Двигатель gdi режимы работы

Двигатель gdi режимы работы

В Интернете опубликовано множество статей «про GDI «, но, к сожалению, они все практически перепечатаны с одного источника и «изюминки» в них одного размера и цвета.
Эта статья посвящена достаточно интересному как с практической, так и с теоретической точек зрения вопросу: режимы работы двигателя GDI «изнутри», то есть так, как их «видит» бортовой компьютер. Ну а мы постараемся интерпретировать эти, пока еще предварительные данные.
Сразу два вопроса позвольте задать.
Первый вопрос: если вы человек внимательный, то обращали, конечно же, внимание, что при работе на холостом ходу двигатель вдруг самостоятельно начинал работать «шустрее», то есть, самопроизвольно «приподнимал» обороты, а через какое-то время они плавно возвращались обратно.
Второй вопрос: если не сами, то кто-то из соседей по гаражам говорил вам о необычном выхлопе двигателя GDI , «какой-то он не такой как у всех, какой-то необычный и непонятный запах», не правда ли?
COMBUSTION MODE — эти слова можно перевести по-разному, но для нас понятнее будет сказать, что это «режим работы «. Именно так сканер MUT2 пишет на своем дисплее в первой строчке. А во второй сканер «поясняет» — какой именно режим:

COMPRESSION ON LEAN
или
STICH F/B .

COMPRESSION ON LEAN
это режим работы на сверхобедненной топливо-воздушной смеси.
STICH F/B — режим работы на таком составе топливо-воздушной смеси, которая приближается к стехиометрическому, имеет «обратную связь» и может регулироваться «через» датчик кислорода.
Наглядно режимы работы можно предоставить таким образом:

Для приведенных рисунков 1 и 2 надо сделать обязательные пояснения.
Обороты двигателя указанные слева:
— 625 RPM ,- это «идеал» существующий на новом и абсолютно исправном двигателе. На уже «хоженном» двигателе разброс может составлять от 620 до 650 RPM .
— 900 RPM — здесь так же может быть «разброс» до 50 оборотов в ту или иную стороны.
— горизонтальная » time » : определенное время здесь не показывается (см. далее по тексту).
От чего зависят «переходы» из режима в режим?
Так называемая «правильная» работа двигателя определяется в первую очередь оптимальным составом топливо-воздушной смеси и не последнюю роль здесь играет такое понятие, как «расслоение смеси», потому что только при качественном расслоении смеси можно достичь качественное регулирование нагрузки и, что так же является досточно важным условием — снизить количество вредных выбросов в атмосферу.
Наиболее вредным продуктом окисления топлива является оксид азота ( NO ), образующийся в результате химической реакции между азотом и кислородом при температуре в камере сгорания свыше 1500 k .
Не будем рассматривать имеющийся при этом «Махе — эффект«, скажем только, что при работе двигателя GDI на ХХ и при образовании максимально допустимой концентрации NO (вспомните «непонятный» запах из выхлопной трубы), бортовой компьютер переводит двигатель в режим, который можно условно назвать «продувкой».
Обороты двигателя повышаются до 900 ( плюс-минус 50) и происходит смена режима работы двигателя, с COMPRESSION ON LEAN на STICH F/B .
Режим STICH F/B в свою очередь разделяется еще на два подрежима:
— режим регулирования топливо-воздушной смеси по показаниям датчика кислорода ( CLOSED LOOP ) и
— режим работы без регулирования состава топливо-воздушной смеси датчиком кислорода ( OPEN LOOP ).
При условии исправности всех систем ЭСУД (электронная система управления двигателем), датчик кислорода работает так, как ему и положено:

,- от 117 mV до 958 mV ( это не идеал, но все же. ).
Если при работе двигателя на ХХ наблюдается довольно частый переход из режима COMPRESSION ON LEAN в режим STICH F/B , то это может означать, в первую очередь, неправильный состав топливо-воздушной смеси и уже по этому признаку можно делать определенные косвенные выводы о исправности той или иной системы управления двигателем.
Встречалось такое, что вместо штатного датчика кислорода ставили «кислородник» от «девятки». В этом случае система «намертво» вставала в режим OPEN LOOP , а показания датчика кислорода были постоянными — около 30 mV .

