6g74 gdi де розташований насос високого тиску. Двигун GDI - що це таке і чим він хороший? покоління. Трисекційні паливні насоси

Паливний насос високого тиску (ТНВД) - один з найважливіших вузлів двигуна з безпосереднім уприскуванням. Незважаючи на те, що ТНВД досить непогано захищений (фільтр в баку і на вході в ТНВД), він, тим не менше, найбільш схильний до зносу в суворих російських умовах експлуатації.
До теперішнього часу проводилися три покоління ТНВД:
Перше покоління, односекційний семіплунжерний насос. Це найбільш складний по конструкції насос, де тиск палива створюється за допомогою "барабана" з 7 плунжерами. Точність обробки деталей в цьому насосі така, що знос навіть в одну соту міліметра призводить до серйозного погіршення його роботи. Ресурс у такого насоса невеликий, і як правило не перевищує 100 тис. Км.

Відремонтувати його практично неможливо, тому як правило його змінюють в зборі на насос другого покоління. ТНВД 1-го покоління ставилися на машини відносно недовго - з 1996 по середину 1997 року.
Друге покоління, трисекційний одноплунжерний насос. Це, мабуть, найбільш вдала в плані ремонтопридатності модифікація ТНВД: три окремі блоки ( "секції") - привід, насос і регулятор тиску, кожен з яких можна, у разі необхідності замінити, не чіпаючи інші. Тиск палива створюється за допомогою спеціальних пластин, від стану яких і залежить безпосередньо продуктивність насоса.

Третє покоління, так звана "таблетка". Існує дві модифікації ТНВД цього типу - з регулятором тиску, розташованим всередині ТНВД, або винесеним в магістраль "обратки". Блок високого тиску практично ідентичний ТНВД 2 покоління.
Основні несправності ТНВД 2 і 3 покоління, виникають через несвоєчасне планового ТО по заміні паливних фільтрів тонкої і грубої очистки. При нормальній експлуатації середній ресурс такого типу ТНВД, становить близько 200000км, без його ремонту. При цьому, як правило, плунжерні пара в насосі знаходиться в хорошому стані, зношуються в основному пластинчасті клапана.
Симптоми несправності ТНВД: нестійка робота двигуна, погана тяга; двигун неохоче набирає високі обороти (вище 2000 об / хв); при натисканні на педаль газу під час руху автомобіль різко сповільнюється і може навіть стихнути. При цьому, як правило, на панелі приладів горить лампочка Check Engine і діагностичний сканер видає помилку Fuel Pressure Fail (код P0190). При всіх цих ознаках має сенс перевірити тиск палива. Якщо немає діагностичного сканера, тиск можна перевірити за допомогою звичайного цифрового мультиметра. Сигнал можна зняти вольтметром з середнього контакту датчика тиску палива, розташованого в залежності від конструкції на ТНВД або паливній рампі. При цьому вимір треба проводити на прогрітому двигуні і включеному D або R. Номінал по тиску становить для 4G15 - 2.9 вольта (4.7мПа), 4G93 - 3.0 вольта (4.8 мПа), 4G64 - 3.4 вольта (5.6мПа), 4G74 - 4.0 вольта (6.8мПа), при падінні тиску менше 2.6 вольта ЕБУ дає команду на підвищення оборотів, для стабілізації тиску. Навіть при повній втрати високого тиску і несправності ТНВД (робота тільки при тиску створюваного занурювальним насосом в баку), ЕБУ перемикається на аварійну програму, і збільшує час відкривання форсунки, на проміжок до 3.2 м.сек. (Режим MPI), замість 0.51 м. сек. (режим GDI) на холостому ходу, і не дозволяє розвивати мотору обертів понад 2000 об / хв, що дозволяє продовжити роботу двигуна.

Система безпосереднього впорскування палива застосовується на бензинових двигунах останніх поколінь з метою підвищення їх економічності і збільшення потужності. Вона передбачає впорскування бензину безпосередньо в камери згоряння циліндрів, де і відбувається його змішування з повітрям і утворення паливо-повітряної суміші. Першими двигунами, які були оснащені такою, стали мотори GDI (Mitsubishi). Абревіатура GDI - розшифровується як «Gasoline Direct Injection», що дослівно перекладається як «безпосереднє уприскування бензину».

