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

Содержание

GDI двигатель: что это такое?

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

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

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

Содержание статьи

  • Особенности и отличия моторов GDI
  • Впрыск топлива и разновидности GDI
  • Неисправности и проблемы моторов GDI

Особенности и отличия моторов GDI

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

Большинство бензиновых и дизельных двигателей сегодня:

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

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

Если сказать иначе, воздух поступает в двигатель отдельно, форсунка GDI осуществляет непосредственный впрыск топлива в цилиндр, затем происходит перемешивание компонентов, после чего поджиг смеси осуществляет электрическая искра свечи зажигания. Следует добавить, что во время такого смесеобразования конструкторами учитывается ряд аэродинамических особенностей для получения оптимально упорядоченного состава смеси. По этой причине конструкция поршня и камеры сгорания существенно отличается от аналогов в двигателях с внешним смесеобразованием, а также форкамерных ДВС.Двигатель gdi: Преимущества и недостатки двигателей GDI, TCI, FSI

Днище поршня имеет особую форму для направления факела распыла на свечу зажигания, ГБЦ получила вертикальные прямые впускные каналы, что позволяет «закручивать» воздух в цилиндрах двигателя. Благодаря такому устройству топливно-воздушная рабочая смесь в GDI движется по строго заданной траектории.

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

Рекомендуем также прочитать статью о том, что такое двигатель TDI. Из этой статьи вы узнаете об особенностях конструкции, преимуществах и недостатках агрегатов данного типа.Двигатель gdi: Преимущества и недостатки двигателей GDI, TCI, FSI

Еще одной особенностью двигателя GDI является наличие двух топливных насосов:

  • привычный электробензонасос в топливном баке;
  • топливный насос высокого давления (ТНВД) с механическим приводом от ДВС;

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

Впрыск топлива и разновидности GDI

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

  • для внутреннего японского рынка;
  • для европейских рынков;

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

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

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

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

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

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

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

Также следует отметить особый режим двигателя GDI под названием stich F/B.Двигатель gdi: Преимущества и недостатки двигателей GDI, TCI, FSI

Указанный режим работы предполагает наиболее приближенный к стехиометрическому состав топливно-воздушной смеси, а также делится на два подрежима: closed loop и open loop.

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

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

Неисправности и проблемы моторов GDI

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

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

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

Двигатель GDI: констукция, характеристики

Двигатель GDI — пожалуй, одна из наиболее обсуждаемых тем на автомобильных форумах. Пик дискуссий совпал с началом 2000-х, когда на российском вторичном рынке появились японские авто с незнакомым индексом в наименовании модели. Счастливые покупатели столкнулись с неизвестными до этого проблемами системы питания.

Положение осложнялось тем, что работники сервиса оказались не готовы, не то чтобы сделать ремонт такого двигателя, но даже найти причину неисправности. Справедливости ради следует заметить, что в последние годы ситуация несколько улучшилась.

Почти дизель

Что означает аббревиатура GDI, которую можно увидеть на моторе и кузове автомобиля японского производства? Расшифровывается это как: Gasoline Direct Injection, в переводе — бензиновый прямой впрыск.Двигатель gdi: Преимущества и недостатки двигателей GDI, TCI, FSI Англоязычная фонетика этого сокращения — ДжиДиАй, в России произносят как ГДИ, иногда ЖДИ.

Автомобилисты прозвали эти движки «джедаями». Впервые буквы GDI появились на автомобилях Mitsubishi Galant/Legnum в 1996 году. У других японских автопроизводителей свои обозначения прямого впрыска: у Toyota — D4, у Nissan — DI и Neo DI. Такая же картина и в Европе:

  • группа Volkswagen обозначает такие двигатели — FSI;
  • Daimler Chrysler — CGI;
  • Renault — IDE;
  • Ford — SCi.

Итак, GDI — это новый тип бензинового инжекторного двигателя с прямым или непосредственным впрыском (НВ), что одно и то же. Форсунки у них выходят непосредственно в камеру сгорания, а не во впускной коллектор, как при распределенном впрыске. Этим бензиновый агрегат напоминает дизель.

 

Основная идея заключается в том, чтобы заставить двигатель хотя бы часть времени работать на сверхобедненной топливовоздушной смеси с целью экономии топлива и сокращения количества вредных выбросов.Двигатель gdi: Преимущества и недостатки двигателей GDI, TCI, FSI

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.Двигатель gdi: Преимущества и недостатки двигателей GDI, TCI, FSI

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

На скудном пайке

Прежде чем рассматривать режимы работы двигателя GDI, нужно немного вспомнить теорию. Смесь бензина с воздухом в цилиндре может воспламениться, только в том случае, когда имеет определенную концентрацию. Оптимальной величиной является 1 часть горючего на 14,7 частей воздуха (стехиометрический состав).

Максимальное количество воздуха на 1 объемную часть бензина в инжекторном двигателе не должно превышать 20 — 24 частей. Описываемые двигатели могут работать на сверхобедненной смеси (до 1:40). Как это можно объяснить?

Топливо в цилиндре после впрыска распределяется по объему неравномерно за счет отражения его от выемки в днище поршня, который в момент впрыска находится в крайнем верхнем положении (конец такта сжатия). Топливный факел имеет компактную форму и, отражаясь, образует обратный вихрь.Двигатель gdi: Преимущества и недостатки двигателей GDI, TCI, FSI 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.Двигатель gdi: Преимущества и недостатки двигателей GDI, TCI, FSI

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.Двигатель gdi: Преимущества и недостатки двигателей GDI, TCI, FSI

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.Двигатель gdi: Преимущества и недостатки двигателей GDI, TCI, FSI
  • Он более чист с экологической точки зрения, правда, российский владелец от этого ничего не имеет, в отличие от японца. Ведь островные жители приобретают тот же Mitsubishi с двигателем GDI в основном для получения льготной скидки по транспортному налогу, а ремонт силового агрегата они перекладывают на будущего покупателя, как правило, зарубежного.
  • Некоторые утверждают, что GDI двигатель лучше запускается в зимнее время.

Следует заметить, что из двигателей прямого впрыска японского и корейского производства самые надежные и доработанные моторы стоят на автомобилях Мицубиси (Митсубиси).

Приключения японцев в России

И все-таки, перефразируя известную пословицу: что японцу хорошо, то русскому — смерть. В России все преимущества НВ перечеркиваются низким качеством отечественного бензина. В чем это выражается?

Недостаточно чистое топливо, да и просто высокий процент содержания серы в бензине приводит к ускоренному износу ТНВД и засорению форсунок.Двигатель gdi: Преимущества и недостатки двигателей GDI, TCI, FSI Ремонт последних, кстати, невозможен. Если промывка не получается, приходится заменять их новыми, что довольно накладно. Наиболее часто на форумах жалуются на «плавающие» обороты ХХ.

Одной из причин, если не главной, такого явления является вышеупомянутый насос. Как было сказано выше, холостые обороты изменяются регламентировано, в соответствии с прошивкой ЭБУ.

Когда износ качающего плунжера (плунжеров) достигает определенной величины, после перехода на режим Compression on Lean давление впрыска падает ниже допустимого, и компьютер возвращает систему в режим обогащения. После нормализации давления процессор снова пытается переключить работу впрыска на «обедненный» режим.

То есть, частота переключений увеличивается, а если на процесс накладываются и другие факторы, то периодичность становится хаотичной, что и приводит к неприятным дерганиям на ХХ. Скорее всего, потребуется диагностика и ремонт ТНВД, чистка форсунок, а также удаление сажи из впускной системы.

То, что часть отработанных газов из экологических соображений направляется во впускной коллектор, приводит к засаживанию каналов, регулирующих заслонок, клапанов.Двигатель gdi: Преимущества и недостатки двигателей GDI, TCI, FSI В системах распределенного впрыска впускные клапаны омываются топливом, которое подается форсунками в коллектор, и проблема отложения сажи не стоит так остро.

Еще одна проблема заключается в отсутствии достаточного количества квалифицированного персонала по обслуживанию подобных систем. Определить причину неисправности и сделать необходимый ремонт проблематично даже в крупных городах, а что уж говорить о российской глубинке.

Наибольшая опасность для двигателя с прямым впрыском исходит от бензина. Горючим следует заправляться на проверенных АЗС. Категорически нельзя использовать различные присадки, октаноповышающие добавки — это прямой путь убить топливный насос.

Несмотря на серьезные недостатки, система прямого впрыска пока еще не похоронена. Многие владельцы японских авто утверждают, что довольны этим движком. Да и круг автопроизводителей расширяется. К примеру, GDI-моторами комплектуются корейские Hyundai Avante и Hyundai Gamma. Возможно, в ближайшем будущем новые двигатели избавятся от своих болезней, и гадкий утенок превратится, наконец, в красивого лебедя.Двигатель gdi: Преимущества и недостатки двигателей GDI, TCI, FSI

GDI двигатель: плюсы и минусы

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

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

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

Теоретическая часть

Обычный инжекторный двигатель, который использует коллекторную систему смесеобразования, предполагает подачу в цилиндры уже готового бензовоздушного состава.Двигатель gdi: Преимущества и недостатки двигателей GDI, TCI, FSI 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.Двигатель gdi: Преимущества и недостатки двигателей GDI, TCI, FSI 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 gdi: Преимущества и недостатки двигателей GDI, TCI, FSI

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%.Двигатель gdi: Преимущества и недостатки двигателей GDI, TCI, FSI 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.Двигатель gdi: Преимущества и недостатки двигателей GDI, TCI, FSI

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.Двигатель gdi: Преимущества и недостатки двигателей GDI, TCI, FSI 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.Двигатель gdi: Преимущества и недостатки двигателей GDI, TCI, FSI 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.

Давайте будем откровенны! Общие проблемы обслуживания систем GDi

Как установить

For technicians

For shop owners

Несмотря на дебют в середине 1950-х годов, система непосредственного впрыска (GDi) только недавно стала популярной, поскольку производители транспортных средств ищут более эффективные способы обеспечения соответствия все более строгим нормам, касающимся выбросов. Благодаря впрыску топлива под высоким давлением непосредственно в камеру сгорания, инновационная система улучшает распыление и распределение топлива, обеспечивая снижение выбросов CO2, расхода топлива и улучшение характеристик двигателя.Двигатель gdi: Преимущества и недостатки двигателей GDI, TCI, FSI
 
Так почему же технология с таким большим количеством положительных качеств не использовалась раньше? Все просто! Как и у многих вещей, у нее есть как плюсы, так и минусы. В случае GDi это также означает ряд общих проблем, связанных с обслуживанием, таких как образование нагара, испарение масла и раннее зажигание на низких оборотах. В этой статье мы подробнее расскажем об этих проблемах, и что самое главное, о том, как мы можем помочь вам преодолеть их?

  • Разжижение картерного масла топливом. Поскольку форсунки расположены внутри камеры сгорания, топливный факел может проходить сквозь кольца, вниз по дальней стенке цилиндра и попадать в поддон картера, загрязняя масло и влияя на его вязкость. Это может стать причиной таких проблем, как повышенный износ поршней, колец и цилиндров, снижение защиты от образования нагара, более высокий расход масла и более быстрое его окисление.
  • Масляные пары.  Повышенная температура и повышенное давление в двигателях с системой GDi могут ускорять испарение масла.Двигатель gdi: Преимущества и недостатки двигателей GDI, TCI, FSI Масляные пары, проходящие через более холодные области двигателя, такие как впускные клапаны, поршневая головка и каталитическая система, могут привести к образованию нагара и образованию капель масла. Поскольку, в отличие от двигателей с системами распределенного впрыска топлива, эти капли не смываются топливом, они могут покрывать клапан и запекаться на нем, снижая производительность двигателя.
  • Испарение масла. Повышенная температура в картере может также привести к испарению части масла, что означает, что топливо может стать более обогащенным. Как и в случае разжижения картерного масла топливом, это влияет на вязкость масла, ускоряет износ основных компонентов и сокращает срок службы масла. 
  • Образование нагара. Опять же, поскольку топливо больше не проходит сквозь клапаны и не очищает их, это может привести к образованию нагара как на инжекторах, так и на клапанах, вследствие чего ограничивается подача топлива и воздуха в цилиндры.Двигатель gdi: Преимущества и недостатки двигателей GDI, TCI, FSI Со временем образовавшийся нагар может ухудшать работу двигателя, что будет выражаться в снижении его мощности и повышении расхода топлива. 
  • Раннее зажигание на низких оборотах. Для краткости это явление называется LSPI. Обычно оно происходит на низкой скорости при высокой нагрузке.  Появление LSPI обусловлено попаданием капель топлива в камеру сгорания и их воспламенением до появления искры. Это нарушение нормального цикла сгорания топлива может стать причиной повышения давления в двигателе, что приведет к появлению детонации и с высокой долей вероятности к серьезным внутренним повреждениям. 