Принцип работы Джедая или «GDI»

Наткнулся как то в просторах интернета на интересную статейку про джедай, может кому интересно будет знать, и так: Что такое система впрыска GDI?

Мы хорошо знаем достоинства и недостатки двигателей. Бензиновый — легко пускается, разгоняется быстро, но любит «покушать». Дизель дороже в обслуживании, не столь быстроходен, имеет повышенный уровень шума. Зато потребляет куда меньше топлива. Вот бы совместить их оба и сделать быстрый и тихий, да и мощность повыше и расход топлива меньше. Такими качествами обладают двигатели GDI с непосредственным впрыском топлива.

Теория работы двигателя

Чудес не бывает, даже в двигателестроении. Чтобы объяснить принцип работы двигателя GDI с непосредственным впрыском рассмотрим теорию двигателей.

Чтобы топливо сгорело, нужен воздух. Но надо смешать с топливом столько воздуха, сколько нужно для полного сгорания. Такое количество воздуха называется стехиометрическим, и оно, конечно же, давно известно. Например, для бензина оптимальный состав топливной смеси выражается соотношением 14,7:1, то есть на 1 грамм бензина нужно 14,7 грамма воздуха. Смесь, в которой воздуха больше, чем нужно, называется бедной, а та, в которой воздуха меньше, чем нужно (то есть больше топлива), называется богатой.

Слишком бедную смесь не всегда удается поджечь, при работе на богатой смеси несгоревшее топливо бесполезно «вылетает в трубу» и растет выброс угарного газа.

Но воздух нужен не только для сгорания. Чем выше давление в цилиндре перед воспламенением смеси, тем больше отдача двигателя. И нам очень выгодно, чтобы больше воздуха попало в цилиндр на такте впуска: тем больше потом будет давление. А вот теперь пора разбираться, почему дизель экономичнее.

Вспомним, как работает ДВС. У бензинового двигателя на такте впуска смесь воздуха и топлива поступает в цилиндр, затем она сжимается и поджигается искрой. У дизеля на такте впуска в цилиндр поступает только воздух, который сжимается поршнем под большим давлением и от этого еще и нагревается. К концу сжатия в цилиндр впрыскивается топливо, которое при высоких давлении и температуре самовоспламеняется. Давление в цилиндре дизеля намного выше, чем в цилиндре бензинового двигателя: для современного безнаддувного дизеля вполне нормальна степень сжатия 20, а у серийных бензиновых, даже самых «зажатых», едва достигает 11. А выше давление в цилиндре — выше и эффективность.

Сразу мысль: а поднять степень сжатия в бензиновом двигателе?! Пробовали. Но выше 11 никак не получается. Потому что есть такие явления, как детонация и калильное зажигание.

Детонация — очень быстрое сгорание топлива в точках, удаленных от свечи, сопровождается резким местным перегревом и перегрузкой деталей двигателя. Внешний признак детонации — стук.

Калильное зажигание — преждевременное (до появления искры) воспламенение смеси от перегретых деталей камеры сгорания.

Длительная работа с детонацией и калильным зажиганием недопустима: мотор быстро выйдет из строя. Детонацию и калильное зажигание провоцируют высокая температура и высокое давление. Во избежание детонации моторы с высокой степенью сжатия «кормят» высокооктановым бензином (98), но выше степени сжатия 11 и его «не хватает».

Если мы хотим сделать бензиновый двигатель экономичным, «эластичным» и при этом более мощным, то мы должны избавить его от детонации и научить «питаться» бедной смесью. Вот если бы топливо впрыскивалось непосредственно в цилиндр…

Читать еще:  Двигатель wcj450y01 схема подключения

На Mitsubishi раньше других осознали, какую пользу может принести непосредственный впрыск в условиях ужесточения экологических норм. 15 лет усилий увенчались успехом: первые доведенные до готовности к производству моторы с непосредственным впрыском бензина были представлены осенью 1995 г. Их обозначили GDI — Gasoline Direct Injection — непосредственный впрыск бензина.

Как устроен двигатель GDI

Действительно, двигатель GDI напоминает по конструкции и обычный бензиновый, и дизель. В каждом цилиндре присутствует и свеча зажигания, и форсунка, а топливо подается насосом высокого давления под давлением 5 МПа. Форсунка обеспечивает два различных режима впрыскивания топлива.

