут быть приобретены компаниями. Консультант представляет каждый слайд с четким звуковым сопровождением, описывающим предмет, а цифровая указка направляет аудиторию туда, на чем следует сосредоточить внимание. Компании могут размещать такие аудио-видео презентации в своей внутренней сети для использования их сотрудниками. Это экономичный способ профессионального обучения, который также способствует исследованиям и разработкам, проектированию и разработке новых интеллектуальных продуктов. Презентации обновляются каждый год за долю от первоначальной стоимости. Чтобы посмотреть образец презентации, нажмите на слово «ИНЪЕКЦИЯ» на картинке , чтобы понять, как передается информация (рекомендуется высокоскоростной доступ в Интернет.

В противном случае загрузка может занять несколько минут). Для получения более подробной информации и цен, пожалуйста, свяжитесь с ATC.

 

  Список тем, обсуждаемых на семинаре:

• Преобладают распыление жидкости, распыление и впрыск топлива
• Системы сгорания
  • Взаимное расположение свечи зажигания и топливной форсунки
  • Как добиться однородного и послойного заряда — распылительные, настенные и пневматические системы сжигания
• Система впрыска топлива
  • Требования к системе впрыска топлива
  • Требования к топливной форсунке и классификация
• Характеристики распыления топлива
  • Требования к распылению
  • Спрей для мешков с мешком
  • После впрыска
  • Проникновение топливной струи и угол конусности
  • Раздельный впрыск
  • Характеристики распылителей форсунок
  • Влияние окружающего давления (плотности) на аэрозоль
  • Характеристика распыления (GDI)
• Образование смесей
  • Характеристики потока в цилиндрах и сгорание GDI
  • Процесс смешивания топлива с воздухом
  • Взаимодействие брызг со стенками
  • Проблемы с холодным запуском и смачиванием стенок
• Процесс горения и стратегии контроля
• Режимы работы двигателя и стратегии впрыска топлива
• Ранний впрыск, поздний впрыск, стехиометрический режим
  • Переход режима работы
• Стратегия раздельного впрыска
  • Двухступенчатый, разделенный и пост-впрыск
• Характеристики сгорания
  • Горение с однородным и стратифицированным зарядом
• Влияние рабочих и конструктивных параметров двигателя на сгорание GDI
  • Моменты впрыска и зажигания
  • Угол распылительного конуса
  • Система рециркуляции отработавших газов
  • Характеристики детонационной стойкости
  • Пневматическая топливная система по сравнению с одножидкостной топливной системой GDI
• Отложения на форсунке, камере сгорания и впускном клапане
• Выбросы загрязняющих веществ – подходы к сокращению
  • Углеводороды, NOx и твердые частицы
• Экономия топлива
  • Факторы, влияющие на экономию топлива
  • Компромисс экономии топлива и выбросов
• Выбор бензиновых двигателей с непосредственным впрыском
  • Ранний двигатель DISC
  • Mitsubishi с реверсивным барабаном и настенной направляющей
  • Краткий обзор Toyota, Nissan с вихревым наведением (с настенным управлением), Audi с настенным наведением, AVL, FEV с пневматическим наведением, Ford, Honda с распылителем, Isuzu, Mazda с вихревым наведением, с настенным наведением, Mercedes-Benz с распылителем с направляющей, с опорой Ricardo, с направляющей у стены, с опорой Volkswagen, с опорой у стены FSI
• Преимущества турбонаддува двигателя GDI

 

Testimonial:

«Охватывает всех возможных участников, от тех, кому нужен только обзор, до тех, кому нужны самые подробные сведения о двигателе GDI.

Поездка, которую я совершил из Греции, того стоит».

Саввас Саввакис, PhD — Исследователь
Университет Аристотеля в Салониках

Хрупкий баланс: RelaDyne

Двигатели и смазочные материалы GDI: тонкий баланс

Автор: Эшли Рикман, 14 ноября 2017 г., Automotive ОЕМ). По мере того, как двигатели GDI становятся все более и более популярными, ранее распространенные двигатели с впрыском топлива через порт постепенно теряют свою популярность, и эксперты подозревают, что к 2020 году почти 39 процентов всех легковых автомобилей будут производиться с использованием двигателя GDI9.0003

Как работают двигатели GDI

Топливная эффективность двигателя GDI обусловлена ​​тем, что он меньше по размеру. Чтобы достичь эквивалентной мощности более крупных двигателей PFI, двигатели GDI работают путем распыления топлива непосредственно в цилиндр двигателя, обеспечивая охлаждающий эффект. Это позволяет двигателю развивать более высокую степень сжатия и более высокий крутящий момент, что напрямую приводит к повышению эффективности использования топлива. Этот процесс также аналогичен в бензиновых двигателях с турбонаддувом и непосредственным впрыском (TGDI), поэтому потребности в их обслуживании одинаковы.

Мощность двигателя GDI для его размера создает более экстремальные условия, где тонкий баланс долговечности и защиты от смазочных материалов имеет важное значение для его здоровья и жизненного цикла.

Что это означает для владельцев транспортных средств с двигателями Quick Lubes и GDI?

Итак, что это означает для вас как автомобильного установщика или потребителя? Наши методы обслуживания автомобилей с двигателем GDI должны отличаться от методов обслуживания двигателей PFI, чтобы удовлетворить потребности этого небольшого, более мощного и, следовательно, более требовательного к техническому обслуживанию двигателя.

В то время как техническое обслуживание требует больше времени и энергии, производительность и топливная экономичность двигателей GDI оправдывают дополнительные усилия. Отсутствие надлежащего ухода может иметь разрушительные последствия для срока службы двигателя и общей производительности автомобиля.

Риски, связанные с ненадлежащим уходом за двигателями GDI

Не принимая всерьез рекомендации OEM при уходе за двигателями GDI, вы можете в одиночку настроить эти автомобили на быстрый путь для решения многих проблем с эксплуатацией и производительностью, таких как:

Катастрофические повреждения от детонации, вызванные предварительным зажиганием на низкой скорости (LSPI)
Ускоренный износ цепи привода ГРМ
Отложения в турбокомпрессоре и окисление масла, вызывающие отказ двигателя окисление

Чтобы удовлетворить эти новые потребности в техническом обслуживании, RelaDyne использовала масла DuraMAX с продуктами Wynn’s Preventative and Maintenance, чтобы создать трехэтапное решение по уходу за двигателями GDI.

Трехэтапное решение

1. Очиститель масляной системы

Очиститель масляной системы успешно растворяет и удерживает отложения моторного масла по всему двигателю и обеспечивает смазку и дополнительную защиту от износа в процессе очистки.