Поскольку эти проблемы могут возникать всего через 5000 километров пробега, диагностика и устранение подобных неисправностей на ранней стадии имеет важное значение. В противном случае они повлияют не только на эксплуатационные характеристики автомобиля и расход топлива, но и, если не обращать на них достаточно длительное время, к серьезному повреждению двигателя, что потребует длительного и дорогостоящего ремонта.Двигатель gdi: Преимущества и недостатки двигателей GDI, TCI, FSI

Хорошая новость заключается в том, что, как ведущий поставщик оригинальных систем GDi, мы понимаем всю сложность техобслуживания и ремонта этих чрезвычайно сложных систем, работающих под очень высоким давлением. И наряду с оригинальными деталями мы предоставляем инструменты и практические наработки, которые вам понадобятся для устранения этих проблем задолго до того, как они будут предоставлять большую опасность для двигателя.

Наш однодневный учебный курс, например, охватывает ключевые темы, такие как основные сведения о системе GDi, работа ее компонентов и диагностика, режимы работы топливной системы, тестирование и измерение давления топлива, а также распространенные неисправности, и сформирует у вас навыки безопасной и быстрой работы с этими системами и заблаговременного выявления любых проблем.

Для выполнения более глубокой диагностики и ремонта мы также предлагаем широкий ассортимент диагностического и испытательного оборудования. В него входит наш диагностический сканер серии DS , позволяющий считывать коды ЭБУ и активировать механизмы управления, диагностический комплект для контуров высокого давления HD3000,  мультисистемный универсальный тестер для контуров низкого давления LP35, и набор для тестирования электронных форсунок, позволяющий проверять индуктивность, сопротивление и изоляцию форсунок.Двигатель gdi: Преимущества и недостатки двигателей GDI, TCI, FSI

Совсем недавно мы также запустили производство испытательного прибора Hartridge Excalibur GDi Master, позволяющего тестировать как системы GDi, так и системы распределенного впрыска (PFi) всего за пять минут. Используя дополнительное оборудование для ультразвуковой очистки, вы сможете удалять даже самый стойкий нагар.

Таким образом, хотя эти распространенные проблемы обслуживания отчасти и повлияли на медленное внедрение этой системы автопроизводителями, абсолютно нет причин, по которым они должны замедлить ваш выход на этот рынок! Благодаря необходимым деталям, инструментам и знаниям от эксперта в области производства оригинального оборудования, такого как Delphi Technologies, вы сможете получать свою долю прибыли в одной из самых быстрорастущих и наиболее прибыльных областей ремонта автомобилей на сегодняшний день.

Двигатели GDI что в них такого особенного и нужно ли их бояться

Каждому — свое

При этом конструкция устройств у производителей может идти под разными аббревиатурами.Двигатель gdi: Преимущества и недостатки двигателей GDI, TCI, FSI Например, Volkswagen предпочитает использовать FSI, Ford называет свои моторы Ecoboost, Toyota – 4D, а Mercedes-Benz, BMW и некоторые другие скрывают понятие «непосредственный впрыск» в индексе двигателя.

GDI кратко, но точно описывает ключевое отличие данного типа двигателей от всех остальных: топливные форсунки вставлены в головку блока цилиндров, и распыление происходит сразу в каждую камеру сгорания, минуя впускной коллектор и впускные клапана. Это в своем роде роднит GDI-системы и с традиционными бензиновыми инжекторными двигателями, и с дизельными одновременно. Топливо подается под большим давлением в цилиндр, чему способствует топливный насос высокого давления (ТНВД). Он перекочевал в GDI именно от дизелей. От бензина же достался сам тип топлива, а также свечи зажигания.

Все, как водится, пошло от авиации

Принято считать, что первой двигатели GDI стала активно применять компания Mitsubishi, и началось все в 1995-м с модели Galant 1.8 GDI. Однако двигатель с непосредственным впрыском топлива появился гораздо раньше.Двигатель gdi: Преимущества и недостатки двигателей GDI, TCI, FSI Еще в 1950-х подобные силовые агрегаты устанавливал на свои гоночные машины концерн Daimler-Benz. Ну, а в авиации, как это не раз бывало, они присутствовали еще раньше — в 1940-х. Современный двигатель с непосредственным впрыском представляет собой сложную систему механизмов и электронных блоков, которая по характеру и звукам в работе напоминает дизель.

С высоты сегодняшнего дня легко увидеть предпосылки создания и перехода большинства автопроизводителей на системы впрыска, аналогичные GDI. Это, в первую очередь, экологические нормативы, которые требовали модернизации систем выхлопа отработанных газов, плюс глобальная задача по созданию экономичных силовых агрегатов.

Без электроники никуда

Известный и понятный факт: для работы двигателя топливо должно сгорать, а для горения бензину необходимо смешиваться с воздухом, желательно в строго определенной пропорции. Специалисты говорят, что оптимальным считается соотношение воздуха и бензина в пропорции 14,7:1.Двигатель gdi: Преимущества и недостатки двигателей GDI, TCI, FSI Более бедная смесь (количество воздуха больше оптимального) загорается хуже. Более богатая (превышено количество бензина) оставляет после себя больше вредных выбросов, то есть сгорает хуже.

Ранее мы писали

Если вы владелец дизельного автомобиля, нет смысла объяснять, что такое свечи накаливания. Так уж повелось …

Читать далее

В работе систем с непосредственным впрыском топлива не последнюю роль играет электронная «начинка». Именно электронный блок управления посредством многочисленных датчиков контролирует основные параметры бензиновой смеси. В блоке отслеживаются нагрузки на двигатель, скорость автомобиля, характер езды и прочие характеристики, при этом электроника гибко перестраивает работу всей топливной системы в целях оптимизации состава смеси и режима подачи топлива.

Преимущества технологии GDI

Моторы с непосредственным впрыском могут работать в нескольких видах смесеобразования (послойное, стехиометрическое гомогенное и просто гомогенное), и это дает максимальную эффективность использования топлива.Двигатель gdi: Преимущества и недостатки двигателей GDI, TCI, FSI Если система непосредственного впрыска работает исправно, налицо экономия топлива за счет точной дозировки количества и состава подаваемого топлива, причем без потери мощности.

В системе GDI присутствует увеличенная степень сжатия топливовоздушной смеси. Безусловно, это позволяет избежать калильного зажигания и детонации, как закономерный итог – увеличение ресурса.

Есть у двигателей серии Gasoline Direct Injection еще два плюса. Первый – они более экономичны, так как позволяют точно дозировать количество и состав подаваемого топлива. Второй — отвечают более высоким экологическим стандартам, ибо топливовоздушная смесь сгорает в них почти полностью.

Склонность к нагарообразованию

Ранее мы писали

Фердинанд Порше был немцем, а потому творил с толком и расстановкой. Работая над «народным автомобилем», инженер …

Читать далее

Все ли так безоблачно с моторами GDI? Естественно, нет, технология не суть как совершенна.Двигатель gdi: Преимущества и недостатки двигателей GDI, TCI, FSI Взять, к примеру, систему впуска и подачи топлива — двигатель GDI очень чувствителен к качеству бензина. Не секрет, что низкокачественное горючее может привести к преждевременному износу форсунок — они банально забиваются, а вот разобрать и почистить их невозможно, спасает лишь замена на новые. От этого, кстати, страдает и ТНВД (особенно в старых поколениях GDI), поскольку любые посторонние примеси в составе бензина усиливают абразивный износ деталей насоса.

Двигатели GDI (как, впрочем, и другие с непосредственным впрыском топлива) выбрасывают большее количество сажевых частиц, чем устройства с распределенным впрыском MPI (в коллектор) — это вынуждает ставить сажевые фильтры в последних поколениях ДВС.

Особенность технологии GDI — склонность к нагарообразованию во впускном коллекторе и на клапанах при пробеге свыше 100 000 км, и здесь не обойтись без дорогостоящей очистки на сервисе. В принципе, эксперты свидетельствуют о сложности обслуживания и высокой стоимости ремонта, замены деталей и агрегатов топливной системы GDI.Двигатель gdi: Преимущества и недостатки двигателей GDI, TCI, FSI В этой связи особую важность приобретает контроль за состоянием данной топливной системы.

Сервисмены говорят, что в качестве профилактических мер и защиты GDI от возникающих проблем могут помочь топливные присадки. По их словам, регулярное их применение снижает риск возникновения поломок, связанных с некачественным топливом. Пакеты присадок, поднимающие смазывающие свойства бензина, защитят топливную аппаратуру от скорого износа.

Упомянутые модели: Mitsubishi Galant

Подпишитесь на Яндекс.Новости и Дзен, общайтесь в наших группах ВК и Одноклассниках.


Добавить в избранное на сайте

плюсы и минусы, отзывы специалистов

20.05.2018 23:00

Автомобильная промышленность развивается огромными темпами. Еще не так давно производители выпускали карбюраторные моторы.Двигатель gdi: Преимущества и недостатки двигателей GDI, TCI, FSI Затем постепенно начал реализовываться инжекторный впрыск – сначала моноинжектор, а затем полноценный распределенный. Но это далеко не вершина технологий. Сейчас в продаже имеются бензиновые автомобили с непосредственным впрыском. Под их капотом находится GDI двигатель. Что это такое и в чем особенности системы? Рассмотрим в нашей сегодняшней статье.

Характеристика

Под данной аббревиатурой подразумевается впрыск непосредственно в камеру сгорания. Вот, на каких автомобилях применяется двигатель GDI:

  • «Митсубиси».
  • «Киа».
  • «Кадиллак».
  • «Фольксваген».
  • «Тойота».
  • «Лексус.
  • «Мерседес».
  • «БМВ».

Обычный инжекторный мотор имеет коллекторную систему смесеобразования. Так, в цилиндры подается уже готовый безвоздушный состав. Смешивание происходит во впускном коллекторе, на котором монтируются форсунки. Управление последними осуществляет электроника. Но есть также модели, где работа форсунок осуществляется механически (например, старые «Мерседесы» с системой «К-Джетроник»).Двигатель gdi: Преимущества и недостатки двигателей GDI, TCI, FSI Что являет собой двигатель GDI?

Отличия

В отличие от вышеописанных агрегатов, данный мотор имеет форсунку, направленную прямо в камеру сгорания. Подобная система практикуется на дизельных моторах с системой «Коммон Рейл». Однако здесь в цилиндры подается бензин. Подача воздуха осуществляется посредством впускных клапанов, которые открываются и закрываются в определенный момент (согласно вращению распредвала). Таким образом, ключевое отличие двигателя GDI от обычного инжекторного в том, что смесь образовывается непосредственно в цилиндре, а не в коллекторе.

Особенности

Конечно, создать идеальное соотношение смеси довольно трудно в таких условиях. Поэтому в работе дополнительно участвует электронный блок с программным обеспечением. Оно рассчитано на несколько разных циклов работы. Также особенности заключаются в самих форсунках. Чтобы получить идеальное смесеобразование, производители применяют вихревые форсунки. Они способны впрыскивать горючее в виде мелкодисперсионного тумана.Двигатель gdi: Преимущества и недостатки двигателей GDI, TCI, FSI

Следующая особенность двигателя GDI – это соотношение смеси. Если говорить о классических инжекторных моторах, здесь на одну часть бензина приходится 14 частей воздуха. Двигатель GDI формирует обедненную смесь, где на одну порцию топлива приходится 20 порций воздуха. Но при таком соотношении двигатель не всегда может работать на полную мощность. Поэтому в случае необходимости, состав смеси корректируется. Так, соотношение бензина и воздуха может быть как у моторов с распределенным впрыском – 1:14. Изменению состава смеси способствует двухступенчатая система подачи топлива.