Обратим внимание на следующие особенности. Впускной трубопровод подходит к цилиндру сверху. Это позволяет получить падающий поток воздуха, который после контакта с поршнем разворачивается и устремляется вверх, закручиваясь по часовой стрелке (такая организация воздушного потока позволяет достичь оптимальной концентрации топлива непосредственно около свечи). По почти прямому трубопроводу поток движется с очень высокой скоростью, и даже когда поршень достиг нижней мертвой точки, еще некоторое количества воздуха входит в цилиндр по инерции.

Поршень необычный — сверху есть выемка сферической формы. Форма поршня обеспечивает три важные функции. Во-первых, позволяет задать воздушному потоку нужное направление движения. Во-вторых, направляет впрыскиваемое топливо непосредственно к свече зажигания, что важно при работе на предельно бедных смесях. В-третьих, определяет распространение фронта пламени.

🔎 Как работает двигатель GDI?

В работе GDI различаются три возможных режима в зависимости от режима движения. Работа на сверх бедных смесях. Этот режим используется при малых нагрузках: при спокойной городской езде и загородном движении на скоростях до 120 км/ч. В этом случае топливо подается в цилиндр практически как в дизеле — в конце такта сжатия. Топливо впрыскивается компактным факелом и, смешиваясь с воздухом, направляется сферической выемкой поршня.

В результате наиболее обогащенное топливом облако оказывается непосредственно около свечи зажигания и благополучно воспламеняется, поджигая затем бедную смесь. В результате двигатель устойчиво работает даже при общем соотношении воздуха и топлива в цилиндре 40:1.

Работа на стехиометрической смеси. Этот режим используется при интенсивной городской езде, высокоскоростном загородном движении и обгонах. При стехиометрическом составе смеси с воспламенением никаких проблем не возникает. Но поскольку было бы желательно повысить степень сжатия, то важным становится не допустить детонации и калильного зажигания. Впрыск топлива осуществляется в процессе такта впуска. Топливо впрыскивается коническим факелом, распыляется по всему цилиндру и, испаряясь, охлаждает при этом воздух в цилиндре. Благодаря охлаждению снижается вероятность детонации и калильного зажигания.

И еще один режим реализует система управления GDI. Он позволяет повысить момент двигателя в том случае, когда водитель, двигаясь на малых оборотах, резко нажимает педаль акселератора. Когда двигатель работает на малых оборотах, а в него вдруг подается обогащенная смесь, вероятность детонации еще возрастает. Поэтому впрыск осуществляется в два этапа.

Небольшое количество топлива впрыскивается в цилиндр на такте впуска и охлаждает воздух в цилиндре. При этом цилиндр заполняется сверх бедной смесью (примерно 60:1), в которой детонационные процессы не происходят. Затем, в конце такта сжатия, подается компактная струя топлива, которая доводит соотношение воздуха и топлива в цилиндре до «богатого» 12:1. А на «подготовку» детонации времени уже не остается.

Что в итоге? Степень сжатия удалось поднять до 12—12,5, улучшилось наполнение воздухом. Двигатель устойчиво работает и на очень бедной смеси. По сравнению с «обычным» бензиновым двигателем, GDI расходует на 10% меньше топлива, выдает на 10% больше мощности и выбрасывает на 20% меньше углекислого газа. Но из-за содержания в бензине серы пришлось отказаться от одного из преимуществ — повышенной мощности.

Двигатель GDI: история, особенности, нюансы работы

Схема двигателя: особенности, отличия

В чем заключается принципиальное отличие нового двигателя от стандартных решений?

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

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

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

Двигатели GDI: разновидности впрыска горючего

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

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

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

GDI и черные свечи

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

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

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

Читать еще:  Двигатель adr работает как дизель

GDI: свечи

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

  • иридиевые;
  • платиновые;
  • двухконтактные.

Последний вариант представляет собой наиболее оптимальное соотношение цены и качества.

Несколько слов об особенностях непосредственного впрыска

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

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

Практические рекомендации для владельцев авто с двигателями GDI

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

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

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

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

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

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

Вместо вывода

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

Что такое GDI двигатель? Отличительные особенности мотора

Возникающие колебания, параллельно подкрепляют споры и отзывы, которые прописываются на форумах. Человек, не сталкивающийся с моторами GDI и не имеющий ни малейшего представления о них, начинает опасаться за будущую покупку. Мало ли придется столкнуться с внештатной работой моторного узла, либо увеличить ремонтные расходы, либо часто обращаться в автомастерскую.