Пристрій і принцип дії системи GDI

В наші дні системи, аналогічні Gasoline Direct Injection, використовують і інші виробники автомобілів, позначаючи цю технологію TFSI (Audi), FSI або TSI (Volkswagen), JIS (Toyota), CGI (Mercedes), HPI (BMW). Принциповими відмінностями цих систем є робочий тиск, конструкція і розташування паливних форсунок.

Конструктивні особливості двигунів GDI

Класична система безпосереднього впорскування палива конструктивно складається з наступних елементів:

• Паливний насос високого тиску (ТНВД). Для коректної роботи системи (створення тонкого розпилювання) бензин в камеру згоряння повинен подаватися під високим тиском (аналогічно дизельних моторів) в межах 5 ... 12 МПа.
• низького тиску. Подає паливо з бензобака до ТНВД під тиском 0,3 ... 0,5 МПа.
• Датчик низького тиску. Фіксує рівень тиску, створеного електричним насосом.
• . Здійснюють впорскування палива в циліндр. Оснащені вихровими розпилювачами, що дозволяють створювати необхідну форму паливного факела.
• Поршень. Має особливу форму з виїмкою, яка призначена для перенаправлення горючої суміші до свічки запалювання двигуна.
• Впускні канали. Мають вертикальну конструкцію, завдяки чому виникає зворотний вихор (закручений в протилежну сторону в порівнянні з іншими типами двигунів), що виконує функцію напрямки суміші до свічки запалювання і забезпечує краще наповнення камери згоряння повітрям.
• Датчик високого тиску. Розташовується в паливній рампі і призначений для передачі інформації в електронний блок управління, який змінює рівень тиску в залежності від актуальних режимів роботи двигуна.

Режими роботи системи прямого впорскування

Як правило, двигуни з безпосереднім уприскуванням мають три основні режими роботи:

• Впорскування в циліндр на такті стиснення (пошарове сумішоутворення). Принцип роботи в цьому режимі полягає в освіті надбідній суміші, що дозволяє максимально економити паливо. На початку в камеру циліндра подається повітря, який закручується і стискається. Далі під високим тиском здійснюється впорскування палива і перенаправлення отриманої суміші до свічки запалювання. Факел виходить компактним, оскільки формується на етапі максимального стиснення. При цьому паливо як би оповите прошарком повітря, що зменшує теплові втрати і запобігає попередній знос циліндрів. Режим використовується при роботі мотора на малих обертах.
• Уприскування на такті впуску (гомогенне смесеобразование). Склад палива в цьому режимі близький до стехіометричного. Подача повітря і бензину в циліндр відбувається одночасно. Факел суміші при такому уприскуванні має конічну форму. Застосовується при потужних навантаженнях (швидкісній їзді).
• Двохстадійне уприскування на такті стиснення і впускання. Застосовується при різкому прискоренні машини, що рухається на малій швидкості. Подвійний впорскування в циліндр дозволяє знизити ймовірність детонації, яка може виникнути в моторі при різкій подачі збагаченої суміші. Спочатку (на такті впуску повітря) подається невелика кількість бензину, що призводить до утворення збідненого суміші і зниження температури в камері згоряння циліндра. На такті максимального стиснення подається решта палива, що робить суміш багатої.

Особливості експлуатації системи

Головною вимогою для коректної роботи двигуна з прямим уприскуванням палива є використання якісного бензину. Оптимальна марка палива, як правило, вказується в інструкції до автомобіля.

Зазвичай рекомендується заливати бензин з октановим числом не менше 95. Проте важливо враховувати, що цей рівень не повинен бути забезпечений за рахунок різних присадок. Виняток становлять присадки, рекомендовані виробником двигуна і автомобіля.

Низька якість палива, особливо при високому відсотку вмісту сірки, бензолу і вуглеводнів у вітчизняному бензині сприяє передчасному зносу форсунок, що може вивести двигун GDI з ладу.

Не менш вимогливий бензиновий мотор з безпосереднім уприскуванням до того, яке масло застосовується в системі. Тут найкраще слідувати інструкціям виробника.

Плюси і мінуси використання

Головною особливістю двигуна gdi є подача палива безпосередньо в циліндр, що скорочує час циклу і істотно підвищує потужність автомобіля (до 15%). Крім цього зменшується витрата палива (до 25%) і підвищується екологічність вихлопу. Це забезпечує більш ефективну експлуатацію автомобіля в міських умовах.

Для автомобілів, на яких встановлено GDI двигун, проблеми експлуатації пов'язані перш за все з наступним переліком недоліків:

• Необхідність нейтралізації відпрацьованих газів при роботі двигуна на малих обертах. При утворенні збідненого паливно-повітряної суміші в вихлопних газах утворюється багато шкідливих компонентів, для усунення яких потрібна установка системи рециркуляції відпрацьованих газів.
• Підвищені вимоги до палива і маслу. Найкращим бензином для GDI вважається паливо з октановим числом 101, який практично недоступний на вітчизняному ринку.
• Висока вартість виробництва двигунів і ремонту. Вагому частку проблем доставляють форсунки, що подають бензин в циліндри. Вони повинні витримувати високий тиск. Якщо вони забиваються через неякісне пальне, їх неможливо розібрати і почистити - форсунки підлягають тільки заміні. Їх вартість в кілька разів вище, ніж у звичайних.
• Підвищена увага до системи фільтрації. Чистка та заміна повітряного фільтра в такій системі повинна проводитися частіше, оскільки якість повітря, що поступає безпосередньо пов'язано зі станом форсунок.

Вітчизняні автомобілісти дуже скептично ставляться до системи безпосереднього уприскування, що обумовлено високою вартістю обслуговування автомобіля. З іншого боку, такі двигуни вважаються передовою технологією, яка розвивається і активно впроваджується в автомобілебудування по всьому світу.

Стаття про двигуни GDI - принцип роботи, особливості, відмінності від інших типів моторів. В кінці статті - цікаве відео про силові агрегати з прямим уприскуванням палива.

Загальні відомості

Перші автомобілі Mitsubishi з моторами GDI почали проводитися в 1996 році. З тих пір двигун зазнав багато змін і поліпшення, так як початковий варіант був далекий від досконалості.

Особливість двигуна в тому, що при малих навантаженнях (рівномірна їзда зі швидкістю до 120 км / год) він працює на збідненої паливоповітряної суміші. При підвищенні навантаження відбувається автоматичний перехід на класичну систему уприскування. Це робить автомобіль економічним (до 20% економії) і екологічним.

Принцип дії

Збіднена повітряна суміш знижує витрату палива, проте з її загорянням часто виникають проблеми. Надмірно насичена бензином суміш займається легко, проте надлишки палива не згорають і виводяться разом з переробленими газами, що призводить до марної розтраті. Не кажучи вже про те, що на свічках і клапанах інтенсивно утворюється шар нагару.

Система GDI відрізняється від звичайної тим, що уприскування палива проводиться не у впускний колектор, а безпосередньо в камеру згоряння, як у моторів, що працюють на дизпаливі.

Принцип дії двигуна GDI:

1. Бензин подається в камеру згоряння під високим тиском і потоком закрученої форми, завдяки спеціальній будові форсунок.
2. Потік на високій швидкості стикається з поршнем, після чого частина його як би закріплюється на тілі поршня, а інша частина продовжує рух, створюючи тертя і набуваючи відповідну форму.
3. Після цього потік загинається і йде від поршня, збільшуючи швидкість. Деякі частинки рухаються повільно і розходяться в різні боки, створюючи поділ потоку.
4. В результаті цього в камері згоряння утворюється дві ділянки з бензоповітряної сумішшю. У центрі знаходиться ділянка стехиометрической (звичайної) легкозаймистого паливної суміші. Навколо нього утворюється ділянка збідненого суміші.
5. Після цього відбувається займання (за допомогою іскри свічок запалювання) ділянки з високим вмістом бензину. Потім процес горіння перекидається на збіднені ділянки.

Основні відмінності GDI від звичайної системи упорскування

1. Впорскування проводиться під тиском від 50 атмосфер (в звичайному инжекторном двигуні всього лише 3 атм). Це дає можливість здійснити мелкодисперсное спрямоване розпорошення.
2. Дросельна заслінка розташована трохи далі, ніж у звичайних моторів.
3. Пальне подається безпосередньо в циліндр і там відбувається утворення паливо-повітряної суміші. У звичайних двигунах пальне подається у впускний колектор, там же змішується з повітряною масою.
4. На порушених є сферичне поглиблення. За допомогою цього поглиблення здійснюється управління освітою вихору і виникли полум'ям. Також виїмка дає можливість управляти освітою горючої суміші, регулюючи кількість повітряної маси і бензину в процесі з'єднання.
5. Існує можливість утворення максимально збідненої горючої суміші в циліндрах. Оптимальне співвідношення повітря і бензину - 40: 1 (на відміну від звичайного уприскування з співвідношенням 14,7: 1), проте кількість повітря може коливатися від 37 до 43 до 1.
6. Форсунки, розташовані в ГБЦ, мають конфігурацію, яка дозволяє надати паливному потоку потрібну, як би закручену, форму. Завдяки цьому потік рухається по чітко заданій траєкторії.
7. GDI-мотори працюють в двох режимах: STICH (звичайний, як у інших інжекторних системах) і Compression on Lean (робота на максимально збідненої суміші). Перемикання між режимами відбувається автоматично; при підвищенні навантаження автомобіль переходить на роботу при збагаченій паливної суміші. При зниженні навантаження переходить назад в збіднений.
8. Конструкція оснащена насосом високого тиску.

особливості ТНВД

Існує чотири типи ТНВД:

1 покоління. Семіплунжерние паливні насоси

Перші і самі недовговічні. Встановлювалися в автомобілі марки Mitsubishi з 1996 до 1998 року. Не мають системи відстеження тиску і надзвичайно чутливі до якості бензину. Ремонту не підлягають і при зносі (а це відбувається дуже швидко) необхідна повна заміна.

2 покоління. Трисекційні паливні насоси

Є модифікацією семіплунжерних. Встановлювалися з 1998 по 2000 рік. Тут виробник врахував минулі недоробки і приділив увагу їх усунення. Мають регулятор і датчик тиску, в разі його різкого падіння переводять роботу автомобіля в аварійний режим. Це дозволяє автомобілю продовжувати рух достатньо часу, щоб дістатися до СТО.

Модель стала кілька «лояльніше» до якості бензину і більш довговічною.

3 покоління. двосекційний ТНВД

Є датчик тиску, а регулятор не вбудований в систему. Привід працює від розподільного вала.

4 покоління. «Пігулка»

Остання і найдосконаліша модель. Щодо довговічна, менш чутлива до якості палива, відрізняється компактністю і надійністю. Основний недолік - самооткручівающіеся кріпильні гайки. Їх стан необхідно регулярно перевіряти, так як їх ослаблення призводить до порушення роботи системи і деформації пластин, вирівняти які досить складно.

Конструкція паливних насосів високого тиску залежить від конкретної моделі.

Наскільки важлива якість палива

Крім особливостей самої вприськової системи, на довговічність двигуна впливає і ретельна система фільтрації. Вона має 4 стадії:

1. Очищення відбувається за допомогою фільтра-сіточки в насосі бензобака.
2. Проводиться очищення звичайним фільтром. Залежно від марки автомобіля, його місця розташування може змінюватися. Фільтр може встановлюватися в баку або під днищем.
3. Фільтрація відбувається за допомогою фільтра-склянки, розташованого в топливопроводе ТНВД.
4. Останній етап очищення відбувається в той момент, коли пальне подається з «паливної рейки» в бак.

Наприклад, мембранний клапан і плунжери виготовлені з високим ступенем точності, за рахунок чого і відбувається нагнітання паливної суміші під потрібним тиском. Якщо ж бензин виявиться з частинками піску або іншими домішками, особливо що володіють абразивними властивостями, система подачі піддасться їх впливу і її робота втратить точність. Що і призведе спочатку до зниження ефективності роботи двигуна, а потім і до поломки ТНВД.

В першу чергу, при виникненні проблеми знижується потужність двигуна. Через деякий час він починає і зовсім відмовляти. Якщо звернутися в ремонтну майстерню при перших ознаках несправності, паливний насос ще можна буде врятувати. В іншому випадку його доведеться повністю замінити, так як сильно пошкоджені деталі відновлювати безглуздо.

Ще одна поширена проблема GDI - плаваючі обороти. Причиною може послужити як вплив низькосортного пального, так і природний знос елементів ТНВД.

В процесі цих переходів машина і починає «плавати». При виявленні подібного відхилення автомобіль слід відправити на діагностику, щоб знайти точну причину неполадки.

висновок

Двигуни GDI відрізняються потужністю і економічністю, але гідності майже завжди є і причиною недоліків. В даному випадку це надмірна чутливість до найменших відхилень в системі уприскування і якості палива. Щоб продовжити термін служби автомобіля, слід регулярно проводити заміну свічок запалювання (на них швидко утворюється нагар), чистити впускний колектор і форсунки.

Не зайвим буде регулярно оглядати інжектор і перевіряти якість розпилення, усуваючи найменші неполадки на стадії їх виникнення. І, звичайно ж, необхідно постійно контролювати стан фільтрів і міняти в міру необхідності.

Відео про сучасних двигунах з уприскуванням:

ТНВД двигуна Mitsubishi GDI Стор. з

Паливний насос високого тиску (ТНВД) ДВИГАТЕЛЕЙ GDI 2

КОНСТРУКЦІЯ НАСОСА 5

Дизельне ТНВД «НЕ ПОВЕЗЛО» 8

СИСТЕМА АВАРІЙНОГО СКИДАННЯ ТИСКУ ПАЛИВА 11

БАЛАНСУВАННЯ ТНВД 13

Знос барабана ТНВД 15

НЕСТІЙКИЙ РЕЖИМ РОБОТИ ХХ 17

Зношених НАСОСА 19

"Пісок" в бензині. 21

МАЛЕ ТИСК В СИСТЕМІ 22

ДАТЧИК ТИСКУ (помилка №56) 24

Датчик тиску 24

Датчик тиску палива 27

КЛАПАН ТИСКУ 27

РЕГУЛЯТОР ТИСКУ 32

ПЕРЕВІРКА ТИСКУ 35

Приватний спосіб відновлення тиску 37

ПЕРЕВІРКА РОЗМІРІВ 39

Редуктор тиску 42

Редуктор тиску шестигранник) 44

ПРАВИЛЬНА ЗБІРКА НАСОСА 46

ШТОВХАЧ-нагнітачем 49

Фільтрікі В насос 52

ОСЦІЛОГРАММА РОБОТИ 53

Окремий випадок ремонту насоса 56

Паливний насос високого тиску (ТНВД) ДВИГАТЕЛЕЙ GDI

1 покоління односекційний семіплунжерний	2 покоління трисекційний одноплунжерний
3 покоління (Таблетка)	4 покоління
ТНВД Nissan	D-4 (Toyota)

Наше знайомство почнемо з так званого "односекційного" паливного насоса високого тиску, встановленого на двигуні 4G93 GDI, робочий тиск в якому створюється за допомогою семи плунжеров:

"Трисекційний" ТНВД і його пристрій, роботу, діагностику та ремонт ми будемо розглядати в наступних статтях. Саме такий ТНВД і встановлюється останнім часом (після 1998 року) практично на всіх автомобілях з системою GDI внаслідок того, що він більш надійний, більш довговічний і, в принципі, краще піддається діагностиці та ремонту.

Якщо сказати коротко, то принцип роботи даної системи GDI досить простий: «звичайний» паливний насос «забирає» паливо з паливного бака і по паливній магістралі подає його в другій насос - насос високого тиску, де паливо стискається далі, і вже під тиском близько 40 -60 кг / см2 надходить до форсунок, які «впорскують» паливо безпосередньо в камеру згоряння.

Саме «слабка ланка» в даній системі - саме цей паливний насос високого тиску (фото1), що розташовується зліва по ходу руху (фото2):

Фото 1 фото 2

Розбирати такий насос досить нескладно:

Це "звичайний" семіплунжерний насос:

Всередині якого знаходиться так званий "плаваючий барабан":

Нижче ви можете подивитися загальний вигляд розібраного для ремонту насоса:

Зліва направо:

1. 
   шайба перепуску тиску
2. 
   пружинне кільце
3. 
   плаваючий барабан
4. 
   опорне кільце плунжеров
5. 
   плунжера з обоймою
6. 
   наполеглива шайба плунжеров

З яких причин - здогадатися нескладно, тому що не тільки власники GDI, але і "звичайні" автолюбителі почали розуміти, що якщо в автомобілі (в двигуні) почалися якісь незрозумілі перебої в роботі, то в першу чергу, на що потрібно звернути увагу - свічки запалювання.

Якщо вони "червоні" - кого звинувачувати? Нема кого ...

Тільки міняти, тому ніякому "ремонту", як іноді прописується на просторах Інтернету такі свічки запалювання не підлягають.

ПАЛИВО

Так, саме воно і є основною причиною "хвороби" систем безпосереднього уприскування палива. Як і GDI, так і D-4.

У наступних статтях ми розповімо і покажемо на конкретних прикладах і фотографіях - ЯК конкретно і на ЩО конкретно впливає наш "якісний і вітчизняний" бензин, наприклад, на:

Фото 7 фото 8

КОНСТРУКЦІЯ НАСОСА

Якщо розібратися і мати деякий бажання, наприклад ...

Подивимося на фото і побачимо в розібраному стані односекційний семіплунжерний насос високого тискуGDI:

Зліва направо:

1-магнітний привід: приводний вал і шліцьовий вал з магнітною проставкой між ними

2-опорна пластина плунжеров

3-обойма з плунжерами

4-сідло обойми плунжеров

5-редуктор тиску камери високого тиску

6-клапан регульованого високого тиску на виході з форсунок-регулятор тиску палива

7-пружинний демпфер

8-барабан з нагнітальними камерами плунжеров

9-шайба-роздільник камер низького і високого тиску з холодильниками для змащення бензином

10-корпус ТНВД з електромагнітним клапаном скидання і з портом для манометра

Порядок збирання та розбирання ТНВД показаний на фото цифрами. Виключаємо тільки позиції 5 і 6, тому що дані клапана можна встановлювати при складанні відразу ж, доустановки барабана з плунжерами (про дані клапанах і їх деякі особливості буде розказано в іншій статті, присвяченій саме їм).

Після складання насоса слід закріпити його і почати провертати вал, що б переконатися в тому, що все зібрано правильно і обертається, не "клинить".

Це так звана проста "механічна" перевірка.

Що б провести "гідравлічну" перевірку, слід перевірити працездатність ТНВД "на тиск" ... (про що буде розказано в додатковій статті).

Так, пристрій ТНВД "досить просте", однак ...

Багато скарг у власників GDI, багато!

І причина, як вже багато разів говорилося "на просторах Інету" тільки одна - наше рідне російське паливо ...

Від якого не тільки свічки запалювання "червоніють" і з пониженням температури автомобіль заводиться огидно (якщо взагалі заводиться), але і "ластівка" з GDI все марніє і чахне з кожним літром залитого в неї російського палива ...

Подивимося на фото і "покажемо пальцем" на все те, що зношується в першу чергу і на що треба звернути увагу в першу чергу:

Обойма з плунжерами і барабан з нагнітальними камерами

фото 1 (в зборі)

Якщо ви подивіться уважно (придивіться), то відразу ж помітите деякі "незрозумілі потертості" на корпусі барабана. А що ж тоді діється всередині?

фото 2(Окремо)

фото 3 (Барабан з нагнітальними камерами)

А ось тут вже добре видно - ЩО вдає із себе наш російський бензин ... така ж червонуваті, просто-таки іржа на площині барабана. Природно, вона (ржа), не тільки тут залишається, а потрапляє ще й на сам плунжер і на все те, "про що він треться", -Дивіться фото далі ...

плунжер

фото 4

і на цьому знімку добре помітно,які "маленькі неприємності" може принести нам наш - рідний - бензин.

Стрілками показані "деякі потертості", через яких плунжер (плунжера) перестають нагнітати тиск і двигун починає "працювати як-то не так ...", як кажуть власники GDI.

Для відновлення ТНВД GDI добре б мати і "деякі" запасні частини:

фото 5

Про інші "слабких" місцях паливного насоса високого тиску GDI буде розказано в інших статтях.

А так же і про багато іншого.

Mitsubishi можна назвати першопрохідцем на шляху масового впровадження системи безпосереднього вприскування палива. На відміну від Mersedes, які задовго до Mitsubishi робили спроби впровадження прямого вприскування на авто, просто застосовуючи напрацювання з досвіду в авіабудуванні, інженери Mitsubishi створювали систему, яка була б зручною і придатною для повсякденної експлуатації автомобіля. Розглянемо GDI двигун, пристрій і принцип роботи системи живлення.

базові поняття

У статті про ми усвідомили, що існує кілька видів систем уприскування палива:

• одноточковий уприскування (моноинжектор);
• розподілене уприскування на клапани (повний інжектор);
• розподіленої впорскування в циліндри (прямий впорскування).

Gasoline Direct Injection, що в перекладі означає - прямий впорскування бензину, відразу говорить нам про те, що в двигунах GDI відбувається внутрішнє сумішоутворення. Іншими словами, паливо впорскується безпосередньо в циліндри. Але які саме переваги дає прямий впорскування:

Проблема низького ККД бензинового двигуна, в порівнянні з дизелем, в невеликих рамках регулювання складу ТПВС. Теоретичним і експериментальним шляхом було встановлено, що для повного згоряння 1 кг бензину необхідно 14,7 кг повітря. Таке співвідношення називається стехиометрическим. Двигун може працювати на збідненої суміші - близько 16,5 кг повітря / 1 кг бензину, але вже при 19/1 ТПВС від свічки запалювання не запалиться. Але навіть суміш 16,5 / 1 особа вважається такою занадто бідною для нормальної роботи, так як ТПВС горить повільно, що може призвести до втрати потужності, перегрівом поршневих кілець і стінок камери згоряння, а тому робоча бідна гомогенна суміш лежить в межах 15-16 / 1. Готуючи в циліндрах багату суміш з співвідношенням 12,1-12,3 / 1 і зрушуючи УОЗ, ми отримуємо прибавку в потужності, при цьому значно погіршуються екологічні показники двигуна.

економічність GDI

Проблема звичайних двигунів з розподіленим уприскуванням на клапани в тому, що паливо подається виключно на такті впуску. Перемішування палива з повітрям починає відбуватися ще у впускному колекторі, в результаті при переміщенні поршня до ВМТ суміш стає близькою до однорідної, тобто гомогенної. Перевага GDI в тому, що двигун може працювати на надбідній суміші, коли співвідношення палива до повітря може досягати 37-41 / 1. Сприяє цьому кілька факторів:

• спеціальна конструкція впускного колектора;
• форсунки, які дозволяють не тільки точно дозувати кількість палива, що подається, а й регулювати форму факела;
• особлива форма поршнів.

Але в чому саме особливість принципу роботи, що дозволяє бути моторам GDI настільки економічними? Потік повітря, завдяки особливій формі впускного колектора, що складається з двох каналів, ще на такті впуску має певний напрям, а не потрапляє в циліндри хаотично, як у випадку зі звичайними двигунами. Потрапляючи в циліндри і вдаряючись об поршень, він продовжує закручуватися, сприяючи тим самим турбулізації. Паливо, яке подається в безпосередній близькості поршня до ВМТ невеликим факелом, вдаряється об поршень і, підхоплює закручується потоком повітря, переміщається таким чином, що в момент подачі іскри знаходиться в безпосередній близькості до електродів свічки запалювання. В результаті відбувається нормальне займання ТПВС поблизу свічки, в той час як в навколишньому порожнини знаходиться суміш чистого повітря і відпрацьованих газів, що подаються під впуск системою EGR. Як ви розумієте, в звичайному двигуні реалізувати такий спосіб газообміну не представляється можливим.

Режими роботи двигуна

Мотори GDI можуть ефективно працювати в декількох режимах:

• Ultra-LeanCombustionMode -режим надбідній суміші, принцип протікання якого було розглянуто вище. Використовується, коли на двигун немає великого навантаження. Наприклад, при плавних розгонах або постійній підтримці не дуже високій швидкості;
• SuperiorOutputMode -режим, в якому паливо подається на такті впуску, що дозволяє отримати гомогенну Стехіометрична суміш з співвідношенням близьким до 14,7 / 1. Використовується, коли двигун працює під навантаженням.
• Two-stageMixing -режим збагаченої суміші, при якому співвідношення повітря до палива близько до 12/1. Використовується при різких прискореннях, великому навантаженні на двигун. Такий режим ще називають режимом відкритої петлі (Open loop), коли НЕ опитується лямбда-зонд. У такому режимі паливна корекція для врегулювання викидів шкідливих речовин не проводиться, так як головна мета - отримати максимальну віддачу від двигуна.

За перемикання режимів відповідає електронний блок керування двигуном (ЕБУ), який робить вибір, орієнтуючись на показання датчикової апаратури (ДПДЗ, ДПКВ, ДТОЖ, лямбда-зонда і т.д.)

Two-stage Mixing

Режим двоетапного уприскування також є особливістю, що дозволяє моторам GDI бути вкрай пріємістимі. Як вже говорилося вище, склад суміші в такому режимі досягає 12/1. Для звичайного двигуна з розподільним уприскуванням таке співвідношення палива до повітря є занадто багатим, а тому ефективно займатися і горіти така ТПВС не буде, значно погіршуватися викиди шкідливих речовин в атмосферу.

Режим відкритої петлі передбачає 2 етапи впорскування палива:

• невелика порція на такті впуску. Головне призначення - охолодження залишилися в циліндрі газів і самих стінок камери згоряння (склад суміші при цьому близький до 60/1) Згодом це дозволяє вступити в циліндри більшій кількості повітря і створити сприятливі умови для підпалювання основної порції бензину;
• головна порція в кінці такту стиснення. Завдяки сприятливим умовам, створеним попередніми уприскуванням, і турбулентності в камері згоряння, отримана суміш згорає вкрай ефективно.

Є велике бажання поговорити про те, як саме інженери Mitsubishi «приручили» турбулентність, про ламинарном і турбулентному русі і числі Re, введеним О.Рейнольдсом. Все це допомогло б краще зрозуміти, як саме в моторах GDI створюється пошарове сумішоутворення, але для цього, на жаль, нам не вистачить і двох статей.

ТНВД

Як і в дизельному двигуні, для створення достатнього тиску в паливній рампі використовується паливний насос високого тиску. За роки виробництва мотори комплектувалися ТНВД кількох поколінь:

форсунки

Для забезпечення високоточної регулювання складу ТПВС форсунки повинні володіти вкрай високою точністю. Сам принцип відкриття плунжера для подачі палива схожий зі звичайною електромагнітної форсункою. Особливості форсунок системи GDI:

• можливість формування різних видів розпилу бензину;
• максимальне збереження точності дозування незалежно від температури і тиску в камері згоряння.

Особливо примітно пристрій завихрення, що розташоване в корпусі форсунки. Саме завдяки йому паливо, вилітаючи з форсунки, краще підхоплюється закручується потоком повітря, що сприяє кращому перемішуванню ТПВС і перенаправлення суміші до свічки запалювання.

експлуатація

Головні неприємності, пов'язані з експлуатацією двигунів з прямим уприскуванням від Mitsubishi на вітчизняних просторах:

• знос ТНДВ. Насос є вузлом з претензійними вимогами до підгонці деталей, і головна проблема не в рівні виготовлення, а в якості вітчизняного палива. Зрозуміло, і зараз можна нарватися на погане паливо. Але часи, коли якість бензину було справжнім головним болем і ризиком фінансових втрат для власників авто з двигунами GDI, на щастя, вже пройшли;

засмічення повітряних каналів впускного колектора. Освіта наростів вносить коректив в рух повітряних мас і процес перемішування палива з повітрям. Саме це називають однією з причин утворення чорного нагару на свічках запалювання, так добре відомого власникам авто з двигунами GDI.