Преимущества

Итак, давайте рассмотрим плюсы данных силовых агрегатов:

  • Экономия топлива. Эта характеристика достигается за счет образования более бедной смеси, о чем говорилось выше. Так, при отсутствии нагрузок двигатель работает на бедной смеси. Однако, когда нужно использовать весь потенциал, состав ее меняется на нормальный. За счет двухступенчатой подачи топлива машина экономит порядка 25 процентов на холостых оборотах.Двигатель gdi: Преимущества и недостатки двигателей GDI, TCI, FSI Если брать обычную езду, то такой мотор будет расходовать примерно на 10 процентов меньше топлива, нежели тот, что оснащен распределенным впрыском.
  • Правильное горение топлива. Специалисты отмечают, что наиболее качественное воспламенение и горение смеси будет в том случае, если топливо находится в непосредственной близости к свече. Так, в цилиндрах бензин сгорает полностью, и отдача от этого максимальная. Также стоит отметить технологию послойного непосредственного впрыска FSI. Она применяется на автомобилях марки «Фольксваген». Впоследствии эту технологию подхватили и другие производители, в том числе и «Киа». Двигатели GDI корейского производства отличаются высокой производительностью и имеют широкую полку крутящего момента, чего нет у простых инжекторных моторов.
  • Меньшая токсичность выхлопа. Эта характеристика тесно связана с двумя предыдущими. Отзывы специалистов говорят, что моторы с непосредственным впрыском выбрасывают намного меньше вредных веществ, нежели их аналоги (особенно на холостых оборотах).Двигатель gdi: Преимущества и недостатки двигателей GDI, TCI, FSI
  • Мощность. Благодаря более правильному горению с одного и того же объема инженерам удалось снять на 10 процентов больше мощности, нежели от ДВС с распределенным впрыском. Также моторы GDI отличается более высокой степенью сжатия. Это положительно сказывается на крутящем моменте.
  • Меньшее количество нагара. Как отмечают отзывы, при работе данные моторы не выделяют существенный нагар. Масляные каналы не закупориваются продуктами сгорания. Соответственно, служат эти двигатели дольше простых инжекторных. Также на моторах GDI более чистое масло.

Но не все так гладко, как кажется. У этих двигателей есть свои недостатки, о которых обязательно стоит поговорить.

Минусы

Первый недостаток касается устройства системы. Двигатели с непосредственным впрыском имеют более сложную систему впуска. Сюда входит ТНВД (топливный насос высокого давления), по конструкции схожий с тем, что применяется на современных дизельных ДВС. Ввиду этого автомобили с впрыском GDI более требовательны к качеству топлива, как и их дизельные собратья.Двигатель gdi: Преимущества и недостатки двигателей GDI, TCI, FSI Особенно вредны для этого мотора следующие компоненты:

  • Сера.
  • Фосфор.
  • Железо и прочие минералы.

Все они могут находиться в дешевом, некачественном бензине. Как отмечают отзывы, GDI двигатель сильно боится твердых частиц, поскольку топливо проходит через крайне тонкие отверстия. Они легко забиваются в случае, если будет использован некачественный бензин.

Важно также соблюдать октановое число. В руководстве по эксплуатации написано, что данный мотор работает на бензине с октановым числом 100, который в России очень редко встретишь. Как минимум, такие автомобили следует заправлять топливом с ОЧ не ниже 98. А попытка залить 95-й будет сопровождаться характерными вибрациями по кузову. Также для данных моторов противопоказаны различные очистители, присадки и добавки. Запрещено использовать и этилированный бензин.

Следующий недостаток касается обслуживания. В России мало сервисов, которые специализируются именно на таких двигателях. И если с ремонтом «Коммон Рейла» не возникнет вопросов, то с поиском СТО, что способно отремонтировать GDI-мотор, могут возникнуть проблемы.Двигатель gdi: Преимущества и недостатки двигателей GDI, TCI, FSI

Отремонтировать такой двигатель не так просто, как обычный ДВС с распределенным впрыском. Сложности заключаются не только в топливном насосе высокого давления, но и в двухступенчатой системе подачи горючего. И у каждого производителя есть свои специфические поломки. О них мы расскажем ниже.

«Кадиллак» GDI

В двигателях американского производства применены пьезофорсунки с особым напылением. Так, если мотор будет работать длительное время на бензине с высоким содержанием серы, данное напыление может разрушаться. Это приводит к необходимости дорогостоящего ремонта. Стоимость восстановления составляет порядка полутора тысяч долларов.

«Лексус» и «Тойота»

Двигатели этих автомобилей имеют проблемы с двухступенчатым насосом. Он приводится в действие от распределительного вала, и в данном насосе ломаются клапаны. В итоге бензин начинает поступать в картер двигателя, смешиваясь с маслом. Это однозначно приводит к износу всех трущихся пар в двигателе.

Двигатель 4G93 GDI

О нем стоит рассказать отдельно.Двигатель gdi: Преимущества и недостатки двигателей GDI, TCI, FSI Что это за мотор? 4G93 — это двухлитровый четырехцилиндровый агрегат, серийно производящийся на протяжении 20 лет. Максимальная мощность в зависимости от модификаций – от 160 до 215 лошадиных сил. Изначально он был карбюраторным, а затем инжекторным. В начале 2000-х этот двигатель оснастили непосредственным впрыском. Агрегат имеет двухвальную головку блока с ременным приводом ГРМ. Также мотор оснащен гидрокомпенсаторами.

Как отмечают отзывы, двигатель GDI «Митсубиси» может иметь проблемы с насосами. Их всего два. Это топливный насос низкого и высокого давления. Зачастую проблемы возникают именно с последним. Так, ТНВД забивается твердыми частицами, что находятся в топливе. В итоге машина глохнет при нажатии на педаль газа и при любых попытках разогнаться. При этом на холостых оборотах двигатели «Мицубиси» GDI могут вести себя нормально. В такой ситуации требуется детальная диагностика и чистка элементов насоса.

Среди прочих проблем данного мотора стоит отметить:

  • Проблемы с клапаном рециркуляции газов.Двигатель gdi: Преимущества и недостатки двигателей GDI, TCI, FSI Впускной коллектор на этом двигателе требует регулярной чистки.
  • Залив свечей зажигания. Это происходит в сильные морозы при попытке запуска двигателя «на холодную».
  • Стук двигателя. Такое происходит по причине неисправных гидрокомпенсаторов. Из-за этого зазор клапанов не соответствует норме.

О проблемах с запчастями

Нужно отметить, что детали на данные моторы не так широко распространены в России. Поэтому в случае поломки нередко владельцам приходится ждать по две-три недели, пока придут запчасти. Вдобавок, их цена отнюдь не маленькая. А производить какие-либо ремонтные работы с ним самостоятельно не получится. Система имеет сложное устройство и требует наличия опыта.

Подводим итоги

Итак, мы выяснили, что собой представляет двигатель с непосредственным впрыском. Как видите, мотор GDI имеет как ряд положительных, так и отрицательных сторон. Стоит ли приобретать себе такой автомобиль? Однозначного ответа на этот вопрос нет. Да, эти моторы более мощные, экологичные и расходуют меньше топлива.Двигатель gdi: Преимущества и недостатки двигателей GDI, TCI, FSI В то же время не каждый сервис берется за их обслуживание, а стоимость ремонта всегда будет существенной. Нужно постоянно заправляться на проверенных АЗС, чтобы твердые частицы не забили тонкие полости насоса высокого давления. Поэтому эксплуатация автомобилей с двигателем GDI целесообразна только в крупных городах, где есть качественные АЗС и специализированные мастерские. В остальных случаях содержание такого автомобиля будет проблемным.

Распространенные проблемы с сервисом GDi | Автозапчасти Делфи

Инструкции

Для техников

Для владельцев магазинов

Насосы GDi производятся компанией Delphi Technologies.

Основы GDi

Несмотря на то, что система прямого впрыска бензина (GDi) дебютировала в середине 1950-х годов, она только недавно стала самостоятельной, поскольку производители транспортных средств ищут более эффективные способы соблюдения все более строгих стандартов выбросов.

За счет впрыска топлива под высоким давлением непосредственно в камеру сгорания инновационная система улучшает распыление и проникновение топлива, обеспечивая снижение выбросов CO2, экономию топлива и повышение производительности двигателя.Двигатель gdi: Преимущества и недостатки двигателей GDI, TCI, FSI
 
Так почему же технология, в которой так много полезных вещей, не была принята раньше? Простая истина заключается в том, что, как и во многих других вещах, здесь есть свои плюсы и минусы. А для GDi это также означает ряд общих проблем, связанных с обслуживанием, таких как накопление углерода, испарение масла и преждевременное зажигание на низких оборотах.

Понимание общих проблем обслуживания для GDi

Здесь мы рассмотрим, что это такое и, что важно, как мы можем помочь вам решить их.

  • Разбавление топливом: Поскольку форсунки расположены в камере сгорания, брызги топлива могут проникать сквозь кольца, вниз по дальней стенке цилиндра и в масляный картер, загрязняя масло и влияя на его вязкость. Это может вызвать такие проблемы, как повышенный износ поршней, колец и цилиндров, снижение защиты от отложений, повышенный расход масла и более быстрое окисление.
  • Испарение масла:  Высокие температуры и давление в двигателях GDi могут ускорить испарение масла.Двигатель gdi: Преимущества и недостатки двигателей GDI, TCI, FSI Пары масла, проходящие через более холодные участки двигателя, такие как впускные клапаны, днище поршня и каталитическая система, могут привести к скоплению и образованию капель масла. Поскольку, в отличие от двигателя с распределенным впрыском топлива, эти капли не смываются топливом, они могут налипать на клапан и прилипать к нему, вызывая проблемы с производительностью.
  • Испарение масла: Повышение температуры в картере также может привести к испарению части масла, а это означает, что топливо может стать более концентрированным. Подобно разжижению топлива, это влияет на вязкость масла, ускоряя износ ключевых компонентов и сокращая срок службы масла.
  • Нагар: Опять же, поскольку топливо больше не достигает клапанов и не очищает их, это может привести к накоплению нагара как на форсунках, так и на клапанах, ограничивая подачу топлива и поток воздуха в цилиндры соответственно. Со временем эти отложения могут вызвать проблемы с производительностью, такие как снижение мощности двигателя и расхода топлива.Двигатель gdi: Преимущества и недостатки двигателей GDI, TCI, FSI
  • Предварительное зажигание на низких оборотах: Известный для краткости как LSPI, он обычно происходит на низких оборотах и ​​в условиях высокой нагрузки. LSPI вызывается каплями топлива, которые попадают в камеру сгорания и воспламеняются до срабатывания свечи зажигания. Это ненормальное сгорание может привести к повышению давления в двигателе, что приведет к детонации двигателя и потенциально серьезным внутренним повреждениям.

Поскольку эти проблемы с обслуживанием могут возникнуть всего через 3000 миль, очень важно своевременно их диагностировать и устранять. Невыполнение этого требования не только повлияет на производительность автомобиля и экономию топлива, но и, если его не лечить в течение достаточно долгого времени, может также привести к серьезному повреждению двигателя, требующему своевременного и дорогостоящего ремонта.

Хорошей новостью является то, что как ведущий производитель оригинальной технологии GDi мы понимаем проблемы обслуживания и ремонта этих высокотехнологичных систем высокого давления.Двигатель gdi: Преимущества и недостатки двигателей GDI, TCI, FSI И наряду с оригинальными деталями предоставьте инструменты и ноу-хау, которые вам потребуются для устранения этих проблем задолго до того, как они станут более серьезной проблемой.

Связанные ресурсы

Практические советы

Технический совет

Для техников

Если вы заменяете топливный насос, рассмотрите возможность очистки топливного бака, чтобы продлить срок службы вашего нового топливного насоса. Мы рекомендуем слить воду из бака и снять его с автомобиля, а также выполнить следующие шаги для наилучшего метода очистки.

Нажмите здесь, чтобы узнать больше

Технический совет

Видео

Для техников

Для домашних мастеров

Свидетельства загрязнения топливных насосов …

Нажмите здесь, чтобы узнать больше

Технический совет

Видео

Руководство по установке

Если вы приобрели Delphi Technologies FG1052, FG1053 или FG1588, вы заметите, что он поставляется с обновленным комплектом проводки.Двигатель gdi: Преимущества и недостатки двигателей GDI, TCI, FSI Этот комплект проводки предназначен для перемещения питания и…

Нажмите здесь, чтобы узнать больше

Инструкции

Видео

Для техников

Для домашних мастеров

Недостаточное давление и подача являются признаком того, что топливный насос не работает, но не обязательно означает, что он неисправен. Низкое напряжение, плохой контакт или…

Нажмите здесь, чтобы узнать больше

Инструкции

Видео

Для техников

Для домашних мастеров

Замена топливного насоса может стать дорогостоящей ошибкой, если он не является истинной причиной проблемы, связанной с топливом. Топливная система должна быть тщательно проверена на давление, объем и…

Нажмите здесь, чтобы узнать больше

Сопутствующие товары

Ближайшие сервисные и дизельные центры

  • Ремонт форсунок/насосов
  • Ремонт автомобиля

Тип транспортного средства

CAR/LCV

Сельскохозяйственный

Marine

Truck

Промышленность

Delphi Возможности

Advanced Diesel Diagnostics

Common Rail Injector

Electronic Unit Incret Incry Incry Insor 3

.Двигатель gdi: Преимущества и недостатки двигателей GDI, TCI, FSI 0003

DP210 / 310

Электронный блок насоса / интеллектуальный инжектор

Механический топливный насос и инжектор

Управление и ремонт транспортных средств

Кондиционер

Diesel

Engnement Managem Местонахождение

Тип сервисного центра

Ремонт форсунок / насосов Ремонт транспортных средств

Расстояние в километрах

Дополнительные параметры

Возможности Delphi Усовершенствованная диагностика дизельных двигателейИнжектор Common RailЭлектронный насос-форсункаНасос Common RailDP210/310Электронный насос / интеллектуальная форсункаМеханический топливный насос и форсунка

Обслуживание и ремонт автомобилей КондиционерДизельВыбросыУправление двигателемТормозная система, рулевое управление и подвеска

Тип автомобиля Автомобиль/LCVAgriculturalMarineTruckIndustrial

Адрес

Введите местоположение

Ознакомьтесь с нашими продуктами для вторичного рынка.Двигатель gdi: Преимущества и недостатки двигателей GDI, TCI, FSI

Посмотреть каталог запчастей ⟩

© BorgWarner Inc.