Поэтому, чтобы сделать правильный выбор, мы расскажем о том, что такое GDI мотор и какие у него плюсы и минусы. В этой статье мы учли мнения всех категорий водителей: профессионалов и любителей.

Особенности мотора и модификации

Двигатель, с аббревиатурой GDI (Gasoline Direct Injection), работает по принципу того, что топливо распределяется сразу по цилиндрам. В других двигателях, все построено по-другому, топливо впрыскивается сначала во впускной коллектор. Двигатели GDI используют только японские концерны, Mitsubishi, Toyota, Nissan.

Теперь остановимся на автомобилях с двигателем GDI. Первое с чего стоит начать, это топливо. Двигатель любит чистое топливо, с высоким октановым числом. Это можно рассматривать, как рекомендацию, которой следует придерживаться.

Категорически нельзя использовать этилированный бензин. Применяйте присадки, всевозможные очистители топлива и «повышатели» октанового числа. Использовать разрешается, но злоупотреблять не стоит. Это происходит потому, что принцип работы топливных насосов высокого давления (далее ТНВД) построен сложно.

Существует несколько модификаций двигателей GDI и каждый из них построен по-разному. Например, в одном двигателе принцип «сжимания и нагнетании топлива» включает участие только мембранного клапана.

Это уже другой двигатель у которого схема работы может быть уже по другому. Там могут быть задействованы 7 небольших плунжеров. Принцип работы схож с пистолетной обоймой и сложную механическую схему.

Эти модификации двигателей имеют одну схожую особенность. Все детали: мембранный клапан, плунжера являются высокоточными деталями. Их максимально качественно обрабатывают.

Совет

А теперь смотрите, что может произойти, если будете использовать некачественные виды топлива, либо подозрительные примеси в движках GDI. Через какое-то время ТНВД «сядет», что не будет давать нужного давления. Конструкторы предусмотрели этот момент и включили несколько ступеней для очистки топлива.

Начальная очистка производится при попадании топлива в ТНВД, где установлена «сеточка», которая производит первоначальную очистку.

Следующая очистка происходит непосредственно в топливном фильтре. Он находится на каждом автомобиле и располагается по-разному: у кого-то под днищем, у кого-то прямо в топливном баке.

Далее, очистка осуществляется тогда, когда топливо поступает в ТНВД, на подступах к которому установлена «сеточка-стакан».

Последняя очистка производится при обратном возвращении топлива, когда оно снова попадает в ТНВД и проходит через всю его конструкцию. На выходе мы опять имеем сеточку-стакан, которая производит очистку.

Все эти степени очистки являются отличным вариантом для любого вида топлива, кроме нашего.
Если мощность мотора и приемистость понизились, то не оставляйте этот факт без внимания. Значит, с двигателем происходит что-то не то.

Через определенное время автомобиль просто может перестать заводиться. Поэтому, незамедлительно выдвигайтесь на ближайшее СТО, которое специализируется на моторах с такими ТНВД. Попытайтесь решить вопрос еще на начальном этапе. Таким образом, можно продлить срок службы двигателя.

Выявление неисправности ТНВД

Чтобы определить проблему ТНВД и убедиться в его «виновности» стоит применить методику, которая включает в себя несколько пунктов:

Первый шаг: Начинаем с проверки электроники, в процессе которой считываем DTC. Должны сразу отметить тот факт, что на ТНВД двигателя установлен лишь электромагнитный клапан. Это все, что имеется из электроники на агрегате. Клапан «запирает» топливо.

Электроника на двигателях достаточно продвинутая и чувствительная. Много различных экспериментов проводили с ней, на которых она показывала себя с безупречной стороны.

Cистема GDI вызывает только уважение, но в ней есть особенность. Если ухудшаются параметры внутри ТНВД, то система на изменения давления горючего не реагирует. Здесь мы рассматриваем варианты износа от использования некачественного топлива. Следовательно, переходим к следующему шагу.

Шаг 2: Теперь убедитесь, что исправен электромагнитный клапан. Если с его работой проблем не обнаружено, переходим дальше.

Шаг 3: Замерьте давление ТНВД на «выходе». Нормально давление составит 40 — 50 кгсм2. Если прибор показывает результат в этом диапазоне, значит, все хорошо. Приобретая авто с мотором GDI, будьте готовы к тому, что Российское топливо им не подходит.

Если Вы приобрели, либо окончательно остановили выбор на GDI, то проводите полную очистку ТНВД каждые 2000-3000 километров. Доверить это лучше профессионалам.

Принцип работы

Теперь подробно рассмотрим, как работает данный тип двигателей.

По своей конструкции GDI схож с бензиновыми и дизельными моторами. Если брать цилиндр в отдельности, то он в себя включает форсунку, свечу зажигания. Благодаря форсунке горючее поступает в двух режимах.

Читать еще:  Вибрационный двигатель принцип работы

В работе двигателя существует несколько режимов, которые напрямую зависят от многих показателей: скорости, темпа езды, эксплуатации автомобиля. Первый режим — работа на сверхбедных смесях. Автомобиль едет спокойно, скорость не превышает 120 км/ч.

В результате этого режима на выходе получаем устойчивость, надежность работы двигателя. Второй режим — работа на стехиометрической смеси. Тут уже рассматривается интенсивное движение, езда на высоких скоростях.

Третий режим производит уже сама система управления Gasoline Direct Injection, когда машина двигается с маленькой скоростью, а затем резко вжимаете газ. Здесь происходит повышение момента двигателя.

Что в итоге? А то, что при первом режиме мотор будет работать устойчивей. Мощности будет выдавать больше, топлива расходовать меньше. Этот режим наиболее экологический, по сравнению с другими бензиновыми агрегатами.

GDI в деталях

Данную запись сделал для себя, кто знает — можно не читать)

Чем же отличается новый двигатель от «обычных»? Чтобы ответить на этот вопрос, придется начать издалека. Известно: для работы двигателя внутреннего сгорания топливо нужно смешать с воздухом в определенной пропорции, причем качество смеси существенно влияет на параметры мотора — его мощность, токсичность выхлопа и т.п. Известно также, что двигатели подразделяют на две категории: с внутренним смесеобразованием (дизели, у которых топливо смешивается с воздухом непосредственно в цилиндре) и с внешним (бензиновые — карбюраторные или с впрыском топлива, где в цилиндр поступает уже готовая топливо-воздушная смесь). Двигатель, получивший обозначение GDI (Gasoline Direct Injection, то есть бензиновый с непосредственным впрыском) как бы перешел в «лагерь» дизелей. У него форсунка также подает топливо в цилиндр, где оно смешивается с воздухом, но зажигание производится с помощью электрической искры.

Но это еще не все особенности данного двигателя. Не погружаясь в дебри аэродинамических процессов смесеобразования, можно сказать, что топливно-воздушная смесь в цилиндре имеет упорядоченную структуру, движется по запрограммированной траектории и имеет разную концентрацию по объему цилиндра: «холодную» у стенок цилиндра и «горячую» в центре в области свечи. Это приоткрывает завесу над тайной работы двигателя на сверх-обедненной смеси: просто-напросто рабочая концентрация создается непосредственно у свечи.

Также, из интересных особенностей можно отметить, что двигатель имеет два топливных насоса. Первый «обычный», который находится в баке и второй насос высокого давления (ТНВД), который приводится механически от двигателя.

Виды впрыска топлива двигателей с GDI

Двигатели 4G93 выпускаются двух типов: для Японии и для Европы. И у них есть различия и, можно сказать, довольно основательные.
И не только по конструкции двигателей, топливного насоса высокого давления, но и в самой системе впрыска топлива. Для Японских существуют всего два вида впрыска топлива на двигателях GDI :

ULTPA LEAN COMBUSTION MODE — режим работы на супер-обедненной топливо-воздушной смеси, приблизительно в соотношениях от 37:1 до 43:1. За «идеальное» соотношение принимается 40:1. В данном режиме двигатель работает на скоростях до 115-125 км/час при условии, что ускорение совершается спокойно и плавно, без резкого нажатия на педаль акселератора. и «выдает» наиболее максимальный крутящий момент на двигатель. Впрыск топлива происходит на такте сжатия, когда поршень еще не дошел до верхней мертвой точки . Топливо впрыскивается компактной струей и, закручиваясь по часовой стрелке, максимально пОлно размешивается воздухом.
SUPERIOR OUTPUT MODE режим работы в стехиометрическом составе топливо-воздушной смеси. Этот режим работы включается на скорости свыше 125 км/час или в том случае, если на двигатель «падает» большая нагрузка (прицеп, затяжной подъем в гору и так далее).

Для автомобилей, которые «европейцы», был добавлен еще один режим – ДВУХ-ступенчатый впрыск топлива под названием: TWO-STAGE MIXING — резкий старт с места или резкое ускорение при обгоне. Это режим двухступенчатого впрыска топлива, когда топливо впрыскивается в цилиндр два раза за четыре такта движения поршня.
Во время первого впрыска топлива на такте впуска состав топливо-воздушной смеси составляет всего такое соотношение, как 60:1. Это «два раза супер-обедненная смесь» и в таком соотношении она никогда не воспламенится и служит, в основном, для того, что бы охладить камеру сгорания, потому что чем ниже будет ее температура, тем больше войдет туда на такте впуска воздуха и, значит, тем больше топлива — соответственно, можно подать туда на втором такте — такте сжатия. То есть, все это придумано только для того, что бы увеличить коэфициент наполнения камеры сгорания

А если конкретно, то на такте сжатия в камере сгорания получается состав топливо-воздушной смеси равный 12:1 (сверх-обогащенная топливо-воздушная смесь).

Все это позволяет получить максимальную мощность. Для сравнения при одних и тех же оборотах, например, RPM 3000, двигатель GDI «выдает» на 10% больше мощности, чем тот же MPI (распределенный впрыск топлива).
Переключение режимов из одного в другой происходит автоматически и практически незаметно для водителя, всем управляет бортовой компьютер.

Есть и еще один режим работы двигателя: STICH F/B это режим работы на составе топливо-воздушной смеси, которая приближается к стехиометрическому, имеет «обратную связь» и может регулироваться «через» датчик кислорода. 😉

Подробно мы его рассматривать не будем. Скажем только, что при длительной работе двигателя GDI на ХХ бортовой компьютер переводит двигатель в режим, который можно условно назвать «продувкой». Обороты двигателя повышаются до 900 (плюс-минус 50) и происходит смена режима работы двигателя, с COMPRESSION ON LEAN на STICH F/B. Нормальным считается, если такой переход происходит примерно один раз в 4 минуты.

Черные свечи на GDI.

Наверняка многие не раз видели и уже привыкли к тому, что свечи на GDI практически всегда «черные».

Внимательно рассмотрев нагар на свече зажигания «от» GDI и отбросив «классические» причины, (несоответствие типа свечи, неправильное зажигания, масло в камере сгорания) можно назвать наиболее предположительную причину «черных» свечей зажигания это неправильный состав топливо-воздушной смеси.
Почему так, ведь за всем следит компьютер? Можно предположить, что «засаживание» свечей зажигания происходит из-за того, что образовавшийся с течением времени черный нагар (сажа) внутри впускного коллектора, ее самые легкие частички, увлекаются потоком воздуха и вместе с ним попадают в камеру сгорания. Вместе с тем, сажа на стенках впускного коллектора изменяет, как форму воздушного потока, так и его единовременный объем, вследствие чего в камере сгорания не создается запрограммированный «воздушный винт» и топливо-воздушная смесь перемешивается «некачественно», из-за чего она сгорает «не по стандарту GDI» и так по кругу в нарастающем порядке.
Свечи — это очень хороший индикатор состояния впускного тракта.

Чистка впускного коллектора поможет замедлить засаживание свечей (простой пример: автомобиль с двигателем GDI, который «с конвейера», может пробежать до 30.000км, и свечи зажигания у него будут «правильные», цвета «кофе с молоком»), но вместе с тем нужно понимать, что засаженный коллектор это не единственная причина. Есть еще клапана, на которых могут нарастать довольно ощутимые отложения, могут забиваться форсунки и не давать правильного распыла топлива.
Из-за особенностей смесеобразования в GDI двигатель не так чувствителен к состоянию свечей. Поэтому до некоторого предела на черный нагар на свечах можно не обращать внимания, но до известных пределов. Больше 15-20тыс на одном комплекте, наверное, ездить не стоит.

Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector