Электронные системы непосредственного впрыска бензиновых двигателей Системы впрыска

Непосредственный впрыск-диагностика и ремонт — ЧИП-ТЮНИНГ АВТОЭЛЕКТРИК АВТОРЕМОНТ В РУБЦОВСКЕ

Системы впрыска GDI, D4, NEO-DI

Диагностика и ремонт системы непосредственного впрыска.

Ремонт ТНВД двигателей с непосредственным впрыском в том числе 3S-FSE

Диагностика и анализ данных двигателей с непосредственным впрыском.

Система непосредственного впрыска

Система непосредственного впрыска топлива является самой современной системой впрыска топлива бензиновых двигателей. Работа системы основана на впрыске топлива непосредственно в камеру сгорания двигателя.

Впервые система непосредственного впрыска была применена на двигателе GDI (Gasoline Direct Injection – непосредственный впрыск бензина), устанавливаемом на автомобили компании Mitsubishi. В настоящее время система непосредственного впрыска используется в двигателях многих автопроизводителей. Передовики Audi (двигатели TFSI) и Volkswagen (двигатели FSI,TSI), которые практически полностью перешли на бензиновые двигатели с непосредственным впрыском.

Двигатели с непосредственным впрыском имеют в своем активе BMW, Infiniti, Ford, General Motors, Hyundai (двигатели Theta), Mazda (двигатели Skyactiv), Mercedes-Benz (двигатели CGI), Toyota двигатели D4, Mitsubishi двигатели GDI, Nissan двигатели NEO-DI.

Применение системы непосредственного впрыска позволяет достичь до 15% экономии топлива, а также сокращения выброса вредных веществ с отработавшими газами.

Принцип действия системы непосредственного впрыска

Система непосредственного впрыска в результате работы обеспечивает несколько видов смесеобразования:

  • послойное ;
  • стехиометрическое гомогенное ;
  • гомогенное.

Многообразие в смесеобразовании определяет высокую эффективность использования топлива (экономия, качество образования смеси, ее полное сгорание, увеличение мощности, уменьшение вредных выбросов) на всех режимах работы двигателя.

Послойное смесеобразование используется при работе двигателя на малых и средних оборотах и нагрузках. Стехиометрическое (другое наименование – легковоспламеняемое) гомогенное (другое наименование – однородное) смесеобразование применяется при высоких оборотах двигателя и больших нагрузках. На бедной гомогенной смеси двигатель работает в промежуточных режимах.

При послойном смесеобразовании дроссельная заслонка почти полностью открыта, впускные заслонки закрыты. Воздух поступает в камеры сгорания с большой скоростью, с образованием воздушного вихря. Впрыск топлива производится в зону свечи зажигания в конце такта сжатия. За непродолжительное время до воспламенения в районе свечи зажигания образуется топливно-воздушная смесь с коэффициентом избытка воздуха от 1,5 до 3. При воспламенении смеси вокруг нее остается достаточно много чистого воздуха, выступающего в роли теплоизолятора.

Гомогенное стехиометрическое смесеобразование происходит при открытых впускных заслонках, дроссельная заслонка при этом открывается в соответствии с положением педали газа. Впрыск топлива производится на такте впуска, что способствует образованию однородной смеси. Коэффициент избытка воздуха составляет 1. Смесь воспламеняется и эффективно сгорает во всем объеме камеры сгорания.

Бедная гомогенная смесь образуется при максимально открытой дроссельной заслонке и закрытыми впускными заслонками. При этом создается интенсивное движение воздуха в цилиндрах. Впрыск топлива производится на такте впуска. Коэффициент избытка воздуха поддерживается системой управления двигателем на уровне 1,5. При необходимости в состав смеси добавляются отработавшие газы из выпускной системы, содержание которых может доходить до 25%.

Как работает система непосредственного впрыска топлива GDI

Система непосредственного впрыска топлива применяется на бензиновых двигателях последних поколений с целью повышения их экономичности и увеличения мощности. Она предполагает впрыск бензина напрямую в камеры сгорания цилиндров, где и происходит его смешение с воздухом и образование топливовоздушной смеси. Первыми двигателями, которые были оснащены такой системой впрыска, стали моторы GDI (Mitsubishi). Аббревиатура GDI – расшифровывается как “Gasoline Direct Injection”, что дословно переводится как “непосредственный впрыск бензина”.

  1. Устройство и принцип действия системы GDI
  2. Конструктивные особенности двигателей GDI
  3. Режимы работы системы прямого впрыска
  4. Особенности эксплуатации системы
  5. Плюсы и минусы использования

Устройство и принцип действия системы GDI

В наши дни системы, аналогичные Gasoline Direct Injection, используют и другие производители автомобилей, обозначая данную технологию TFSI (Audi), FSI или TSI (Volkswagen), JIS (Toyota), CGI (Mercedes), HPI (BMW). Принципиальными отличиями этих систем являются рабочее давление, конструкция и расположение топливных форсунок.

Читайте также:  Двигатели Toyota 1UZ-FE и 1UZ-FE VVT-i харктеристики и опыт эксплуатации

Конструктивные особенности двигателей GDI

Классическая система непосредственного впрыска топлива конструктивно состоит из следующих элементов:

  • Топливный насос высокого давления (ТНВД). Для корректной работы системы (создания тонкого распыливания) бензин в камеру сгорания должен подаваться под высоким давлением (аналогично дизельным моторам) в пределах 5…12 МПа.
  • Электрический топливный насос низкого давления. Подает топливо из бензобака к ТНВД под давлением 0,3…0,5 МПа.
  • Датчик низкого давления. Фиксирует уровень давления, созданного электрическим насосом.
  • Форсунки высокого давления. Осуществляют впрыск топлива в цилиндр. Оснащены вихревыми распылителями, позволяющими создавать требуемую форму топливного факела.
  • Поршень. Имеет особую форму с выемкой, которая предназначена для перенаправления горючей смеси к свече зажигания двигателя.
  • Впускные каналы. Имеют вертикальную конструкцию, благодаря чему возникает обратный вихрь (закручен в противоположную сторону по сравнению с другими типами двигателей), выполняющий функцию направления смеси к свече зажигания и обеспечивающий лучшее наполнение камеры сгорания воздухом.
  • Датчик высокого давления. Располагается в топливной рампе и предназначен для передачи информации в электронный блок управления, который изменяет уровень давления в зависимости от актуальных режимов работы двигателя.

Режимы работы системы прямого впрыска

Как правило, двигатели с непосредственным впрыском имеют три основных режима работы:

  • Впрыск в цилиндр на такте сжатия (послойное смесеобразование). Принцип работы в этом режиме заключается в образовании сверхбедной смеси, что позволяет максимально экономить топливо. В начале в камеру цилиндра подается воздух, который закручивается и сжимается. Далее под высоким давлением осуществляется впрыскивание топлива и перенаправление полученной смеси к свече зажигания. Факел получается компактным, поскольку формируется на этапе максимального сжатия. При этом топливо как бы окутано прослойкой воздуха, что уменьшает тепловые потери и предотвращает предварительный износ цилиндров. Режим используется при работе мотора на малых оборотах.
  • Впрыск на такте впуска (гомогенное смесеобразование). Состав топлива в этом режиме близок к стехиометрическому. Подача воздуха и бензина в цилиндр происходит одновременно. Факел смеси при таком впрыске имеет коническую форму. Применяется при мощных нагрузках (скоростной езде).
  • Двухстадийный впрыск на такте сжатия и впуска. Применяется при резком ускорении машины, движущейся на малой скорости. Двойной впрыск в цилиндр позволяет снизить вероятность детонации, которая может возникнуть в моторе при резкой подаче обогащенной смеси. Вначале (на такте впуска воздуха) подается небольшое количество бензина, что приводит к образованию обедненной смеси и снижению температуры в камере сгорания цилиндра. На такте максимального сжатия подается оставшаяся часть топлива, что делает смесь богатой.

Особенности эксплуатации системы

Главным требованием для корректной работы двигателя с прямым впрыском топлива является использование качественного бензина. Оптимальная марка топлива, как правило, указывается в инструкции к автомобилю.

Обычно рекомендуется заливать бензин с октановым числом не менее 95. Однако важно учитывать, что этот уровень не должен быть обеспечен за счет различных присадок. Исключение составляют присадки, рекомендованные производителем двигателя и автомобиля.

Низкое качество топлива, особенно при высоком проценте содержания серы, бензола и углеводородов в отечественном бензине способствует преждевременному износу форсунок, что может вывести двигатель GDI из строя.

Не менее требователен бензиновый мотор с непосредственным впрыском к тому, какое масло применяется в системе. Здесь лучше всего следовать инструкциям производителя.

Плюсы и минусы использования

Главной особенностью двигателя gdi является подача топлива напрямую в цилиндр, что сокращает время цикла и существенно повышает мощность автомобиля (до 15%). Помимо этого уменьшается расход топлива (до 25%) и повышается экологичность выхлопа. Это обеспечивает более эффективную эксплуатацию автомобиля в городских условиях.

Для автомобилей, на которых установлен GDI двигатель, проблемы эксплуатации связаны прежде всего со следующим перечнем недостатков:

  • Необходимость нейтрализации отработавших газов при работе мотора на малых оборотах. При образовании обедненной топливно-воздушной смеси в выхлопных газах образуется много вредных компонентов, для устранения которых требуется установка системы рециркуляции отработавших газов.
  • Повышенные требования к топливу и маслу. Наилучшим бензином для GDI считается топливо с октановым числом 101, который практически недоступен на отечественном рынке.
  • Высокая стоимость производства двигателей и ремонта. Весомую долю проблем доставляют форсунки, подающие бензин в цилиндры. Они должны выдерживать высокое давление. Если они забиваются по причине некачественного топлива, их невозможно разобрать и почистить – форсунки подлежат только замене. Их стоимость в несколько раз выше, чем у обычных.
  • Повышенное внимание к системе фильтрации. Чистка и замена воздушного фильтра в такой системе должна производиться чаще, поскольку качество поступающего воздуха напрямую связано с состоянием форсунок.
Читайте также:  Как сделать теплый пол в гараже своими руками 1

Отечественные автомобилисты весьма скептически относятся к системе непосредственного впрыска, что обусловлено высокой стоимостью обслуживания автомобиля. С другой стороны, такие двигатели считаются передовой технологией, которая развивается и активно внедряется в автомобилестроение по всему миру.

ГБО на прямой впрыск

Переоборудование на газ двигателей с распределенным впрыском топлива – дело привычное. На такие моторы сейчас массово устанавливаются газобаллонное оборудование 4-го поколения, а варианты выбора сводятся к бюджету установки и правильному подбору оборудования для конкретного автомобиля. Примерно через 8-10 тыс. км установка окупает затраты, и счастливый автовладелец начинает действительно экономить на бензине.

Несколько по-другому обстоят дела с моторами, в которых используется технология прямого (непосредственного) впрыска бензина в цилиндры, что накладывает некоторые ограничения на установку и использование ГБО. Ведь в этих двигателях форсунка, а точнее – ее распылитель, находится непосредственно в камере сгорания (а не во впускном коллекторе, как на обычных моторах). Во время работы она подвергается воздействию высоких температур и давлению до 200 атмосфер, которое создает топливный насос. Поэтому при работе на газе такую бензиновую форсунку нельзя отключить, так как ей нужно охлаж­даться протекающим через нее топливом. Кроме того, по каналам распылителя должно протекать топливо, чтобы исключить их закоксовывание. И на сегодняшний день есть всего несколько решений, которые придуманы в мире ГБО для газификации моторов с непосредственным впрыском.

ГБО 6 поколения

Автогазовые системы 6-го поколения подразумевают подачу газа через бензиновые форсунки непосредственно в камеру сгорания. Данное оборудование представлено только компаниями Prins (DirectLiquimax 2.0) и Vialle (LPDi). Но даже у этих производителей кар-листы включают лишь самые распространенные 4-цилиндровые моторы, а их обновление происходит крайне редко. Кроме того, из-за низкого качества газа и слишком чувствительных к нему компонентов системы производители ГБО 6 поколения с опаской относятся к рынку Украины, а гарантийные условия зачастую не покрывают поломки систем.

Среди недостатков ГБО 6 поколения отмечается высокая стоимость установки (60-70 тыс. грн), шум от насоса в баллоне и сложность отладки. Точно отрегулировать газовую топливоподачу через бензиновые форсунки на моторе с прямым впрыском очень сложно. Плюс существуют проблемы вскипания газа в топливной рейке при температурах воздуха более +30°С. Именно поэтому в Украине эти автогазовые системы не получили распространения, а их развитие практически остановлено.

ГБО 7 поколения

Весь газовый мир сейчас в ожидании систем 7-го поколения, которые в прошлом году презентовала польская компания AC S.A. В этом ГБО предлагается комбинированный впрыск газа – в паровой и в жидкой фазе одновременно. Что позволяет максимально точно отрегулировать подачу газового топлива во всех эксплуатационных режимах мотора. На сегодняшний день такие системы для 4-цилиндровых моторов прошли омологацию в Европе, а уже в мае стартует их испытание в Украине. Главный офис сети СТО PROFIGAS уже готовит первый тестовый автомобиль с ГБО 7-го поколения.

4 поколение на прямой впрыск

Газобаллонное оборудование 4-го поколения пока остается лучшим решением для установки на мотор с прямым впрыском. Работа таких автогазовых систем происходит по алгоритму, который подразумевает одновременную подачу двух видов топлива. Газовая форсунка стоит во впускном коллекторе и подает основную порцию топлива, а бензиновая открывается на 5%-30% от номинальной подачи, одновременно охлаждаясь и сохраняя чистыми каналы распылителя. Современные газовые блоки управления построены на мощных процессорах и успешно справляются с задачей мгновенного пересчета бинарной порции топливной смеси.

ГБО 4-го поколения для прямого впрыска очень непросто правильно подобрать к машине, так как комплекты не универсальные. В связи с тем, что все автопроизводители используют разные алгоритмы впрыска и постоянно экспериментируя их меняют, под каждый мотор и каждую машину пишется своя отдельная прошивка. У производителей ГБО есть свои кар-листы, в которых указано, на какие моторы у них разработаны прошивки и какие блоки должны быть использованы при монтаже.

К примеру, ГБО уже можно поставить почти на все двигатели VAG-группы. Моторы GDI (Hyundai) или EcoBoost (Ford) находятся в активной разработке. Правда, остается и небольшой список двигателей, на которые, к сожалению, пока комплектов нет (современны моторы Honda, BMW, Lexus). Но, учитывая перспективность ГБО, списки моторов с прямым впрыском регулярно пополняются. И еще вчера недоступные авто уже завтра могут оказаться с газом.

Читайте также:  Какая вода замерзает быстрее - пресная или соленая при 0 градусов, какова температура замерзания и о

Кто и где?

Монтаж и настройку ГБО на прямой впрыск в Украине пока осуществляют немногие СТО. И прежде чем отдать свою машину на установку, постарайтесь выяснить все нюансы.
• Проверьте СТО, почитайте отзывы и узнайте, есть ли у специалистов опыт по установке и настройке ГБО на прямой впрыск.
• Проверьте документы, предоставляемые для перерегистрации, которые должны быть оформлены конкретной станцией с указанием ее адреса.
• Старайтесь избегать установки малораспространенного ГБО, которое потом никто, кроме этого установщика, не сможет настроить.
• Уточните, какое ГБО могут предложить вам на СТО, ведь только крупные производители газобаллонного оборудования предлагают действительно работающие и надежные системы.
• Не доверяйте установку мастерам, предлагающим контрабандную продукцию без возможности обращения в техподдержку производителя.
• Современное ГБО 4-го поколения на прямой впрыск может быть точно настроено только при помощи ПК и специального программного обеспечения.
При неквалифицированном монтаже и настройке вероятность получить некорректно работающую систему слишком высока, что может повлечь дорогостоящие ремонты и даже замену бензиновых форсунок. Но, сделав правильный выбор, вы получите хорошее оборудование, его грамотную установку и настройку, что, в свою очередь, гарантирует максимальную экономию без потерь удовольствия от езды.

Как определить мотор с прямым впрыском

Законодателем моды на прямой впрыск является концерн VAG (Volkswagen Audi Group). Большинство моделей марки Volkswagen, Audi, Skoda, SEAT агрегатируются моторами FSI, TSI, TFSI. Но уже на сегодняшний день такие моторы есть практически у каждого автопроизводителя. К примеру, у Ford это двигатели EcoBoost, у Mazda – SkyActiv, у HYUNDAI и KIA – GDI, у Volvo – GTDi, у Peugeot и Citroёn – THP, у Renault – TCe, у Opel – SIDI, а у Nissan (Infiniti) – DIG. Это далеко не полный список и с каждым днем он увеличивается.

Экономический эффект

Газобаллонная система на моторы с прямым впрыском сложнее в монтаже и требует более высокой квалификации в настройке. Из-за этого стоимость ГБО на моторы с непосредственным впрыском топлива будет немного выше обычных систем. ГБО на прямой впрыск выпускают многие, но только крупнейшие производители (STAG, Landi Renzo, Prins) предлагают 100% работающее оборудование, и его цена с установкой составит от 20 тыс. грн за бюджетные решения и до 45-50 тыс. грн за премиум варианты. Отталкиваясь от этой стоимости и учитывая, что при работе ГБО вместе с газом понемногу будет расходоваться и бензин, период окупаемости газобаллонной установки составляет около 1 года.

Зачем в ГБО нужен бензин

Автогазовые системы для двигателей с непосредственным впрыском подразумевают работу мотора на битопливой смеси «газ+бензин». В зависимости от выбранного оборудования соотношение этих двух видов топлива будет разным:

• 97% газ + 3% бензин – на голландских системах PRINS;

• 90% газ + 10% бензин – на итальянских системах LANDI RENZO;

• 75% газ + 25% бензин – на польских системах STAG.

Также на бензине проводится запуск и прогрев мотора.

Где искать заветный код

Газобаллонное оборудование на моторы с прямым впрыском подбирается исходя из кода двигателя. Первым делом при обращении на СТО по установке ГБО у вас спросят именно эту информацию. Конечно, если вы приехали на консультацию, то специалисты самостоятельно найдут код, а если вы пока прицениваетесь по телефону, то узнать код двигателя желательно еще до звонка.

У различных авто код мотора может быть расположен на табличке, закрепленной на кузовной стойке, на табличке в моторном отсеке или даже на самом агрегате. Более точное расположение могут подсказать установщики или представители производителя вашего авто.

Согласно этому коду и подбирается комплект. Причем для большинства кодов это абсолютно индивидуальные прошивки, и лишь для нескольких моторов может быть предложено универсальное решение.

Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.

Ссылка на основную публикацию
Электрическая регулировка сидений Автокресла
Электропривод на сидения своими руками - схема, фото, видео Установить электропривод передней спинки сидения на автомобиль ВАЗ с передним приводом...
Штрафы водителям, не пропустившим пешеходов — особенности, размеры, наказание
Непропуск пешехода «Должен ли я был пропускать пешехода?» — с таким вопросом в редакцию обратился житель Бреста, приславший неоднозначную видеозапись....
Штрафы ГИБДД за превышение скорости в 2020 году — что важно знать
Дорожный знак 6 Чего греха таить, некоторые водители, приобретая некий (подчас, непродолжительный) опыт управления транспортным средством, позволяют себе весьма пренебрежительно...
Электрическая схема ВАЗ 2108, 2109, 21099 с низкой панелью приборов
Электрооборудование 2108 Полная схема — Энциклопедия журнала За рулем Схема электрооборудования автомобилей ВАЗ–2108, ВАЗ-21083, ВАЗ–2109, ВАЗ-21093 и ВАЗ-21099 исполнения «стандарт»...
Adblock detector