© BorgWarner Inc.

Решение проблем с непосредственным впрыском бензина: правда и вымысел о GDI

Нажмите здесь, чтобы узнать больше к преимуществам в эффективности использования топлива и снижении уровня выбросов. Однако теперь, когда GDI используется в двигателях уже несколько лет, производители двигателей видят проблемы, вызванные этими системами, а также множество фактов и вымыслов, связанных с тем, почему эти проблемы существуют и как их решить.

Сборщик двигателей недавно встретился с Мэттом Дикмейером из компании Dickmeyer Automotive Engineering в Саут-Уитли, штат Индиана, чтобы узнать, что он лично испытал в отношении GDI и как он решил некоторые проблемы, возникающие в двигателях.

«Основная причина, по которой OE переходят на непосредственный впрыск, заключается в том, что я считаю нереалистичными требования правительства к MPG», — говорит Дикмейер.

Чтобы удовлетворить эти требования, производители оригинального оборудования производят двигатели меньшего размера с турбонагнетателями.Двигатель gdi: Преимущества и недостатки двигателей GDI, TCI, FSI Меньший двигатель, очевидно, будет иметь меньший диаметр цилиндра, который легче обслуживать или достичь высокого объемного КПД (VE).

«Поскольку вы просто не можете накачать каждый бит воздуха в цилиндр без чрезвычайно высоких оборотов, они идут с турбонаддувом, который может сделать двигатель с малым рабочим объемом мощностью двигателя с большим рабочим объемом», — говорит Дикмейер. . «Однако с любым принудительным впуском или добавкой мощности вам на самом деле нужно иметь жертвенный процент топлива, впрыскиваемого в цилиндр, который на самом деле ничего не делает для создания мощности. Это то, что я называю жертвенным просто потому, что его функция состоит в том, чтобы контролировать преждевременное зажигание и детонацию, снижать температуру сгорания и так далее».

Проблемы GDI

Судя по тому, что он узнал на динамометрическом стенде, Дикмайер говорит, что жидкое топливо в цилиндре вредно. Многие люди ошибочно скажут, что вы ищете, где испаряется топливо, но это тоже не совсем так, потому что пар — это жидкость, превращающаяся в газ.Двигатель gdi: Преимущества и недостатки двигателей GDI, TCI, FSI Чего вы хотите, говорит он, так это атомизации.

«Вы хотите, чтобы маленькие капельки топлива переплетались с воздухом», — говорит он. «Что происходит с двигателем с непосредственным впрыском, так это то, что вы впрыскиваете это жидкое топливо в цилиндр, оно попадает на стенки цилиндра и впитывается в масло. Во время сгорания происходит следующее: масло на стенках цилиндров содержит бензин, поэтому оно воспламеняется и сгорает. Вот почему многие двигатели с непосредственным впрыском испытывают значительный расход масла и прогары в цилиндрах».

Проблема, известная как низкоскоростное предварительное зажигание (LSPI), обычно возникает в автомобилях с двигателями GDI. Детонация обычно возникает в двух местах – вблизи свечи зажигания и вокруг нее или по периметру цилиндра в щелевом зазоре над верхним кольцом между цилиндром и головкой поршня.

«Я обнаружил, что проблема заключается в том, что впрыск топлива, особенно непосредственный впрыск, имеет очень плохую функцию ускорительного насоса, тогда как карбюратор имеет один или два ускорительных насоса», — говорит Дикмейер.Двигатель gdi: Преимущества и недостатки двигателей GDI, TCI, FSI «Поэтому, когда вы работаете с высокой нагрузкой, работаете на низких оборотах двигателя и медленно нажимаете на педаль газа, он впрыскивает дополнительное топливо через ускорительные насосы. Впрыск топлива на самом деле не имеет этой функции. Что происходит в этой ситуации с низкой скоростью и высокой нагрузкой, так это то, что вы получаете кусочки углерода и сажи, которые отрываются от клапанов и в камере сгорания, которые пробиваются к стенкам цилиндра, где они прилипают к маслу и топливу, которые находятся в цилиндре. стены. Когда поршень движется вверх, он наполняет щелевой зазор углеродом, а эти небольшие группы углерода и сажи разбавляются топливом и маслом, которые затем тлеют и действуют как свеча накаливания или фитиль, вызывая преждевременное зажигание».

При прямом впрыске вам не обязательно впрыскивать топливо в цилиндр на такте впуска, как при многоточечной системе или карбюраторе. С непосредственным впрыском вы можете подавать топливо в цилиндр, когда он находится на такте сжатия.Двигатель gdi: Преимущества и недостатки двигателей GDI, TCI, FSI

«Двигатели меньшего размера имеют меньший удельный расход топлива на тормоза просто потому, что они могут достичь полной объемной эффективности лучше, чем двигатель большого диаметра», — говорит он. «С конструкцией верхней части поршня и конструкцией камер сгорания они действительно эффективны, поэтому вы действительно можете использовать более высокую степень сжатия с многоклапанным двигателем просто потому, что компоновка камеры сгорания очень эффективна с центральным расположением. расположена свеча зажигания. На самом деле вы можете эксплуатировать двигатель с турбонаддувом при расходе топлива, характерном для тормозной системы, который был бы нормальным для двигателя без наддува».

Вы можете запускать двигатели с турбонаддувом весом менее 0,5 фунта. в час на лошадиную силу, по Дикмейеру. Как правило, с турбонаддувом или любым видом принудительной индукции вы значительно превышаете 0,5 фунта и приближаетесь к диапазону 5/8 фунта в час на лошадиную силу.

«В карбюраторном мире есть поговорка, что «бережливость — это зло», — говорит Дикмейер.Двигатель gdi: Преимущества и недостатки двигателей GDI, TCI, FSI «В двигателе с непосредственным впрыском, где у вас одновременно есть богатое и обедненное состояние, это как бы создает идеальный шторм, чтобы внутри цилиндра произошла катастрофа. Если бы вы могли поместить зонд в камеру двигателя с непосредственным впрыском, у вас было бы другое соотношение воздух-топливо в цилиндре. У вас будет богатое состояние по направлению к центру цилиндра, и у вас будет обедненное состояние по направлению к внешнему периметру поршня».

Недостатки конструкции GDI

По словам Дикмейера, когда вы смотрите на то, как спроектированы некоторые из этих двигателей GDI, кажется, что система вентиляции картера была запоздалой мыслью.

«На двигателе EcoTec GM 2,4 л впускное отверстие, где пластиковый впускной коллектор соединяется с головками системы вентиляции картера, находится внизу, в низком месте, через которое обычно можно увидеть обратный канал для слива масла», — говорит Дикмейер. «Таким образом, вы получаете масло, которое проходит через двигатель и достигает верхнего предела, а затем возвращается вниз и падает в эти нижние точки.Двигатель gdi: Преимущества и недостатки двигателей GDI, TCI, FSI Вот где у многих этих двигателей есть источник вакуума для системы вентиляции картера, поэтому они всасывают масло.

Эта проблема приводит к тому, что капли масла проходят через впускной коллектор, впускное отверстие и камеру сгорания, что также может привести к преждевременному зажиганию.

Наиболее известная проблема прямого впрыска заключается в том, что форсунка расположена за клапаном, а не перед ним, поэтому у вас нет механической очистки задней стороны впускного клапана, как при многоточечном впрыске. .

«Ваши клапаны сильно нагреваются, — говорит Дикмейер. «Многие люди думают, что когда ваш клапан открыт и свежий воздух проходит через него, это и охлаждает клапан. Ваш клапан действительно охлаждается, когда он контактирует с седлом посредством теплопередачи. Водяные рубашки вокруг седла вытягивают BTU из клапана. Эти клапаны нагреваются, поэтому, когда капли масла проходят через впускное отверстие и проходят через головку блока цилиндров, они прилипают к задней стороне впускного клапана.Двигатель gdi: Преимущества и недостатки двигателей GDI, TCI, FSI Он начинает накапливаться слоями, и это не просто слой пепла или слизи, он почти превращается во что-то вроде лавового камня, и он будет окружен жирной слизью, которая усугубляет ситуацию и задерживает грязь».

Эти капельки масла и небольшие количества пыли и грязи попадают через впускные отверстия, которые покрыты липким маслом и создают слой налета, который становится все толще и толще и толще.

На самом деле, у Мэтта был клиент, который пригнал Chevy Equinox с небольшим пробегом, у которого отказал двигатель из-за этого накопления. Заказчик дал Дикмейеру разрешение на реинжиниринг и решение проблем. Хотя Мэтт ничего не мог сделать, чтобы предотвратить возникновение проблемы из-за GDI, он мог попытаться улучшить работу движка в среде GDI.

«У меня большой опыт, и я потратил семь месяцев, чтобы сделать все правильно, — говорит он. «Дилер GM ошибочно диагностировал, что Equinox нуждается в топливном насосе. У него было очень плохое богатое состояние и обедненное состояние и так далее.Двигатель gdi: Преимущества и недостатки двигателей GDI, TCI, FSI Я сорвал с него головку и положил на стенд, и при подъеме всего на полдюйма из него текло почти вдвое меньше, чем из чистого порта. PCM не может компенсировать эту потерю воздушного потока, поэтому у вас будет очень плохое богатое состояние».

Когда углерод накапливается на задней стороне клапанов, он действует как изолятор, не позволяя клапану должным образом остыть, когда он соприкасается с седлом. Это приводит к тому, что клапаны нагреваются докрасна, а головки клапанов выскакивают, что приводит к падению клапана в цилиндре.

«Вы пробьете дыру в поршне и забьете сломанную свечу зажигания в камеру сгорания», — говорит Дикмейер. «У многих компаний, занимающихся восстановлением, возникают серьезные проблемы с этим. Они дают своему продукту гарантию на 100 000 миль, и он возвращается с пробегом 28 000 миль, а двигатель — мусор. Многие из этих ремонтных мастерских не будут возиться с двигателями с прямым впрыском, потому что они будут владеть ими вечно. Они никогда не заработают на них денег, потому что они будут постоянно возвращаться».Двигатель gdi: Преимущества и недостатки двигателей GDI, TCI, FSI

Из-за особенностей систем GDI камера сгорания может иметь несколько проблем.

Компания GM сталкивалась с проблемами, связанными с GDI, и, по словам Дикмейера, с такими OEM-производителями, как Kia, Hyundai и Ford, тоже.

«У Ford проблема есть, но она не разрушает двигатель, как у GM», — говорит он. «Возможно, это связано с тем, что Ford использовал двигатели V6 EcoBoost на Baja 1000, и они, по сути, выбили из них все дерьмо, и я думаю, что они вложили в двигатель немного больше инженерии, поэтому он может немного легче избавиться от этих проблем. чем двигатели GM».

Некоторые из этих автомобилей разрабатываются на гоночной трассе, например, GM использует свои корветы GDI в гонках IMSA, что не совсем соответствует серийным автомобилям.

«На гоночных двигателях вы не увидите столько нагара, потому что они практически все время открыты настежь», — говорит Дикмейер. «Скорость порта через двигатель через впускной порт и через выпускной канал настолько высока, что многие из этих вещей просто не успевают произойти.Двигатель gdi: Преимущества и недостатки двигателей GDI, TCI, FSI Это действительно худший показатель для серийного автомобиля, где он часто работает в режиме простоя».

GDI Solutions

На рынке есть несколько продуктов, которые, как утверждается, удаляют отложения, скапливающиеся на впускном отверстии из-за проблем с GDI. Однако, по словам Дикмайера, большинство, если не все эти продукты, являются ложными. Хотя эти продукты могут немного помочь, они ни в коем случае не решают проблему и не избавляют впускное отверстие от отложений. Дикмейеру пришлось пройти через многое, гораздо больше, чем просто тампон или присадка, чтобы решить проблему налипания на Chevy Equinox.

«Когда мы разобрали этот двигатель, я попытался почистить головку с помощью обычной мойки для деталей, и она даже не коснулась ее, — говорит он. «Я отнес его моему другу, у которого есть большая дробеструйная камера высокого давления, и растворитель, который он использует в своей дробеструйной камере, съест поршень до нуля, если вы дадите ему поработать на выходных.Двигатель gdi: Преимущества и недостатки двигателей GDI, TCI, FSI Мы положили головку блока цилиндров в его пескоструйный шкаф на восемь часов, и она ее не трогала.

«У другого моего друга есть компания по мойке под давлением, поэтому у него есть одна из этих больших моек высокого давления на 5000 фунтов на квадратный дюйм с нагревателем, так что вы действительно можете получить горячую воду. Это бы не коснулось. Это просто очистит небольшие участки. Мне буквально пришлось портировать головку блока цилиндров и на моем верстаке, а также портировать и шлифовать этот материал вручную. Как я уже сказал, это похоже на лавовый камень.

После очистки Дикмейер связался с компанией Line2Line, с которой он познакомился на выставке PRI, чтобы помочь ему разработать покрытие типа тефлона. Они разработали некоторые покрытия, которые будут работать при высоких температурах, но при этом останутся прилипшими к поверхности.

«Мы покрыли тыльную сторону клапанов, — говорит Дикмейер. «Затем я добавил маслоотделитель во впускную систему, и мы покрыли всю юбку поршня молибденовым покрытием PTFE.Двигатель gdi: Преимущества и недостатки двигателей GDI, TCI, FSI Мы покрыли верх и низ теплозащитным барьером, а на пробеге в 40 000 миль сняли впускной коллектор с этого автомобиля, и отложений практически не было. Я видел эти автомобили с пробегом менее 40 000 миль, и он не начинает накапливаться, к тому времени двигатель уже устарел».

Обучение

Другая часть проблемы, связанной с проблемами двигателей GDI, заключается в том, что никто не обучает потребителей этим проблемам или способам их решения с помощью простых вещей, таких как надлежащее обслуживание масла и интервалы замены.

«Мы заливаем в автомобиль то масло, которое требует производитель, а не то масло, которое нужно вам», — говорит Дикмейер. «Это была наша политика. Что меня беспокоит, так это то, что я пытаюсь объяснить людям, почему им нужно конкретное масло, а они его не получают или думают, что я завышаю цену, потому что они никогда не платили больше 22 долларов за замену масла в Jiffy Lube. Я пытаюсь объяснить, что это не я завышаю цену, а то, что все остальные заряжают слишком мало.Двигатель gdi: Преимущества и недостатки двигателей GDI, TCI, FSI Людей не учат нефти. Это смазка, охлаждающая жидкость, гидравлическая жидкость и диспергатор. У него так много функций, помимо смазки».

На самом деле никто не создал никакой информации для потребителя о том, почему вам нужно менять масло более регулярно. Вместо этого это превратилось в ситуацию «дайте людям то, что они хотят».

«С сегодняшними сверхмалыми зазорами все просто заклинивает, когда вы меняете масло слишком поздно», — говорит он. «Есть производители, которые рекомендуют интервалы замены масла от 10 000 до 12 000 миль для двигателя с непосредственным впрыском. И вы получаете телевизионную рекламу, в которой говорится, что масло нужно менять раз в год».

С химической точки зрения масло после года эксплуатации в автомобиле может иметь смазочные свойства, но большая проблема заключается в грязи, находящейся во взвеси, которая прилипает к маслу. Когда вы меняете масло, вы вымываете грязь из картера.

«По прошествии года у него будет много времени, и из-за неадекватных систем PCV я вижу много конденсата или пены, которая накапливается в верхней части двигателя», — говорит он.Двигатель gdi: Преимущества и недостатки двигателей GDI, TCI, FSI . «Она попадает в крышки клапанов, вокруг кулачковых шеек и подшипников, в основной стенке и препятствует потоку масла».

GDI — Прямой впрыск бензина

Переключение навигации

Поиск

Будьте в курсе последних достижений в области технологий двигателей и узнайте больше о новейшей платформе двигателей — системе прямого впрыска.

Предварительное фото: Вот головка блока цилиндров LT1, конструкция чаши которой похожа на LS. Большая разница в топливной форсунке, которая находится напротив свечи зажигания.

Впервые опубликовано в журнале Hot Rod.

Появилась новая аббревиатура, которая сейчас витает в индустрии производительности — GDI — она означает непосредственный впрыск бензина. Среди двигателей отечественного производства, которые сильно прыгнули в сегмент GDI, есть новые двигатели LT1 и LT4, но Ford был первым, кто взял на вооружение бензиновый двигатель с искровым зажиганием и непосредственным впрыском в своей серии двигателей EcoBoost, дебютировавших на внутреннем рынке в 2010 году.Двигатель gdi: Преимущества и недостатки двигателей GDI, TCI, FSI

Chevy LT4 был их первым форсированным серийным вариантом двигателя V8. Конструкция поршня на этом двигателе практически плоская.

Так что же такое GDI и почему он может стать будущим для всех серийных бензиновых двигателей? Все дело в эффективности сгорания. На протяжении десятилетий большая часть внимания производителей двигателей была сосредоточена на настройке впускных и выпускных трубопроводов и повышении объемной эффективности. Но в конечном итоге все эти усилия сводятся к физическому акту горения. Важнейшая часть этого процесса требует максимально эффективной подачи правильного количества топлива в камеру сгорания. В то время, когда динозавры перестали бродить по земле, карбюраторы были предпочтительным устройством для смешивания топлива. Затем появился многоточечный электронный впрыск топлива (MEFI), но даже это сейчас считается рудиментарным по сравнению с впрыском топлива непосредственно в камеру сгорания.

Преимущества GDI многочисленны. Во-первых, даже при многоточечном впрыске определенное количество топлива оседает на стенках впускного канала перед впускным клапаном.Двигатель gdi: Преимущества и недостатки двигателей GDI, TCI, FSI Это топливо в конечном итоге способствует сгоранию, но не обязательно в нужное время или в лучшем состоянии. Состояние топлива так же важно, как и его соотношение с окисляющим воздухом. Жидкое топливо плохо горит. Вместо этого только испаренное топливо способствует процессу сгорания.

Чаша DI оказывает большое влияние на смешивание топлива и воздуха в камере и необходима для эффективности, а также для чистого сгорания. OEM потратил огромное количество исследований и разработок на чашу DI, чтобы двигатель работал чисто и при этом сохранял хорошую мощность. При разработке индивидуального поршня форма чаши остается неизменной.

Крайний пример этого можно найти в гонках Top Fuel. Нитрометан очень горюч, но скорость воспламенения нитрометана не сильно отличается от бензина. Однако в двигателях Top Fuel угол опережения зажигания обычно превышает 50 градусов до ВМТ. Причина такого невероятно раннего воспламенения заключается в том, что испаряется только 10 процентов топлива в камере сгорания.Двигатель gdi: Преимущества и недостатки двигателей GDI, TCI, FSI Остальное остается жидкостью. Это потому, что эти двигатели работают при соотношении воздух-топливо очень близком к 1:1! Цилиндру требуется искра на 50 с лишним градусов до ВМТ, чтобы инициировать процесс горения достаточно рано, чтобы произвести достаточно раннего тепла, чтобы в конечном итоге испарить и сжечь большое количество топлива в камере.

Бензиновые двигатели работают на значительно более обедненных топливно-воздушных смесях, но принцип тот же — полностью сгорает только испаренное топливо. При непосредственном впрыске топливо может подаваться в цилиндр под давлением, превышающим 2200 фунтов на квадратный дюйм, так что, по крайней мере, большая часть топлива быстро испаряется. Даже в этом случае непосредственный впрыск при очень высоком давлении требует изменения пространства сгорания.

(слева) 2,3-литровый двигатель Ford Ecoboost был основан на 2,0-литровом Focus ST. Немного более мощная версия 2,3-литрового двигателя теперь используется в Focus RS. (Справа) Ford использует второе поколение 3,5-литрового двигателя Ecoboost, который был их первой основной платформой двигателя Ecoboost.Двигатель gdi: Преимущества и недостатки двигателей GDI, TCI, FSI

Вы, возможно, заметили, что в двигателях GDI обычно используется конструкция днища поршня, сильно отличающаяся от аналогичных двигателей без GDI. Идея заключается в использовании желоба или углубления в днище поршня, которое будет направлять топливо после его впрыска. Целью этого желоба является нацеливание послойного или направленного заряда относительно богатой топливной смеси на свечу зажигания для инициирования процесса сгорания. Как только происходит воспламенение, оставшееся топливо может быть сожжено для получения в целом эффективной смеси.

Даже при добавлении наддува к LT1 с высокой степенью сжатия соотношение воздух-топливо при полностью открытой дроссельной заслонке будет находиться в диапазоне 11,8-12:1. Двигатели могут безопасно работать на обедненной смеси благодаря повышенной эффективности двигателя с непосредственным впрыском топлива.

Как правило, топливная форсунка высокого давления расположена ближе к центру цилиндра. Исследования показывают, что поздний впрыск топлива в цилиндр полезен для выбросов и эффективности использования топлива, когда поршень находится вблизи ВМТ.Двигатель gdi: Преимущества и недостатки двигателей GDI, TCI, FSI Центральный желоб в днище поршня имеет тенденцию перенаправлять брызги топлива вверх к выпускной стороне камеры возле свечи зажигания. Это генерирует то, что инженеры-исследователи горения называют турбулентной кинетической энергией (ТКЭ). Более высокий TKE, как правило, поддерживает улучшенный тепловой КПД, когда при сгорании используется больше топлива.

Этот подход имеет несколько преимуществ. Во-первых, это снижает вероятность детонации, поскольку топливо больше концентрируется ближе к центру камеры сгорания возле свечи зажигания. Детонация обычно возникает из-за отходящих газов с достаточным количеством топлива, которые самовоспламеняются ближе к концу процесса сгорания. Благодаря концентрации топлива вокруг свечи зажигания это значительно снижает потребность в увеличении времени опережения зажигания. За счет подачи топлива за микросекунды до требуемого момента зажигания преждевременное зажигание практически исключается, а двигатель получает меньше отрицательной работы. Это важно, поскольку опережающее зажигание требует, чтобы двигатель затрачивал отрицательную работу, чтобы сжать начальное начало сгорания из-за опережающего опережения зажигания.Двигатель gdi: Преимущества и недостатки двигателей GDI, TCI, FSI

Топливная система двигателя GDI намного совершеннее. Механический насос высокого давления питает форсунки высокого давления, которые способны обеспечить давление топлива более 2000 фунтов на квадратный дюйм.

Подход послепродажного обслуживания

По словам инженера JE Pistons Клейтона Стотерса, кроме конструкции днища поршня, нет существенной разницы в конфигурации поршня между кованым поршнем GDI и поршнем, разработанным для карбюраторных двигателей или двигателей EFI. Очевидно, что прочность является серьезной проблемой для того, чтобы приспособиться к более высокому давлению в цилиндре, которое будет генерировать большую мощность. Конструкция JE Pistons Forged Side Relief FSR) сочетает в себе дополнительную прочность и снижение веса для превосходной конструкции поршня.

Еще одним преимуществом надлежащей конструкции верхней части поршня является то, что большая часть топлива концентрируется в центре камеры сгорания, что обеспечивает меньшее количество топлива, потенциально остающегося вблизи внешней окружности цилиндра.Двигатель gdi: Преимущества и недостатки двигателей GDI, TCI, FSI Топливо, которое имеет тенденцию собираться вокруг внешнего края камеры сгорания, часто не сгорает и, следовательно, не способствует выработке мощности. Эти несгоревшие углеводороды также просто выходят с выхлопными газами и способствуют снижению теплового КПД.

(слева) 3,5-литровый поршень Ecoboost компании JE Pistons слева и 2,3-литровый Ecoboost справа. (Справа) Гнезда выпускных клапанов на 2,3-литровом Ecoboost больше, чем впускные клапаны из-за углов расположения клапанов головки цилиндров 2,3-литрового двигателя.

Двигатели GDI постоянно уменьшают количество топлива, которое задерживается по окружности поршня, а это означает, что — особенно при частичном дросселе — улучшенная эффективность сгорания позволяет двигателю работать на гораздо более обедненной топливно-воздушной смеси, что повышает эффективность использования топлива. Конечным результатом этого являются примеры современных двигателей GDI, работающих с соотношением воздух-топливо более 30:1!

Опять же, из-за этой улучшенной эффективности сгорания, двигатели GDI также могут работать с более высокой степенью статического сжатия.Двигатель gdi: Преимущества и недостатки двигателей GDI, TCI, FSI Например, GM LT1 использует преимущества конструкции GDI для увеличения статического сжатия до 11,5:1. Поршни JE EcoBoost V6 с турбонаддувом имеют впечатляющее соотношение 10,0:1. Обычные многоточечные двигатели EFI не могли бы работать с турбонаддувом с такой высокой статической компрессией на насосном бензине. Конечно, преимуществом этой более высокой степени сжатия является дополнительная мощность, поскольку считается, что одна полная точка сжатия обеспечивает дополнительную мощность примерно на три-четыре процента для двигателя без наддува.

«Эта конструкция с кованым боковым рельефом (FSR) уже достаточно прочна для применения, — говорит ведущий инженер JE Pistons Клейтон Стотерс. — Обычно поршень GDI выдерживает более высокое давление в цилиндре в целом, но эта конкретная поковка была разработана для приложений с большим наддувом. поэтому мы выбрали его для поршня Ecoboost. Этот FEA помогает нам обосновать это решение и убедиться, что поковка и конструкция головки хорошо сочетаются друг с другом».Двигатель gdi: Преимущества и недостатки двигателей GDI, TCI, FSI вес поршня с диаметром отверстия 3,661 дюйма по-прежнему составляет всего лишь 400 г, сохраняя при этом превосходную долговечность поршня. Конструкция смещенного штифта снижает шум поршня, а входящий в комплект комплект колец диаметром 1,0/1,2/2,8 мм также способствует снижению паразитных потерь на трение.

Известный производитель двигателей с турбонаддувом Кенни Даттвейлер в настоящее время экспериментирует с 2,3-литровым двигателем Ecoboost и, как он сказал журналу Hot Rod, ожидает, что с более крупным турбокомпрессором двигатель потенциально может развивать мощность до 1100 л.с.

Таким образом, мы можем с уверенностью предположить, что двигатели GDI в ближайшем будущем продолжат оставаться тенденцией в области высокопроизводительных двигателей. Bosch прогнозирует, что к 2020 году 20 процентов всех производимых двигателей легковых автомобилей будут использовать систему прямого впрыска бензина. С учетом этого JE Pistons продолжит предлагать поршни с высокими эксплуатационными характеристиками для решения новых задач будущего высокой производительности.Двигатель gdi: Преимущества и недостатки двигателей GDI, TCI, FSI

Вот поршень JE Piston со степенью сжатия 10,0:1 рядом с поршнем 12,3:1. Вы можете видеть, как область вокруг чаши деионизированного инъектора изменяется по высоте. Это создает уникальную форму кармана клапана.

АВТОРСКИЕ ПРАВА © 2022 JEPISTONS ВСЕ ПРАВА ЗАЩИЩЕНЫ. JE PISTONS ЯВЛЯЕТСЯ ЧАСТЬЮ СЕМЕЙСТВА БРЕНДОВ-ПОБЕДИТЕЛЕЙ ГОНОК

Что означает GDI на автомобиле? — Rx Mechanic

GDI означает, что бензиновый непосредственный впрыск был быстро принят различными производителями на протяжении многих лет до настоящего времени. Крайне важно, чтобы владельцы автомобилей ознакомились с этой технологией. Автомобильные компании в настоящее время производят автомобили с двигателями с несколькими впрысками топлива, такими как двигатель Kia GDI, который предназначен для увеличения расхода бензина и производительности двигателя, снижения выбросов газов и повышения эффективности использования топлива на новый уровень.Двигатель gdi: Преимущества и недостатки двигателей GDI, TCI, FSI

Система непосредственного впрыска бензина — это система впрыска топлива, используемая в нескольких новейших автомобилях. Обычные системы многоточечного впрыска топлива впрыскивают топливо во впускной коллектор под низким давлением. Но в двигателях GDI бензин впрыскивается непосредственно в камеру сгорания цилиндра через единую топливную магистраль под высоким давлением.

Если вы спрашиваете, что означает GDI для автомобиля, эта статья расскажет о его преимуществах, проблемах и способах их решения.

Что такое GDI и как он работает?

GDI (Gasoline Direct Injection) — это передовая технология подачи топлива, разработанная для бензиновых двигателей внутреннего сгорания. В этой современной системе используется сборка аккумуляторной рампы высокого давления, функция которой состоит в том, чтобы направлять газовую смесь прямо в камеры сгорания вашего двигателя.

https://thekoreancarblog.com

Система непосредственного впрыска бензина обеспечивает правильную топливно-воздушную смесь, чего нелегко достичь с другими двигателями с впрыском топлива.Двигатель gdi: Преимущества и недостатки двигателей GDI, TCI, FSI Эта система обеспечивает более высокую топливную экономичность, повышенные значения потребляемой мощности и гибкую настройку фаз газораспределения двигателя. Эти факты означают, что автомобили GDI не только экономичны и эффективны, но и могут приспосабливаться к широкому диапазону условий вождения.

Сравнивая двигатель GDI с системами впрыска топлива, одноточечными, многоточечными и другими системами впрыска, системы GDI закачивают топливо в распределительный коллектор, известный как общая магистраль, и все форсунки и форсунки прикреплены к этой рампе. Топливо подается под высоким давлением в общую топливную рампу, которая действует как аккумулятор для поддержания равномерного давления на топливо, предназначенное для впрыска. Когда система получает сигнал, клапан форсунки открывается и позволяет топливу поступать в камеру сгорания.

Клапаны форсунок могут быть как пьезоэлектрическими, так и обычными и регулируются блоком управления двигателем (ЭБУ) автомобиля. ECU — это блок управления, который регулирует приводы в двигателе внутреннего сгорания для эффективной работы двигателя.Двигатель gdi: Преимущества и недостатки двигателей GDI, TCI, FSI Он также известен как ECM (модуль управления двигателем). Эти параметры позволяют GDI производить точную топливно-воздушную смесь для различных условий вождения. Кроме того, они помогают улучшить производительность двигателя и экономию топлива.

Система GDI производит воздушно-топливную смесь. смесей в трех формах: полная мощность, сверхобедненная и стехиометрическая.Эти формы подходят для различных различных условий вождения.Система также может включать другие связанные технологии двигателя, системы изменения фаз газораспределения и системы впускного коллектора.

Модели автомобилей с двигателем GDI

Многие автомобильные компании приняли технологию GDI и использовали ее в двигателях GDI.

Mitsubishi, японский производитель автомобилей, занимает лидирующие позиции в широком использовании технологии GDI. KIA последовала за ней вместе с другими европейскими компаниями. Соединенные Штаты не торопливо приняли идею систем GDI, но это изменилось; GM и Ford теперь рекламируют актуальность своих автомобилей с двигателем GDI.Двигатель gdi: Преимущества и недостатки двигателей GDI, TCI, FSI Ford планирует использовать систему GDI в большинстве своих продуктов, Ford Flex Crossover, Lincoln MKS и Taurus, и они ожидают, что их клиенты заметят значительное увеличение эффективности использования топлива.

Другие включают двигатели GDI Toyota, BMW, Lexus, Volkswagen, Nissan, Hyundai, Mazda и SubaruGDI.

Проблемы с GDI

Бензиновая система непосредственного впрыска обладает рядом преимуществ, и ее повышение эффективности является фактом. Однако сообщается, что система GDI вызывает некоторые проблемы в автомобильных системах. Наиболее выгодным фактором технологии непосредственного впрыска бензина является точность, которая также является основным ограничением.

Многие владельцы автомобилей с двигателями GDI сообщают о таких проблемах, как плотное засорение топливной системы и накопление нагара в системе двигателя. Некоторые водители также сталкиваются с проблемой остановки двигателя и потери мощности двигателя.

Стоимость ремонта для устранения некоторых из этих проблем может быть высокой, в зависимости от степени повреждения.Двигатель gdi: Преимущества и недостатки двигателей GDI, TCI, FSI Некоторые другие проблемы, обнаруженные с системами прямого впрыска бензина, включают:

Значительный расход масла

В системе непосредственного впрыска бензина топливо впрыскивается в двигатель, прилипает к стенкам цилиндра и смешивается с маслом. Таким образом, при сгорании масло на стенке цилиндра, содержащее бензин, воспламеняется и сгорает. Это основная причина, по которой многие двигатели GDI имеют высокий расход масла.

Предварительное зажигание на малых оборотах

Предварительное зажигание на малых оборотах — проблема, обычно связанная с двигателями GDI. Проблема здесь в том, что бензиновый непосредственный впрыск имеет плохой ускорительный насос; Вы можете найти карбюратор с одним или двумя ускорительными насосами. Поэтому, когда вы работаете с высокой нагрузкой, работаете на низких оборотах и ​​нажимаете на педаль газа, через ускорительные насосы выбрасывается больше топлива.

В этом состоянии кусочки углерода покидают клапан и попадают в камеру сгорания, которая находит свой путь к стенке цилиндра и поглощается топливом и маслом на стенке.Двигатель gdi: Преимущества и недостатки двигателей GDI, TCI, FSI По мере того, как поршень перемещается вверх, он переносит частицы углерода в щелевой зазор, и эти частицы разбавляются маслом и топливом, которые дымят, вызывая преждевременное зажигание на низких оборотах.

Как исправить проблемы с GDI

Эксперты применяют несколько методов для простого устранения проблем с GDI. Для автомобилей BMW мы рекомендуем использовать бензин без этанола и бензин с моющими присадками. Мы также советуем владельцам автомобилей добавлять в свои автомобили очистители топливной системы, такие как жидкая молибденовая присадка 2, они очень эффективно справляются с проблемами GDI.

Пожалуйста, будьте осторожны; На рынке доступны продукты, которые утверждают, что очищают и предотвращают накопление грязи на вашем впускном отверстии из-за проблем с GDI. Большинство этих продуктов фальшивые с очень низкой эффективностью, что гарантирует, что вы получите правильный.

Некоторые производители также отреагировали на устранение проблем с GDI, изменив систему двигателя, добавив функцию, позволяющую распылять небольшое количество топлива на клапаны, чтобы предотвратить накопление грязи.Двигатель gdi: Преимущества и недостатки двигателей GDI, TCI, FSI Поэтому, если ваш двигатель GDI имеет такую ​​конструкцию, вам не о чем беспокоиться. Просто убедитесь, что вы обслуживаете свой автомобиль с рекомендованной периодичностью.

В целом, лучший способ поддерживать оптимальную работу двигателя GDI и снизить вероятность возникновения подобных проблем — регулярно проводить техническое обслуживание двигателя GDI.

Часто задаваемые вопросы

В: Хорош ли двигатель GDI?

Бензиновый двигатель с непосредственным впрыском (GDI) обладает множеством преимуществ, которых нет у обычных двигателей. С системами GDI вы получаете гораздо лучшую топливную экономичность, что приводит к увеличению расхода бензина. Лучшая экономия топлива гарантирована, так как топливо сгорает в системе равномерно и полностью.

Благодаря технологии непосредственного впрыска бензина можно получить больше мощности от двигателей небольших транспортных средств. Вы также можете наслаждаться низким уровнем выбросов газов, поэтому вы можете легко пройти тесты на выбросы, что сделает ваш автомобиль экологически чистым.Двигатель gdi: Преимущества и недостатки двигателей GDI, TCI, FSI

В: Что означает GDI для Киа?

KIA GDI означает, что бензиновый двигатель Kia с непосредственным впрыском (GDI) является одним из лучших двигателей GDI в автомобильной промышленности. Эти двигатели значительно повышают производительность и экономию топлива автомобилей Kia. Двигатели Kia GDI предназначены для мощного и быстрого вождения, сохраняя при этом высокую топливную экономичность. Двигатели GDI позволяют владельцам автомобилей наслаждаться спокойной, расслабляющей и веселой ездой даже в суровых условиях.

В: Является ли GDI дизельным двигателем?

Нет, в двигателях GDI используется не дизель, а бензин (бензин). Бензиновые двигатели с непосредственным впрыском также могут называться бензиновыми двигателями с непосредственным впрыском (PDI). Это система для двигателей внутреннего сгорания, работающих на бензине (бензине), где бензин направляется в камеру сгорания. Это система, отличная от системы впрыска топлива в коллектор, которая впрыскивает топливо во впускной коллектор.Двигатель gdi: Преимущества и недостатки двигателей GDI, TCI, FSI

Тем не менее, двигатели GDI очень похожи на двигатели DI (Diesel Injection), но имеют удачно расположенную свечу зажигания и бензин вместо автоматического воспламенения дизельного топлива и систему впрыска в цилиндр. Бензиновые двигатели с прямым впрыском не работают на дизельном топливе; они используют только бензин.

В: Как долго прослужит двигатель GDI?

Бензиновые двигатели с непосредственным впрыском оказались более долговечными, чем двигатели без GDI. Двигатели GDI потребуют обслуживания, когда они пройдут от 20 000 до 40 000 миль, и они прослужат очень долго. Однако вы должны убедиться, что вы регулярно обслуживаете свой двигатель GDI. Меняйте моторное масло с периодичностью, указанной производителем, и используйте только рекомендованное или качественное масло. Своевременно меняйте свечи зажигания и используйте качественное топливо с высоким содержанием моющих присадок. Вы также можете добавить очистители топливной системы, чтобы поддерживать оптимальную работу двигателя GDI.Двигатель gdi: Преимущества и недостатки двигателей GDI, TCI, FSI

В: Является ли GDI турбонаддувом?

Двигатели TGDI (бензиновые двигатели с турбонаддувом и непосредственным впрыском) представляют собой одну из новейших технологий, разработанных для устранения проблем с двигателем, особенно в части эффективности использования топлива. Принятие этой системы затрагивает различных производителей автомобилей в нескольких странах; Соединенные Штаты Америки, Китай и Мексика включены. Системы TGDI очень помогли производителям автомобилей соответствовать высоким требованиям к эффективности использования топлива.

Заключительные слова

Вот и все, что вам следует знать о системах GDI. Мы надеемся, что эта информация окажется вам полезной. Однако, если вам нужно больше разъяснений о том, что означает GDI в автомобиле, или у вас есть какие-либо опасения по поводу систем прямого впрыска бензина (GDI), вы всегда можете сообщить нам об этом.Двигатель gdi: Преимущества и недостатки двигателей GDI, TCI, FSI

Подробнее:

  • Что означает TC на автомобиле?
  • Что означает ECO в автомобиле и когда его следует использовать?
  • Что означает SRS в автомобиле? Все, что вам нужно знать

F.Y.I. | Компания свечей зажигания NGK | Carter Fuel Systems

Число автомобилей с бензиновым двигателем с непосредственным впрыском (GDI) на дорогах увеличивается с каждым годом. Практически у каждого производителя транспортных средств есть по крайней мере одна модель на дорогах или запланированная к выпуску в ближайшее время. По последним оценкам, 40% автомобилей с бензиновым двигателем, проданных в США в 2015 году, были оборудованы GDI, а примерно 65% ожидаются в 2021 году. Subaru является недавним дополнением, и Fiat Chrysler Group скоро добавит модели.

Что это значит для вас? Если вы в настоящее время не обслуживаете автомобили GDI, вы будете в ближайшем будущем. Автомобили GDI начали появляться в США примерно в 2004 году, и многие OEM-производители выпустили модели в период с 2010 по 2011 год, что означает, что этим автомобилям от четырех до пяти лет, и гарантийный срок большинства производителей истек.Двигатель gdi: Преимущества и недостатки двигателей GDI, TCI, FSI

В течение последних двух лет компания Bosch спонсировала мобильные учебные автомобили для обучения техников этой новой технологии и проверки их знаний в виртуальном трехмерном гараже с полным погружением. Одна вещь, которую узнали во время этих событий, это то, что технические специалисты слышали о GDI, но большинство из них не были уверены, как диагностировать такую ​​систему. В этой статье дается краткий обзор типичной топливной системы GDI и предлагается информация о том, как диагностировать систему, а также о любых потенциальных проблемах, связанных с обслуживанием.

На иллюстрации на стр. 32 показаны компоненты, связанные с типичной топливной системой GDI. Большинство компонентов управления двигателем идентичны двигателю с впрыском топлива во впускной коллектор (PFI), включая топливный насос низкого давления, который подает топливо низкого давления к насосу высокого давления. Типичный диапазон насосов низкого давления составляет от 50 до 75 фунтов на квадратный дюйм, в зависимости от применения в автомобиле.Двигатель gdi: Преимущества и недостатки двигателей GDI, TCI, FSI Некоторые производители используют датчик давления для проверки давления.

Выход насоса низкого давления обычно управляется модулем управления топливным насосом (FPCM) с входом от модуля управления двигателем (ECM). На холостом ходу и при малой нагрузке требуется меньше топлива, поэтому процент рабочего цикла ниже. Рабочий цикл увеличивается, когда требуется больший объем топлива для ускорения и больших нагрузок.

Насос высокого давления, который в большинстве транспортных средств приводится в действие механически кулачком распределительного вала, нагнетает топливо низкого давления примерно с 600 фунтов на квадратный дюйм на холостом ходу до 2900 фунтов на квадратный дюйм при высоких нагрузках (от 40 до 200 бар для метрических моделей). Топливо под высоким давлением подается к форсункам высокого давления по магистрали высокого давления, в состав которой входит датчик давления топлива (ДДТ). FPS передает в ECM фактическое давление в рампе и регулирует давление с помощью соленоида управления давлением, установленного на насосе высокого давления.Двигатель gdi: Преимущества и недостатки двигателей GDI, TCI, FSI

Соленоид управления давлением имеет множество названий, но в этой статье я буду называть его клапаном регулирования объема (VCV).

Используются два типа форсунок высокого давления — с соленоидным приводом и с пьезокристаллом. Оба требуют опасного напряжения до 120 В, поэтому вы всегда должны следовать рекомендациям производителя по тестированию и обслуживанию.

Большинство автомобилей с четырьмя цилиндрами имеют один насос GDI, но двигатели V6 и V8, скорее всего, будут иметь два насоса, по одному на каждый ряд топлива.

Первым шагом в процессе диагностики является проверка состояния компонентов давления на стороне низкого и высокого давления. Первоначальная проверка довольно проста и может быть выполнена с помощью усовершенствованного сканирующего прибора и двух параметров данных (PID) — желаемого давления в топливной рампе и фактического давления в топливной рампе. Важно проверить давление во всех рабочих диапазонах, чтобы полностью проверить топливную систему.Двигатель gdi: Преимущества и недостатки двигателей GDI, TCI, FSI Проблемы обычно начинают проявляться при более высоких нагрузках двигателя и со временем становятся все хуже. На диаграмме на стр. 34 показаны четыре снимка экрана диагностического прибора, сделанные при различных условиях нагрузки во время дорожного испытания.

Захват при включенном двигателе (KOEO) обеспечивает текущее давление от насоса низкого давления. PID Fuel Rail (P) Des — это желаемое давление для ECM; Топливная рампа (P) — это фактическое давление. В этом случае ECM запрашивает 55 фунтов на квадратный дюйм, а фактическое давление составляет 55 фунтов на квадратный дюйм. Этот захват показывает статическое давление без использования топлива двигателем.

Запись скорости холостого хода ниже показывает, что желаемое давление в топливной рампе составляет 600 фунтов на квадратный дюйм, а фактическое — 550 фунтов на квадратный дюйм. Как правило, если разница между заданными и фактическими значениями превышает ±10%, вы должны это отметить, но в конечном итоге ECM определит, когда отклонение слишком низкое или слишком высокое, и установит соответствующий код неисправности.Двигатель gdi: Преимущества и недостатки двигателей GDI, TCI, FSI (Обычные коды неисправностей: P0087 — Слишком низкое давление топлива или P0088 — Слишком высокое давление топлива.) При выполнении этого теста важно дать топливной системе стабилизироваться, прежде чем принимать окончательное решение; 20-30 секунд должно быть достаточно. В этом примере фактическое давление немного ниже, но все же находится в диапазоне ±10%.

Снимок легкой нагрузки в правом верхнем углу показывает, что требуемое давление составляет 1800 фунтов на квадратный дюйм, а фактическое — 1440 фунтов на квадратный дюйм, что ниже на 20 %, но все еще недостаточно для установки кода неисправности. Вы можете ясно видеть, что проблема усугубляется — разница составляет 8% на холостом ходу, а теперь разница составляет 20% при малой нагрузке.

Захват большой нагрузки показывает, что желаемое давление составляет 2100 фунтов на квадратный дюйм, а фактическое — 1500 фунтов на квадратный дюйм, что составляет теперь разницу в 28%. Таким образом, при большой нагрузке устанавливается код P0087.Двигатель gdi: Преимущества и недостатки двигателей GDI, TCI, FSI Мониторинг двух данных PID подтвердил проблему, но для ее дублирования потребовалось полное дорожное испытание.

В этот момент два дополнительных PID будут полезны для диагностики этой неисправности. На графике % VCV топлива — это описанное ранее значение VCV, которое ECM использует для управления количеством топлива низкого давления, поступающего в насос высокого давления. Топливный насос % — это рабочий цикл насоса низкого давления, который регулирует скорость насоса и объем топлива, доступный для насоса высокого давления.

Захват холостого хода показывает процентное соотношение 15% для VCV и 24% для топливного насоса. К сожалению, найти спецификации для этих PID непросто, поэтому подключение к заведомо исправным автомобилям помогает получить базовый уровень. В этом примере (Ford Escape) заведомо исправные значения будут составлять примерно 8% для VCV и 23% для рабочего цикла топливного насоса. ECM видит, что фактическое давление топлива немного низкое, и пытается увеличить объем топлива в насосе высокого давления, чтобы компенсировать это.Двигатель gdi: Преимущества и недостатки двигателей GDI, TCI, FSI

Захват легкой нагрузки показывает большой скачок VCV до 45%, в то время как рабочий цикл насоса низкого давления увеличился до 29%. Это означает, что ECM запрашивает значительное увеличение объема топлива от насоса низкого давления для достижения желаемого значения 1800 фунтов на квадратный дюйм. ECM смог увеличить давление топлива, что означает, что клапан VCV работает, но желаемое давление топлива не может быть достигнуто. Разницы между желаемым и фактическим по-прежнему недостаточно для установки кода неисправности.

Захват большой нагрузки в правом нижнем углу показывает 50% VCV и 40% рабочий цикл топливного насоса, которые в данном случае представляют собой максимальные значения для этих компонентов, поскольку это относится к критериям кода неисправности. Вы можете подумать, почему бы не увеличить оба компонента до 100% и посмотреть, можно ли достичь желаемого давления? Инженеры, программирующие эти системы, довольно сообразительны и знают, что как только перепад давления топлива превышает заданную точку, всякая надежда теряется и следует установить код неисправности.Двигатель gdi: Преимущества и недостатки двигателей GDI, TCI, FSI

В этом примере автомобиль по-прежнему может управляться, но плохо работает в условиях высокой нагрузки. В этот момент ECM зажжет индикатор Check Engine и установит код неисправности низкого давления P0087, поскольку разница между требуемым и фактическим давлением превышает 25%, что было установлено в критериях кода неисправности. Хорошие новости? Клиент по-прежнему сможет привезти автомобиль для обслуживания до того, как он застрянет на обочине дороги.

На этом этапе вам необходимо определить, какая часть топливной системы неисправна — сторона низкого давления или сторона высокого давления. Глядя на проценты VCV и топливного насоса, вы можете получить некоторое представление, но не можете подтвердить, какой компонент неисправен, без дальнейшего тестирования. Лучший способ действий — сначала начать проверку стороны низкого давления и продвигаться вперед в системе.

Одно предостережение: вы не можете полагаться исключительно на датчик давления и/или манометр для проверки состояния нагнетательного насоса на стороне низкого давления.Двигатель gdi: Преимущества и недостатки двигателей GDI, TCI, FSI Важно проверить выходной объем топливного насоса. В части диаграммы KOEO желаемое и фактическое давление совпали; однако автомобиль не работает, и объем топлива не расходуется. На холостом ходу фактическое давление на 8% ниже желаемого, и с повышением нагрузки расщепление становится все хуже. Топливный насос низкого давления способен обеспечить достаточный объем при низком спросе, но недостаточный при высоком спросе. Требовалась замена топливного насоса низкого давления.

После устранения стороны низкого давления следующим компонентом системы, подлежащим проверке, является насос высокого давления. Наиболее вероятной причиной появления кода неисправности низкого давления может быть износ между насосом высокого давления и распределительным валом. Неисправность высокого давления, скорее всего, связана с неисправностью VCV или внутренней неисправностью насоса высокого давления. Вам необходимо следовать рекомендациям производителя по проверке и тестированию насоса высокого давления и твердых деталей.Двигатель gdi: Преимущества и недостатки двигателей GDI, TCI, FSI

Наиболее распространенной проблемой топливных систем GDI является накопление углерода на впуске и на обратной стороне впускных клапанов. К сожалению, это нелегко обнаружить, и оно может отличаться от производителя к производителю и от автомобиля к автомобилю. В номере журнала Motor за декабрь 2014 года Сэм Белл написал статью «GDI: отложения бензина внутри?» что обязательно к прочтению. Я предлагаю краткий обзор и предложу еще несколько идей на эту тему.

На рисунке слева ниже показана типичная конфигурация с впрыском топлива через порт, а на рисунке справа показана типичная конфигурация GDI, в которой топливо впрыскивается непосредственно в камеру сгорания. В этом примере форсунка расположена в центре камеры сгорания, что определяет ее как систему с распылением. Если бы инжектор располагался под углом, его можно было бы назвать настенной системой.

На рисунке слева показано, как топливо для следующего цикла сгорания впрыскивается в камеру сгорания вместе с воздухом вокруг впускного клапана.Двигатель gdi: Преимущества и недостатки двигателей GDI, TCI, FSI ECM может впрыскивать топливо перед следующим открытием впускного клапана с конечной целью равномерного смешивания воздуха и топлива, что должно создать качественную горючую однородную воздушно-топливную смесь. При попадании в камеру сгорания воздушно-топливная смесь обеспечивает встроенный процесс самоочистки впускных и впускных клапанов.

На рисунке справа показан воздух, поступающий вокруг впускного клапана; вскоре после этого топливо впрыскивается непосредственно в камеру сгорания. Воздух и топливо смешиваются вместе, пока поршень движется вниз во время такта впуска и когда смесь сжимается во время такта сжатия. ECM имеет очень короткое окно для впрыска топлива; для полного смешивания воздуха и топлива не так много времени.

Мы уже упоминали, что автомобили GDI страдают от накопления углерода, но как он туда попадает? Каким образом чистый воздух, который фильтруется для удаления пыли, проходя через совершенно новую систему впуска, вокруг чистых впускных клапанов и в камеру сгорания, производит углерод? Кажется, это не имеет никакого смысла.Двигатель gdi: Преимущества и недостатки двигателей GDI, TCI, FSI

Фотографии в верхней части страницы 36 были сделаны для двух из восьми впускных клапанов BMW 750Li F02 N63 2010 года выпуска с пробегом почти 65 000 миль. На всех восьми впускных клапанах был нагар, но что меня удивило, так это то, что нагар на всех цилиндрах был разным. Верхнее фото — цилиндр 4, на котором виден более темный спеченный углерод; среднее фото — цилиндр 6, на котором виден сухой, может быть, мягкий углерод.

Если вы никогда не работали с автомобилем GDI, теперь вы знаете, как выглядит нагар на обратной стороне клапанов. Итак, вернемся к вопросу: как туда попал углерод? Ответ прост и сложен одновременно. Ответ прост: неполное сгорание. Вы можете подумать, что если у нас неполное сгорание в цилиндре, углерод должен просто выйти из выхлопной трубы. Как он попадает обратно на впускной тракт двигателя?

В идеальном мире правильное количество воздуха и топлива попадет в камеру сгорания, произойдет идеальное сгорание и чистые выбросы выйдут через выхлопную трубу.Двигатель gdi: Преимущества и недостатки двигателей GDI, TCI, FSI Но двигатель внутреннего сгорания не идеален, как и топливно-воздушная смесь. Углерод, образующийся при неполном сгорании, может перемещаться в двигателе по ряду направлений. Простой путь выходит из выхлопной трубы во время такта выпуска, что создает другую проблему, к которой мы вернемся через минуту.

Некоторая часть нагара попадает вокруг поршневых колец в моторное масло, и именно здесь, по мнению большинства экспертов, углерод, взвешенный в моторном масле, попадает во впуск через систему принудительной вентиляции картера (PCV). Использование неподходящего моторного масла, увеличенные интервалы замены масла, грязные воздушные фильтры и мокрые системы вентиляции картера способствуют образованию смеси масла и углерода во впускной зоне.

Другой путь для углерода лежит вокруг впускных клапанов во время такта выпуска, когда и впускной, и выпускной клапаны открыты. Это важный момент; не забудьте проверить бюллетени технического обслуживания, в которых может быть предложено перепрограммирование для уменьшения накопления углерода.Двигатель gdi: Преимущества и недостатки двигателей GDI, TCI, FSI

Это возвращает нас к теме углерода, который выталкивается вокруг выпускного клапана после сгорания. В своем исследовании для этой статьи я нашел много статей и исследований, связанных с твердыми частицами от автомобилей GDI. В таблице на странице 36 показаны результаты исследования Калифорнийского совета по воздушным ресурсам (CARB), которое использовалось для понимания и разработки будущих стандартов выбросов, связанных с твердыми частицами (ТЧ). Для простоты, Фаза 1 в основном выполняется с холодным двигателем, а Фаза 3 — с прогретым двигателем. Первый ряд легко понять, так как все мы знаем, что дизели создают ТЧ, поэтому они оснащены сажевым фильтром (DPF). В четвертой строке показаны результаты с DPF. Во втором и третьем рядах отчетливо видны твердые частицы от двигателей GDI, но они менее выражены, когда двигатель прогрет, а двигатель PFI достаточно чистый.

Это заставило меня задуматься о другом источнике накопления углерода во впускном коллекторе. Большинство автомобилей GDI имеют систему рециркуляции отработавших газов (EGR), и мы все сталкивались с результатами накопления углерода в клапанах EGR.Двигатель gdi: Преимущества и недостатки двигателей GDI, TCI, FSI Исходя из того, что мы видим из таблицы на стр. 34, вполне возможно, что часть ТЧ, выходящих из двигателя, рециркулируется обратно во впуск через систему рециркуляции отработавших газов и смешивается с углеродом из газов PCV.

Результаты исследования CARB принесут новые стандарты РМ. Текущие стандарты составляют 10 мг/мл. сейчас 3мг/миль. начиная с 2017 г. и 1 мг/млн. намечены на 2025 год. Как производители транспортных средств будут соответствовать будущим стандартам выбросов ТЧ? Это еще одна интересная история, которая может решить некоторые проблемы накопления углерода.

Новый двигатель Audi 1,8 л TFSI GDI будет включать две системы впрыска — порт и непосредственный впрыск. Система PFI будет использоваться, когда вероятно формирование PM, а GDI будет использоваться в других режимах работы. Таблица наглядно показывает преимущества обоих вариантов впрыска. В новом двигателе Subaru также используется формат с двумя впрысками, и другие производители рассматривают его.

Это, конечно, не поможет ранним машинам GDI, но может решить проблему по мере продвижения вперед.Двигатель gdi: Преимущества и недостатки двигателей GDI, TCI, FSI И последнее замечание по поводу твердых частиц: мы уже знаем, что DPF творит чудеса с дизельными двигателями, поэтому добавление сажевого фильтра для бензиновых двигателей может стать еще одним решением для бензиновых двигателей.

Как бороться с нагаром в двигателе? Сэм Белл хорошо описал большинство доступных вариантов очистки, и с тех пор, как была написана эта статья, мало что изменилось. На приведенных выше фотографиях ясно видно, что образование нагара в разных местах одного и того же двигателя отличается от цилиндра к цилиндру, и для каждого цилиндра могут потребоваться разные методы очистки. На нижнем фото показаны результаты после очистки скорлупы грецкого ореха.

Мой лучший совет — начать с обзора рекомендаций производителя, проверить наличие новых сервисных бюллетеней и, если возможно, узнать у местного дилера, что он делает. Всегда имейте в виду, что все, что вы вводите в двигатель, воздухозаборник и камеру сгорания, будет иметь потенциальные побочные эффекты.Двигатель gdi: Преимущества и недостатки двигателей GDI, TCI, FSI

Итог: автомобили GDI никуда не денутся. Компоненты топливной системы будет довольно легко диагностировать и ремонтировать. Проблемы с углеродом реальны, и я не знаю никаких быстрых решений, но просвещение потребителей и профилактическое обслуживание, похоже, помогают избежать катастрофических счетов за ремонт.

Скачать PDF

Почему двигатели с непосредственным впрыском газа (GDI) нуждаются в регулярном обслуживании

19 февраля 2018 г.   | Автор: Сирлз Стафф   | Один комментарий   | Категории: В магазине

Что нужно сделать, чтобы ваши впускные топливные клапаны не превратились в это

В последние годы двигатели с непосредственным впрыском топлива, когда-то ограничивавшиеся дизельными и бензиновыми автомобилями, стали широко использоваться. Предлагая заметные улучшения топливной экономичности, эта высокопроизводительная система имеет недостаток, о котором средний водитель не знает: грязь на впускном клапане.

Технически это остатки окисленного топлива, с которыми легко справиться при регулярном обслуживании.Двигатель gdi: Преимущества и недостатки двигателей GDI, TCI, FSI К сожалению, большинство владельцев транспортных средств не знают о дополнительных потребностях своего двигателя GDI — по крайней мере, до тех пор, пока они не приедут в местную сервисную мастерскую с горящей лампочкой «проверить двигатель».

Как работают двигатели с непосредственным впрыском топлива

Чтобы понять, как углерод накапливается внутри вашего двигателя, нам сначала нужно понять процесс впрыска топлива.

В традиционном газовом двигателе топливо распыляется от форсунок во впускном канале к цилиндру двигателя. Во время этого процесса газ омывает впускные клапаны вашего автомобиля, очищая топливо, которое окислилось по пути.

В современном двигателе GDI топливная форсунка находится непосредственно внутри цилиндра. Это более короткое расстояние обеспечивает более оптимальное распыление, а это означает, что меньше топлива расходуется на сгорание (следовательно, ваш автомобиль получает больший расход топлива). С другой стороны, газ больше не омывает впускные клапаны, что способствует образованию нагара.Двигатель gdi: Преимущества и недостатки двигателей GDI, TCI, FSI

Почему вам не нужны грязные клапаны

Обычные впускные топливные клапаны должны открываться и закрываться быстро и плавно. К сожалению, нагар может мешать их функционированию, ограничивая поток воздуха и приводя к засорению топливных систем, а также к множеству других проблем.

Признаки засорения впускного клапана включают:

  • Потеря мощности/ускорения
  • Пропуски зажигания двигателя
  • Снижение эффективности использования топлива
  • Тряска двигателя
  • Рывки/вибрация на остановках
  • Загорелась лампочка «check engine»
Удаление нагара на впускных клапанах

Чтобы двигатель вашего автомобиля работал бесперебойно, системы GDI должны проходить капитальный ремонт каждые 50 000 км пробега. Во время этого обслуживания ваш механик может снять впускной коллектор и очистить клапаны с помощью очистителя под давлением.Двигатель gdi: Преимущества и недостатки двигателей GDI, TCI, FSI

В компании Searles мы используем процесс тройной очистки для удаления отложений. Сначала мы отключаем топливный насос автомобиля и подключаемся к топливной системе с помощью инструмента, который подает очиститель для работы двигателя, эффективно удаляя любые отложения на топливных форсунках. Затем мы прикрепляем еще один инструмент, который распыляет очиститель в зону воздухозаборника двигателя для очистки каналов и клапанов.

После того, как оба очистителя прошли, мы устанавливаем очиститель и осушитель топливной системы в топливный бак. После обслуживания мы рекомендуем владельцам заполнить бак, чтобы очиститель оставался в системе как можно дольше.

Для более подробного объяснения процесса обслуживания крупных топливных баков мы рекомендуем этот информационный видеоролик .

Другие методы

В крайних случаях образования нагара вашему механику, возможно, придется прибегнуть к более сильным методам очистки двигателя.Двигатель gdi: Преимущества и недостатки двигателей GDI, TCI, FSI На фотографии ниже показаны впускные клапаны автомобиля GMC 2013 года выпуска, который проехал 62 000 км без замены топлива. Из-за массивного накопления углерода наших обычных чистящих средств было недостаточно. Вместо этого мы выбрали более физический путь, обрызгав клапаны струей грецкого ореха под высоким давлением. (Да, мы используем настоящую скорлупу грецкого ореха — это крепкие штуки!) Как видите, разница до и после взрыва — ночь и день.

Важно отметить, что описанный выше процесс занимает гораздо больше времени (и дороже), чем стандартная услуга по заправке топливом. Предотвратите большой счет (не говоря уже о потенциальных проблемах с двигателем), заправляя свой автомобиль для заправки через регулярные промежутки времени .

Что еще вы можете сделать:

В промежутках между плановыми визитами к специалистам по заправке топливом мы рекомендуем делать следующее, чтобы ваш двигатель оставался чистым и работал исправно:

  • Регулярно меняйте масло – мы рекомендуем наш Best Oil Service для двигателей GDI
  • Замените старые свечи зажигания (обычно подходят для пробега от 50 000 до 80 000 км, в зависимости от производителя
  • Добавьте очиститель топливной системы для поддержания текущего состояния топливной системы

Хотя эти действия помогут держать под контролем накопление углерода, важно помнить, что вашему автомобилю по-прежнему требуется капитальный ремонт топливной системы каждые 50 000 км.Двигатель gdi: Преимущества и недостатки двигателей GDI, TCI, FSI

Ответить

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *