Проблемы непосредственного впрыска в России
Разбираемся, почему прямой впрыск в России создает владельцам авто проблемы, о которых японцы и европейцы даже не подозревают.
За многие годы активного сотрудничества между потребителями и мастерами автосервисов, проведения всевозможных тестов продукции, а также самостоятельных ремонтов, мы наработали огромную базу знаний. Сегодня мы продолжаем серию публикаций о распространенных проблемах современных моторов. Ни в коем случае не хотим высказывать претензии автопроизводителям. Вся информация собрана при личном общении или на собственном опыте экспертов LAVR.
Тема сегодняшнего разговора – проблемы моторов с непосредственным впрыском топлива.
Непосредственный или прямой впрыск считается наиболее современным. Хотя саму технологию пытались применять на автомобильных моторах еще до войны – она претерпевала разнообразные изменения. На современном этапе (года после 2007) машины, оснащенные двигателем с непосредственным впрыском, начиная от 40 000 км пробега сталкиваются со множеством типичных проблем, за которыми следует сложный, дорогостоящий ремонт. При этом, турбированные моторы по сравнению с обычными атмосферными сталкиваются с неисправностями чаще и раньше, ведь там температурные нагрузки во впуске выше.
Чувствительность к бензину
Самая большая и распространенная проблема современных моторов непосредственного впрыска – чувствительность всей системы к качеству топлива, а также масла. Вот почему название текста содержит географическую привязку. Проблему «ломкости» непосредственного впрыска правильнее назвать проблемой непосредственного впрыска в России. Все потому, что содержание серы и примесей внутри бензина у нас очень высокое, что критично для прецизионной топливной аппаратуры прямого впрыска. Даже в благополучной Европе по сравнению с идеальной Японией качество бензина влияет на ресурс моторов, а на территории РФ все совсем печально.
Здесь часто задают вопрос: сама механика непосредственного впрыска, использование ТНВД пришли в бензиновые моторы из дизельных. Почему у дизелей нет подобных проблем. Секрет в смазывающих свойствах: у дизтоплива они гораздо выше, чем у бензина. Первым зачастую страдает топливный насос высокого давления. Таким образом, владельцам авто с мотором непосредственного впрыска важно следить за качеством бензина, при заправке на сомнительной АЗС применять Октан-корректор, Усилитель моторного топлива или Моющую присадку. Не лишним будет также регулярно использовать Нейтрализатор воды. Это постоянная профилактика. Раз в год следует промывать форсунки. Демонтаж и промывка в УЗ-ванне при непосредственном впрыске становятся довольно сложной, дорогостоящей процедурой, а вот безразборная промывка жидкостью ML101 с раскоксовывающим эффектом или более мягким средством ML101 Euro гораздо доступнее.
Что касается требований к качеству масла или проблем с его угаром, опытные автовладельцы советуют использовать малозольное масло, менять которое нужно через каждые 5 000-7 000 км. Низкое содержание золы (до 1,15%, а иногда до 0,8%) необходимо, чтобы масляная пыль, которая летит из системы вентиляции картера и ЕГР, как можно меньше загрязняла клапана и камеру сгорания. Но малозольные масла не слишком стойкие и долговечные, поэтому требуют более частой замены, тщательного подбора. Автопроизводители уже сами путаются в допусках, пытаясь найти варианты, которые не повлекут ни повышенный износ всего двигателя, ни закоксовку клапанов.
Еще один усугубляющий момент: при износе ЦПГ топливо может попадать в поддон картера, смешиваться с маслом, что значительно уменьшает его смазывающие свойства.
Какие профилактические меры здесь можно предпринять? Следить за интервалами замены, покупать масло только в проверенных магазинах, делать промывку системы при замене. Для авто с непосредственным впрыском отлично подходят классическая 7-минутная промывка двигателя, созданная специально для турбовых моторов, либо 10-минутка High Traffic.
Нагар на клапанах
Опытные мастера уверяют, что раньше других начинаются проблемы у клапанов: отложения накапливаются, застывают на впускных клапанах уже при пробеге 20 000 км.
Склонность к закоксовке клапанов объясняется очень просто. При распределенном впрыске форсунки подают бензин на клапан, таким образом охлаждая, омывая его. При непосредственном впрыске это невозможно, соответственно, клапана греются сильнее, на них летит масляная пыль из системы вентиляции картерных газов, постепенно нарастает «шуба» из масляных отложений и нагара. Она затрудняет газообмен, нарушает герметичность камеры сгорания. Если вспомнить, что большая часть современных моторов предполагает по регламенту приличный угар масла, то понятно, что загрязнения образуются очень быстро. Особая группа риска включает моторы, которые часто работают при малой нагрузке, то есть стоят в пробках.
Очистка впускных клапанов и окон ГБЦ на моторах с непосредственным впрыском рекомендована каждые 500 000 км. Чаще всего ее выполняют механически с демонтажем. Но то же самое можно сделать пенной раскоксовкой LAVR COMPLEX, запенив ее со стороны впускного коллектора. Есть также специализированные средства для впуска.
Перебои в зажигании
Моторы с непосредственным впрыском известны своими капризами при запуске.
Причиной могут быть закоксованные клапана, отсутствие компрессии. Но есть также технологическая особенность: из-за ухода тепловых зазоров при температурах ниже -25°С, ТНВД не может развить номинальное давление, запуск не происходит. По мере увеличения пробега проблема нарастает: при холодном пуске мотор начинает трястись, не заводится.
Сюда же добавляем низкое тепловыделение на холостых, ведь мотор работает на сверхобедненной смеси. То есть, запустившись с трудом, двигатель очень долго выходит на рабочую температуру, сильно изнашивая ТНВД и форсунки. Бывают случаи, когда небольшой по объему мотор настолько остывает, что из печки идет холодный воздух. Рекомендации здесь те же – максимально поддерживать работоспособность узлов системы питания двигателя за счет коррекции топлива, поддержания тотальной чистоты бака, фильтров, топливопроводов, форсунок, камеры сгорания, впускного коллектора.
Загрязнение форсунок
Форсунки непосредственного впрыска, разумеется, технически более сложные, дорогие, капризные. Если инжекторы распределенного впрыска работают под давлением 3-4 атмосферы, то эти нагнетают топливо силой до 200 атм. Требования к точности их работы тоже намного выше: даже небольшое изменение факела распыла ведет к серьезным нарушениям работы мотора. А из-за чего меняется факел?
Есть несколько факторов, назовем два ключевых. Первый — некачественный бензин, вода внутри топливной системы. Второй – контакт с высокой температурой внутри камеры сгорания, особенно при воспламенении рабочей смеси. То есть осмоление, загрязнение форсунки идет по двум сторонам, происходит это достаточно интенсивно. Загрязнение впрыска приводит к неправильному образованию топливной смеси, ухудшению воспламенения, динамики, потере мощности, пропускам зажигания, а также оказывает комплексное негативное влияние на основные системы автомобиля. О способах промывки впрыска мы писали ранее.
Какой вывод можно сделать из всего вышесказанного? Если соблюдать регламенты обслуживания, тщательно выбирать масла, использовать только проверенные крупные заправки, то на территории крупных городов России машины прямого впрыска могут ходить до 200 000 км без глобального ремонта. На территории глубинки, к сожалению, современный высокотехнологичный автомобиль может доставить много проблем.
Чем отличается распределенный впрыск и непосредственный
Существующие наиболее распространенные типы двигателей можно разделить на две части: распределенный впрыск и непосредственный впрыск.
1. Распределенный впрыск топлива подразумевает размещение форсунок индивидуально под каждый цилиндр. На такте впуска каждого цилиндра отдельная форсунка впрыскивает топливо (газ или бензин) в определенный момент. Дозированная порция топлива попадает на впускной клапан соответствующего цилиндра. Бензин, поступивший в цилиндры, испаряется, перемешиваясь с воздухом, образуя горючую смесь. Составные узлы системы распределенного впрыска:
- системы подачи и очистки бензина, воздуха;
- электроника, включающая в себя набор датчиков;
- система, которая улавливает пары топлива и сжигает их.
2. Система непосредственного впрыска топлива относится также к инжекторным двигателям, но отличается в первую очередь расположением форсунок. Они расположены в головке блока цилиндров и под большим давлением подают топливо в камеру сгорания каждого цилиндра. В отличие от распределенного впрыска, где впрыск происходит во впускной коллектор, здесь впрыск идет прямо в цилиндры.
Преимущество систем непосредственного впрыска — экономичность и соответствие экологическим стандартам. Такие двигатели на 15-20% более экономны, чем распределенный впрыск, а также соответствуют нормам Евро 5, тогда как распределенный впрыск — Евро 4.
Отличия ГБО для двигателей с распределенным и непосредственным впрыском
Пока что большинство автомобилей в Украине комплектуются двигателями распределенного впрыска, для которых подходит ГБО 4-го поколения. Для прямого впрыска предназначены ГБО 5-го и 6-го поколений. Их принципиальная разница в следующем:
- в 4-м поколении газ подается на редуктор под давлением 15-16 атм., где переходит в газовую фазу. С редуктора газ подается на форсунки, установленные перед впускным коллектором;
- 5-е поколение исключает редуктор. Жидкий газ сразу подается на форсунки благодаря системе из нескольких насосов: два общих (один в баллоне, второй — под капотом) и индивидуальные форсуночные насосы. Форсунки располагаются на рампе;
- 6-е поколение не предусматривает ни редуктора, ни газовых форсунок — газ подается в цилиндры через родные бензиновые форсунки.
ГБО с непосредственным впрыском (TSI, FSI) требовало решения вопроса смазки бензиновых форсунок, стоящих в двигателе, что и было реализовано в ГБО 6. Если ГБО 5 использует соотношение «бензин/газ» 20/80, то в ГБО 6 газ подается через родные узлы.
Установка ГБО непосредственного впрыска занимает до 3-х дней, ГБО распределенного впрыска устанавливается быстрее — 8-12 часов. В силу ответственности установки данных комплектов рекомендуем обращаться только в авторизированные центры. PRIDE GAS — официальный дистрибьютор в Украине итальянского производителя AEB, чьи системы PRIDE by AEB отлично зарекомендовали себя на украинских дорогах. 3 года гарантии и индивидуальный подход к каждому клиенту — это только часть того, что мы готовы вам предложить.
PRIDE GAS — не стоит рисковать своим автомобилем, доверьте установку ГБО нам!
Также интересные статьи от PRIDE GAS:
ГБО Италия: подбор ГБО по марке автомобиля
ГБО Италия для двигателей с непосредственным впрыском
Рекомендуемые комплекты ГБО для двигателей распределенного впрыска 4 поколения
Прямой впрыск топлива — Журнал «4х4 Club»
Для дизельных двигателей уже давно любой впрыск – непосредственный, в то время как для бензиновых моторов на сегодняшний день это последнее слово техники…
Еще на заре двигателестроения, сто лет назад, пути бензиновых и дизельных моторов разошлись. И тому были весомые причины в виде различия теории двух типов, а также совершенно разной организации горения смесей в цилиндре. Точнее, способа поджигания того, что должно было сгореть и выдать тепло для работы. Пройдя долгие пути совершенствования, моторы с зажиганием от свечи и двигатели, в которых смесь вспыхивает от сжатия, перепробовали в качестве топлив буквально все, что только может гореть, от керосина и тяжелых фракций нефти до природного газа, спирта и растительного масла. Системы питания этих моторов тоже были весьма разнообразны – от распылителей наподобие садовой лейки до впрыскивания топлива и в коллектор, и прямо в камеру сгорания. В итоге последние и победили всех остальных.
КОМПОНЕНТЫ.
Три главные части систем непосредственного впрыска – насос высокого давления, общая рампа с форсунками и электронный блок управления впрыском. За кажущейся простотой многочисленные технические ноу-хау, но рядовому сервисмену и common rail, и бензиновые аналоги обслуживать легко
СЖЕЧЬ БЕЗ ОСТАТКА
Но просто доставить заряд топлива в цилиндр оказалось недостаточно. Для того чтобы сделать моторы более экономичными и снизить выбросы вредных веществ в выхлопных газах, инженерам пришлось научиться управлять еще и скоростью горения смеси, а также точно позиционировать зону начала горения, направление продвижения пламени при рабочем ходе и его температуру. Помимо оптимизации формы самой камеры сгорания, единственным способом столь точной «стрельбы» топливом по рабочему объему стало повышение давления впрыска, вследствие чего появились системы типа сommon rail. Это название мы привыкли употреблять для дизельных систем. Бензиновые аналоги именуются «прямой впрыск», и у каждого производителя называются по-своему (GD-I – у Mitsubishi, FSI – у группы Volkswagen-Audi и т. д.).
ОБЩАЯ РАМПА
Отличие аппаратуры common rail от обычных систем впрыска прежде всего в очень большом (от 200 до 2000 бар) рабочем давлении. Топливо под большим давлением аккумулируется в довольно толстой общей емкости вблизи форсунок – топливной рампе. Потому такой впрыск еще называют аккумуляторным. Большой объем рампы снижает пульсацию давления от работы форсунок, что особенно актуально для дизелей. Форсунки открываются электроимпульсом и могут быть как обычными электромагнитными, так и пьезоэлектрическими. Высокое давление нагнетает механический топливный насос.
Для чего оно нужно? Исключительно для того, чтобы за очень короткий промежуток (миллисекунды) можно было впрыснуть заряд смеси, а за весь рабочий ход одного цилиндра успеть сделать несколько таких «инъекций».
ХОЛОДНЫЙ ПУСК.
Чтобы дизель пускался в любой мороз, прямо в камере сгорания торчит раскаленный носик электрической свечи накаливания. После запуска свеча отключается
В дизельных моторах подобный цикл работы, помимо более полного сгорания, позволяет избавиться от характерного «металлического» стука. Именно поэтому современные директ-дизели так тихи и почти не дают вибраций. Кроме того, точное позиционирование огненного факела позволяет даже устроить вспышку в центре камеры, оставив воздушную прослойку у стенок. Это снижает теплонагруженность дизеля и повышает его КПД (больше тепла используется на работу, меньше без дела отдается в атмосферу). И, наконец, управляемое сгорание смеси снижает вредные выбросы.
В бензиновых моторах прямой впрыск тоже позволяет точно регулировать процессы работы и, кроме того, дает возможность получить послойное горение (именно так переводится «фольксвагеновское» Fuel Stratified Injection). Зачем это нужно? Для той же экономии топлива. Дело в том, что, как известно, для бензинового двигателя есть оптимальное соотношение бензина к воздуху, называемое стехиометрическим (примерно 1:17). Но на некоторых режимах мотор может отлично работать и при соотношении 1:40. Только такую бедную смесь уже не поджечь свечой. Послойный впрыск позволяет получить в камере сгорания слои смеси с разным соотношением в разных местах – богатым в небольшом объеме возле свечи и сверхбедным во всем остальном объеме. За счет этого помимо экономии топлива и выдающейся экологичности наблюдается снижение шумности и тепловых потерь.
СОВЕРШЕНСТВО.
Вот она, мечта двигателиста, – огненный вихрь в камере сгорания, равномерно охватывающий весь объем, не касающийся стенок и не оставляющий недогоревшей смеси. На сегодняшний день это лучший способ превратить химическую энергию топлива в механическую работу внутри теплового мотора
КОШМАРЫ ПРЯМОГО ВПРЫСКА
Как ни странно, компоненты common rail оказались даже дешевле, чем аналогичная дизельная аппаратура. Ничего удивительного в этом нет – вместо громоздкого и технически крайне сложного ТНВД обычного дизеля здесь лишь один насос. А все функции управления мотором, ранее возложенные на ТНВД, теперь отданы электронике, которая заведомо дешевеет с каждой минутой. К тому же, перепрограммировав, эти системы гораздо легче приспособить к изменению характеристик,. Бензиновые аналоги тоже не далеко ушли по хлопотности изготовления от обычного впрыска, хотя и имеют более точные детали.
Но нам с вами, разумеется, всегда хочется узнать и об обратной стороне любого новаторства. Неужели все так безоблачно у систем аккумуляторного впрыска? Чем common rail и его бензиновые аналоги могут расстроить владельца?
Если мы будем говорить о дизельных моторах, то одно обстоятельство, безусловно, есть. И связано оно напрямую с организацией процесса горения, вернее, со снижением теплопотерь. Помните про более высокий КПД? Та энергия, что раньше шла на разогрев мотора (и через систему охлаждения-отопления к нам с вами), теперь совершает полезную работу. В северных странах этот факт означает, что водителю и пассажирам достанется меньше тепла, особенно на холостых, когда любой дизель и так почти не «греет». Правда, тут хороший рецепт – автономный подогреватель, коими и оснащают многие автомобили с common rail прямо на заводе. Для дизелей с большим объемом и автомобилей класса выше среднего этот «довесок» почти незаметен ни в цене, ни по расходу топлива. Обладателям же авто поменьше здесь придется смириться с тем, что технологичность их двигателя явно превышает таковую у остальных систем автомобиля.
Для бензиновых моторов подобной проблемы нет, и все остальные тревоги владельцев прямого впрыска нужно рассматривать через призму аккуратного отношения к таким моментам, как качественное топливо, регулярное ТО и разумная эксплуатация.
В НОГУ СО ВРЕМЕНЕМ
Да, бензин плохого качества современные системы высокого давления переваривают с трудом. Правда, скорее всего больше пострадают не они сами, а топливные фильтры и катализаторы. Хватанув один раз паленого топлива на плохой заправке и увидев желтую лампочку «Джеки Чан», просто игнорируйте эту колонку в дальнейшем и при случае нанесите визит сервисменам. Фатальный исход при таком одноразовом событии очень маловероятен.
Хуже обстоит дело с директ-дизелями, чья топливная аппаратура совершенно не переваривает ни серу в дизтопливе, ни парафины в холодное время. Но от этого же топливного «мусора» аналогично страдают и обычные дизели, вернее, их чувствительные ТНВД. Да и топлива некачественного с каждым днем у нас все меньше. Во всяком случае, на шоссе, по которому передвигаются фуры, риск заправиться плохим дизтопливом минимален. Ведь на большинстве современных тягачей тоже дизели с common rail. Речь скорее о том, на какой из сетей солярка чуть чище и где зимой сильнее разбавляют зимний дизель летним.
Да, гонять современный мотор «в хвост и в гриву», кормя его чем попало, увы, не получится. И это мне представляется вполне адекватной платой за его показатели и за хотя бы умозрительную заботу о чистоте окружающего воздуха.
ТЕСНО. Четыре клапана, форсунка впрыска и свеча зажигания помещаются над поршнем с трудом. Миниатюрные свечи – следствие технической эволюции
Из моего почти десятилетнего опыта дальних путешествий на различных автомобилях, большая часть которых была оборудована системами впрыска высокого давления, ни разу не возникло фатальных проблем с мотором из-за топлива. Да, Check Engine вспыхивал пару-тройку раз. Однажды даже дизельный BMW 530 дал черного «медведя» после заправки под Смоленском, но не более того. Особо беспокоящимся дизелистам просто посоветую приобрести антигелевые и цетаноповышающие присадки и не пользоваться подозрительными бензоколонками, которые объезжают стороной дальнобойщики.
ТАМОЖНЯ ДАЕТ ДОБРО
Иностранные производители, хотя и отчаянно сопротивлялись первое время поставкам в Россию машин с прямым впрыском и сommon rail, тем не менее мало-помалу дали зеленый свет самым современным моторам. Как же иначе, если других двигателей с каждым днем все меньше?
Моторы с прямым впрыском высокого давления сегодня уже не редкость. Для инженеров-мотористов это даже не сегодняшний, а почти вчерашний этап двигателестроения. И хотим мы этого или нет, директ-моторы постепенно вытеснят все остальные типы. Примерно так, как когда-то на смену керосиновым, паровым, газогенераторным автомобилям и конным повозкам пришел бензиново-дизельный транспорт. Но и эти продвинутые моторы не панацея. На смену им уже спешат еще более требовательные к вниманию гибриды, электромобили, даже водородные машины дня завтрашнего. Но это уже тема другой статьи.
Главные плюсы и минусы двигателей с непосредственным впрыском топлива
Прямой впрыск топлива – хорошо или плохо?Двигатели с непосредственным впрыском (также используется термин «прямой впрыск», или GDI) начали появляться на автомобилях не так давно. Однако технология набирает популярность и все чаще встречается на моторах новых автомобилей. Сегодня мы в общих чертах постараемся ответить, что такое технология непосредственного впрыска и стоит ли ее опасаться?
Для начала стоит отметить, что главной отличительной особенностью технологии является расположение форсунок, которые размещены непосредственно в головке блока цилиндров, соответственно, и впрыск под огромным давлением происходит напрямую в цилиндры, в отличие от давно зарекомендовавшей себя с лучшей стороны системы впрыска горючего во впускной коллектор.
Прямой впрыск впервые был испытан в серийном производстве японским автопроизводителем Mitsubishi. Эксплуатация показала, что среди плюсов главными преимуществами стали экономичность – от 10% до 20%, мощность – плюс 5% и экологичность. Основной минус – форсунки крайне требовательны к качеству топлива.
Стоит также отметить, что схожая система уже долгие десятилетия успешно устанавливается на дизельные двигатели. Однако именно на бензиновых моторах применение технологии было сопряжено с рядом трудностей, которые до сих пор не были окончательно решены.
В видео с YouTube-канала «Savagegeese» объясняется, что такое прямой впрыск и что может пойти не так в ходе эксплуатации автомобиля с данной системой. В дополнение к главным плюсам и минусам в видеоролике также объясняются тонкости профилактического обслуживания системы. Кроме того, в ролике затрагивается тема систем впрыска во впускные каналы, которые можно в изобилии наблюдать на более старых моторах, а также моторы, которые используют оба метода впрыска горючего. Наглядно используя диаграммы Bosch, ведущий объясняет, как все это работает.
Чтоб узнать все нюансы, предлагаем посмотреть видео ниже (включение перевода субтитров поможет разобраться, если вы не очень хорошо знаете английский). Для тех, кому не слишком интересно смотреть, об основных плюсах и минусах непосредственного впрыска бензина можно прочитать ниже, после видео:
Итак, экологичность и экономичность – благие цели, но вот чем чревато использование современной технологии в вашем автомобиле:
Минусы
1. Очень сложная конструкция.
2. Отсюда вытекает вторая важная проблема. Поскольку молодая бензиновая технология подразумевает внесение серьезных изменений в конструкцию головок цилиндров двигателя, конструкцию самих форсунок и попутное изменение иных деталей мотора, к примеру ТНВД (топливный насос высокого давления), стоимость автомобилей с непосредственным впрыском топлива выше.
3. Производство самих частей системы питания также должно быть крайне точным. Форсунки развивают давление от 50 до 200 атмосфер.
Прибавьте к этому работу форсунки в непосредственной близости со сгораемым топливом и давлением внутри цилиндра и получите необходимость производства очень высокопрочных компонентов.
4. Поскольку сопла форсунок смотрят в камеру сгорания, все продукты сгорания бензина также осаждаются на них, постепенно забивая или выводя форсунку из строя. Это, пожалуй, самый серьезный минус использования конструкции GDI в российских реалиях.
5. Помимо этого необходимо очень тщательно следить за состоянием двигателя. Если в цилиндрах начинает происходить угар масла, продукты его термического распада достаточно быстро выведут из строя форсунку, засорят впускные клапаны, образовав на них несмываемый налет из отложений. Не стоит забывать, что классический впрыск с форсунками, расположенными во впускном коллекторе, хорошо очищает впускные клапаны, омывая их под давлением топливом.
6. Дорогой ремонт и необходимость профилактического обслуживания, которое тоже недешевое.
Помимо этого, в видео также объясняется, что при ненадлежащей эксплуатации на автомобилях с прямым впрыском могут наблюдаться загрязнение клапанов и ухудшение производительности, в особенности на турбированных двигателях.
Смотрите также: Подробное объяснение принципа работы двигателя с переменным сжатием Infiniti
Плюсы
1. Экологичность.
2. Экономичность (правда, здесь нужно сделать оговорку: реальная экономия бензина доступна в условиях, близких к идеальным) – экономия 5-10%.
3. Немного более высокая мощность.
4. GDI при непосредственном попадании топлива в цилиндр охлаждает головку поршня.
5. Происходит лучшее смешение топливовоздушной смеси в цилиндрах.
6. Меньше детонация.
7. Требуется гораздо меньше топлива, смесь при определенных условиях работы мотора может обедняться до 30:1
8. Процесс работы двигателя точнее контролируется при помощи компьютера.
Таким образом, если выполнять определенные правила, предписанные автопроизводителем, а именно заправляться на проверенных заправках качественным топливом и регулярно проводить техническое обслуживание топливной системы автомобиля, то ухудшения качеств мотора, а тем более поломок оборудования можно избежать. Специалисты также советуют проводить прочистку форсунок после каждых 50-60 тыс. км.
Каким бывает впрыск топлива
Одноточечный..
ВПРЫСК, который также иногда называют центральным, стал широко применяться на легковых автомобилях в 80-х годах прошлого века. Подобная система питания получила свое название из-за того, что топливо подавалось во впускной коллектор лишь в одной точке.
Многие системы того времени были чисто механическими, электронного управления у них не было. Частенько основой для такой системы питания был обычный карбюратор, из которого просто удаляли все “лишние” элементы и устанавливали в районе его диффузора одну или две форсунки (поэтому центральный впрыск стоил относительно недорого). К примеру, так была устроена система TBI (“Throttle Body Injection”) компании “General Motors”.
Но, несмотря на свою кажущуюся простоту, центральный впрыск обладает очень важным преимуществом по сравнению с карбюратором – он точнее дозирует горючую смесь на всех режимах работы двигателя. Это позволяет избежать провалов в работе мотора, а также увеличивает его мощность и экономичность.
Со временем появление электронных блоков управления позволило сделать центральный впрыск компактнее и надежнее. Его стало легче адаптировать к работе на различных двигателях.
Однако от карбюраторов одноточечный впрыск унаследовал и целый ряд недостатков. К примеру, высокое сопротивление поступающему во впускной коллектор воздуху и плохое распределение топливной смеси по отдельным цилиндрам. Как результат – двигатель с такой системой питания обладает не очень высокими показателями. Поэтому сегодня центральный впрыск практически не встречается.
Кстати, концерн “General Motors” также разработал интересную разновидность центрального впрыска – CPI (“Central Port Injection”). В такой системе одна форсунка распыляла топливо в специальные трубки, которые были выведены во впускной коллектор каждого цилиндра. Это был своего рода прообраз распределенного впрыска. Однако из-за невысокой надежности от использования CPI быстро отказались.
Распределенный
ИЛИ МНОГОТОЧЕЧНЫЙ впрыск топлива – сегодня самая распро¬страненная система питания двигателей на современных автомобилях. От предыдуще¬го типа она отличается прежде всего тем, что во впускном коллекторе каждого цилиндра стоит индивидуальная форсунка. В определенные моменты времени она впрыскивает необходимую порцию бензина прямо на впускные клапаны “своего” цилиндра.
Многоточечный впрыск бывает параллельным и последовательным. В первом случае в определенный момент времени срабатывают все форсунки, топливо перемешивается с воздухом, и получившаяся смесь ждет открытия впускных клапанов, чтобы попасть в цилиндр. Во втором случае период работы каждого инжектора рассчитывается индивидуально, чтобы бензин подавался за строго определенное время перед открытием клапана. Эффективность такого впрыска выше, поэтому большее распространение получили именно последовательные системы, несмотря на более сложную и дорогую электронную “начинку”. Хотя иногда встречаются и более дешевые комбинированные схемы (форсунки в этом случае срабатывают попарно).
Поначалу системы распределенного впрыска тоже управлялись механически. Но со временем электроника и здесь одержала верх. Ведь, получая и обрабатывая сигналы от множества датчиков, блок управления не только командует исполнительными механизмами, но и может сигнализировать водителю о неисправности. Причем даже в случае поломки электроника переходит на аварийный режим работы, позволяя автомобилю самостоятельно добраться до сервисной станции.
Распределенный впрыск обладает целым рядом достоинств. Помимо приготовления горючей смеси правильного состава для каждого режима работы двигателя такая система вдобавок точнее распределяет ее по цилиндрам и создает минимальное сопротивление проходящему по впускному коллектору воздуху. Это позволяет улучшить многие показатели мотора: мощность, экономичность, экологичность и т.д. Из недостатков многоточечного впрыска можно назвать, пожалуй, лишь только довольно высокую стоимость.
Непосредственный..
“Goliath GP700” стал первым серийным автомобилем, двигатель которого получил впрыск топлива.
ВПРЫСК (его еще иногда называют прямым) отличается от предыдущих типов систем питания тем, что в данном случае форсунки подают топливо прямо в цилиндры (минуя впус¬кной коллектор), как у дизельного двигателя.
В принципе такая схема системы питания не нова. Еще в первой половине прошлого века ее использовали на авиационных двигателях (например на советском истребителе “Ла-7”). На легковых машинах прямой впрыск появился чуть позже – в 50-х годах ХХ века сначала на автомобиле “Goliath GP700”, а затем на знаменитом “Mercedes-Benz 300SL”. Однако через некоторое время автопроизводители практически отказались от применения непосредственного впрыска, он остался лишь на гоночных автомобилях.
Дело в том, что головка блока цилиндров у двигателя с прямым впрыском получалась очень сложной и дорогой в производстве. Кроме того, конструкторам долгое время не удавалось добиться стабильной работы системы. Ведь для эффективного смесеобразования при прямом впрыске необходимо, чтобы топливо хорошо распылялось. То есть подавалось в цилиндры под большим давлением. А для этого требовались специальные насосы, способные его обеспечить.. В итоге на первых порах двигатели с такой системой питания получались дорогими и неэкономичными.
Однако с развитием технологий все эти проблемы удалось решить, и многие автопроизводители вернулись к давно забытой схеме. Первой была компания “Mitsubishi”, в 1996 году установившая двигатель с непосредственным впрыском топлива (фирменное обозначение – GDI) на модель “Galant”, затем подобные решения стали использовать и другие компании. В частности, “Volkswagen” и “Audi” (система FSI), “Peugeot-Citroёn” (HPA), “Alfa Romeo” (JTS) и другие.
Почему же такая система питания вдруг заинтересовала ведущих автопроизводителей? Все очень просто – моторы с прямым впрыском способны работать на очень бедной рабочей смеси (с малым количеством топлива и большим – воздуха), поэтому они отличаются хорошей экономичностью. Вдобавок подача бензина непосредственно в цилиндры позволяет поднять степень сжатия двигателя, а следовательно и его мощность.
Система питания с прямым впрыском может работать в разных режимах. Например, при равномерном движении автомобиля со скоростью 90-120 км/ч электроника подает в цилиндры очень мало топлива. В принципе такую сверхбедную рабочую смесь очень трудно поджечь. Поэтому в моторах с прямым впрыском используются поршни со специальной выемкой. Она направляет основную часть топлива ближе к свече зажигания, где условия для воспламенения смеси лучше.
При движении с высокой скоростью или при резких ускорениях в цилиндры подается значительно больше топлива. Соответственно из-за сильного нагрева частей двигателя возрастает риск возникновения детонации. Чтобы избежать этого, форсунка впрыскивает в цилиндр топливо широким факелом, ко¬торый заполняет весь объем камеры сгорания и охлаждает ее.
Если же водителю требуется резкое ускорение, то форсунка срабатывает два раза. Сначала в начале такта впуска распыляется небольшое количество топлива для охлаждения цилиндра, а затем в конце такта сжатия впрыскивается основной заряд бензина.
Но, несмотря на все свои преимущества, двигатели с непосредственным впрыском пока еще недостаточно распространены. Причина – высокая стоимость и требовательность к качеству топлива. Кроме того, мотор с такой системой питания работает громче обычного и сильнее вибрирует, поэтому конструкторам приходится дополнительно усиливать некоторые детали двигателя и улучшать шумоизоляцию моторного отсека.
- Автор
- Юрий УРЮКОВ
- Издание
- Клаксон №4 2008 год
- Фото
- фото из архива “Клаксона”
Преимущества непосредственного впрыска топлива на автомобиле Foton Sauvana
Автомобили Foton Sauvana оснащаются бензиновыми двигателями мощностью 160 кВт или 148 кВт, с максимальным крутящим моментом 320 Нм и 300 Нм соответственно.
Двигатель G01 – это рядный четырехтактный шестнадцатиклапанный двигатель с непосредственным впрыском топлива в цилиндр, двумя распределительными валами с системой изменения фаз газораспределения VVT, турбокомпрессором и системой изменения геометрии впускного коллектора
Модернизированный электронный блок управления двигателем позволяет сочетать отличные динамичные и мощностные характеристики с высокой топливной экономичностью и низким уровнем выброса вредных веществ. Двигатель G01 соответствует стандарту Euro-5, и может быть обновлен до класса Euro-6.
Почему на этом двигателе применяется непосредственный впрыск в цилиндр?
Бензиновый двигатель внутреннего сгорания работает за счет воспламенения топливовоздушной смеси от системы зажигания автомобиля.
На современных двигателях с электронным впрыском топлива, как и на старых карбюраторных двигателях прошлого века, смешение топлива и воздуха происходит вне цилиндра. Готовая смесь до начала такта впуска находится во впускном коллекторе, а в камеру сгорания она попадает за счет разряжения, создаваемого движением поршня, только после открытия впускного клапана.
С каждым годом данная система впрыска топлива прогрессирует с точки зрения оптимизации момента открытия форсунок и количества подаваемого топлива, но, тем не менее, смесь готовится вне цилиндра, что влечет за собой ряд существенных недостатков: начало подачи смеси зависит только от момента открытия клапана, а не от реальных условий работы двигателя; мелкие частицы топлива прилипают к стенкам коллектора и самому клапану, следовательно, снижается эффективность используемого топлива.
Применение различных систем изменения фаз газораспределения и турбонаддува несколько улучшают контроль смеси и эффективность сгорания. Однако, этих технологий недостаточно для удовлетворения растущих с каждым днем требований к рабочим характеристикам двигателя и нормам выброса вредных веществ. Значительное увеличение давления наддува может привести к снижению надежности двигателя. Общее количество клапанов двигателя ограничено сложностью конструкции и невозможностью регулировать фазы и ход клапанов.
Но современные производственные технологии позволили пойти по иному пути, имеющему ряд значительных преимуществ – реализовать впрыск топлива непосредственно в камеру сгорания.
Бензиновый двигатель с впрыском внутри цилиндра аналогичен дизельному двигателю. Топливо подается к электромагнитным форсункам под давление от 50 до 150 бар, создаваемого насосом высокого давления в рампе. Затем электронный блок управления подает команду на открытие форсунок.
Из-за того, что теперь впрыск осуществляется непосредственно в цилиндр, у двигателя появилась возможность работать на сверхбедных смесях. Смесь в цилиндре получается не однородной: облако из паров топлива, формируемое в непосредственной близости от свечи зажигания, имеет стехиометрическое соотношение, т.е. на 1 часть топлива приходится 14,7 частей воздуха, и, соответственно, может воспламениться. Но в среднем по всему цилиндру это соотношение может доходить до 1 к 30, за счет чего достигается отличная топливная экономичность.
Так же следует отметить, что впрыск топлива теперь не зависит от положения впускного клапана. Топливо может подаваться в любой момент, можно формировать любое значение коэффициента избытка воздуха, обусловленное режимами работы двигателя, его температурой, нагрузкой на ДВС. Что положительно сказывается не только на улучшении динамики автомобиля, но и на экологии.
Но при всем при этом, система стала более требовательна к качеству заправляемого топлива. На автомобиле Sauvana компания Foton рекомендует использовать бензин не ниже уровня АИ-95
Прямой впрыск. Зло или благо?
Насколько проблемны в Украине двигатели с непосредственным впрыском? Леонид ВОРОБЬЕВ, пообщавшись с экспертами, считает, что все не так уж плохо.
Сегодня уже мало кто вспоминает о карбюраторных двигателях, а ведь они изжили себя не так уж давно. Сколько копий было сломано на тему, стоит ли переходить на впрыск! И вот производитель уже не оставляет выбора, и автолюбитель вынужден смириться. Лишь спустя некоторое время приходит понимание всех преимуществ инжекторных моторов. Похожий сценарий можно наблюдать и сейчас: непосредственный впрыск медленно, но верно заменяет собой распределенный, как бы ни возражали против этого украинские владельцы автомобилей. А есть ли смысл возражать?
Для начала заметим, что непосредственный впрыск имеет очевидные преимущества. Он позволяет двигателю работать на сверхобедненных смесях, что в условиях ужесточающихся норм токсичности и дорожающего топлива весьма актуально.
Эффект налицо
В различных режимах движения мотор с непосредственным впрыском позволяет экономить топливо. Особенно явно экономия сказывается в городском цикле — в условиях мегаполиса значительную часть времени мотор работает на холостом ходу или при частичных нагрузках. Однако, чтобы добиться этого, пришлось усложнить конструкцию двигателя. Давление в топливной магистрали возросло в разы — иначе не обеспечить требуемый распыл топлива. Для работы с таким давлением усовершенствовали практически все компоненты системы. Они стали очень требовательны к качеству топлива, которое у нас до сих пор существенно отличается от европейского. Именно это и пугает потенциальных покупателей. Не возникнет ли проблем, не придется ли регулярно наведываться в сервис?
Конечно, определенные сложности в диагностике и обслуживании двигателей с непосредственным впрыском есть. Не все диагносты знакомы с этой системой и способны с ней работать. Кроме того, необходимо наличие специального оборудования — к примеру, форсунки без съемника уже не демонтируешь. Датчиков стало больше, появился неведомый для владельцев бензиновых автомобилей ТНВД. Логично предположить, что, чем сложнее конструкция, тем больше шансов, что она выйдет из строя. А компоненты системы непосредственного впрыска недешевы, к тому же они по большей части одноразовые. Взять тот же ТНВД — он ремонту не подлежит.
Дороже, но долговечнее
Однако, несмотря на все эти особенности, говорить о низкой надежности подобных систем было бы неправильно. За более высокой (по сравнению с традиционными системами) ценой стоит более высокое качество изготовления деталей, следовательно, и ресурс у них больше. К тому же не следует забывать об экономии денег на заправку. Здесь можно провести аналогию с дизелями: хотя они дороже в обслуживании, за счет умеренных аппетитов в итоге позволяют владельцу тратить на эксплуатацию меньше, особенно при больших пробегах.
Собственно, можно бесконечно долго спорить о преимуществах и недостатках систем непосредственного впрыска, но рано или поздно производители не оставят нам выбора. Экологические нормы не позволят.
Подписывайтесь на наш Telegram-канал, чтобы ничего не пропустить.
Что означает прямой впрыск топлива?
Direct Fuel Injection — это не что иное, как инжектор, подающий топливо непосредственно в цилиндр двигателя внутреннего сгорания. Это относительно новый концепт , впервые представленный в середине 90-х годов в дизельных двигателях, но в последнее время получивший широкое распространение в бензиновых двигателях. Возможность подачи топлива непосредственно в цилиндр позволяет снизить выбросы, снизить температуру головки блока цилиндров, увеличить мощность и улучшить экономию топлива.Скорее всего, если вашему автомобилю всего несколько лет, он оснащен двигателем с прямым впрыском.
Желтый компонент на этих фотографиях — топливные форсунки
Традиционный метод подачи топлива представлял собой впрыск топлива через порт, при котором топливные форсунки помещались во впускные каналы и распылялось топливо через заднюю часть клапанов перед подачей в цилиндр. Это было стандартом с тех пор, как был введен впрыск топлива, пришедший на смену карбюраторам в начале 90-х годов. Так почему же производители должны перейти с впрыска через порт на прямой впрыск? Прямой впрыск обеспечивает больший контроль во время процесса подачи топлива за счет распыления распыляемого топлива в цилиндре, обеспечивая лучшее распределение топлива по камере сгорания и позволяя реализовать расширенные протоколы управления двигателем, такие как Variable Valve Timing.
Хотя на бумаге прямой впрыск звучит прекрасно, у него есть некоторые недостатки. Наиболее распространенная проблема, связанная с прямым впрыском, — это агрессивное количество углерода, которое накапливается во впускных каналах и на задней части клапанов. Ранее мы упоминали, что предшествующим методом подачи топлива был впрыск через каналы, при котором топливо распылялось во впускных каналах, а затем поступало в цилиндры. В системах подачи топлива этого поколения не наблюдалось такого большого накопления углерода, потому что моющие средства в бензине помогали поддерживать эти отверстия и клапаны в чистоте.
Углерод, скапливающийся на задней части этих впускных клапанов
Другая проблема с прямым впрыском заключается в том, что мелкодисперсное топливо не любит более низкие температуры сгорания, поэтому производительность и эффективность сильно снижаются, пока двигатель не достигнет идеальной рабочей температуры. Последний недостаток — сложность, которую эти системы добавляют к производственному движку. Для прямого впрыска требуется дополнительный топливный насос высокого давления, а также более мощные форсунки большего размера.Дополнительный топливный насос — это еще одна потенциальная точка отказа, когда дело касается топливной системы. Замена форсунок для тяжелых условий эксплуатации также может быть немного дороже, чем замена стандартных.При всем вышесказанном, транспортная отрасль — это игра в числа, которая вращается вокруг выбросов и топливной экономичности, поэтому есть несколько автомобильных компаний, которые начали производить двигатели как с портовым, так и с топливным впрыском. Эти двигатели сочетают в себе оба метода подачи топлива и позволяют еще больше настраивать двигатель, охлаждение, эффективность и выбросы.Впрыск через порт помогает свести накопление углерода к минимуму. Инъекция через порт также поможет при холодном пуске и последующих периодах прогрева. Эти механизмы обеспечат лучшее из обоих миров для преимуществ каждого метода доставки; Единственный видимый недостаток — это потенциальные точки отказа, добавленные к топливной системе.
Хотя идеальной конструкции двигателя не существует, достоинства двигателя с прямым впрыском намного перевешивают недостатки, поэтому не торопитесь обменивать свой автомобиль на автомобиль с впрыском в порт или с двойным впрыском.Есть еще кое-что, что вы можете сделать в краткосрочной перспективе, чтобы избежать некоторых долгосрочных головных болей, связанных с двигателем с прямым впрыском. Первый — использовать полностью синтетическое (не обычное или полусинтетическое) моторное масло в двигателе. Полностью синтетические масла сопротивляются разрушению и с меньшей вероятностью испаряются в картере двигателя — это испарение приведет к тому, что больше масла пройдет через систему выбросов и попадет во впускные отверстия в виде углерода. Другой мерой было бы запускать специализированный сервисный комплект для индукционного впрыска с прямым впрыском через ваш двигатель каждые 16 месяцев или 20 000 миль.Наша услуга индукции прямого впрыска (это полный рот), которую мы выбрали в Auto Stop, — это многогранный комплект BG. Первая часть набора состоит из распыления раствора для чистки портов в мелкий туман и его пропускания через верхнюю часть приемного отверстия транспортного средства в течение 45 минут. Следующая часть включает в себя очистку дроссельной заслонки на корпусе дроссельной заслонки от мусора или загрязнений. Наконец, в комплект входит моющее средство, которое покрывает топливный бак и очищает кончики форсунок во время нормального вождения.
Многие из этих нововведений в области выбросов хорошо звучат в теории и на бумаге, но после тысяч и тысяч миль эти высокотехнологичные двигатели могут оказаться менее прощающими, когда дело доходит до обслуживания. При ненадлежащем обслуживании эти механизмы могут, по иронии судьбы, препятствовать тому, для чего они были разработаны, — топливной эффективности, мощности и снижению выбросов. Если у вас есть какие-либо вопросы относительно обслуживания вашего двигателя прямого впрыска, не стесняйтесь обращаться к одному из наших опытных консультантов по обслуживанию в Арлингтоне или Фолс-Черч.Мы обслуживаем все марки и модели автомобилей с прямым впрыском и соблюдаем рекомендуемые производителем интервалы обслуживания.
Основы прямого впрыска | HowStuffWorks
Непрофессионалу лабиринт шлангов, жгутов проводов, коллекторов и трубок под капотом автомобиля может показаться устрашающим. Но когда дело доходит до бензинового двигателя, просто знайте следующее: для работы ему нужны топливо, воздух (если быть точным, кислород) и искра.
Два наиболее важных различия между двигателем с прямым впрыском и стандартным бензиновым двигателем заключаются в том, как они подают топливо и как топливо смешивается с поступающим воздухом.Эти основные предпосылки имеют огромное значение для общей эффективности двигателя.
Прежде чем мы заглянем внутрь двигателя с непосредственным впрыском, давайте посмотрим на короткую секунду из жизни стандартного бензинового двигателя (для более полного взгляда на бензиновый двигатель см. Как работают автомобильные двигатели). Сначала топливо проходит через насос из топливного бака через топливопровод в топливные форсунки, которые установлены в двигателе. Форсунки распыляют бензин во впускной коллектор, где топливо и воздух смешиваются в мелкий туман.Через точно заданные промежутки времени открываются впускные клапаны, соответствующие различным цилиндрам двигателя. Когда впускной клапан цилиндра открывается, поршень в этом цилиндре опускается, всасывая топливно-воздушный туман из воздушного коллектора вверху в нижнюю камеру. Когда поршень снова поднимается вверх, он сжимает (сжимает) топливно-воздушную смесь, пока она не станет почти в девять раз плотнее, чем была вначале. Затем загорается свеча зажигания этого цилиндра, воспламеняя камеру до высокого давления и высокой энергии.Этот небольшой удар толкает поршень обратно вниз с огромной силой, заставляя его вращать коленчатый вал и, в конечном итоге, передавать мощность на колеса.
Понял? Довольно сложно, да? Это работает, но с инженерной точки зрения оставляет желать лучшего и довольно расточительно.
Однако с двигателем с прямым впрыском топливо пропускает ступеньку и добавляет немного эффективности. Вместо того, чтобы болтаться во впускном коллекторе, топливо впрыскивается прямо в камеру сгорания.С помощью современных компьютеров управления двигателем топливо сжигается там, где это необходимо, и тогда, когда это необходимо [источник: Fueleconomy.gov].
Чтобы узнать больше о том, что делает двигатели с прямым впрыском топлива более эффективными, перейдите на следующую страницу.
Плюсы и минусы покупки машины с прямым впрыском
На главную »Плюсы и минусы покупки машины с прямым впрыском18 августа 2019
Обычный электронный впрыск топлива используется в серийных автомобилях с конца 1950-х годов.До недавнего времени почти все бензиновые автомобили имели многоточечный (многоточечный) впрыск топлива, или MPI, и он был очень надежным.
Форсунка высокого давления |
Когда дело доходит до технического обслуживания или ремонта, это последнее, о чем вам придется беспокоиться.
В условиях ужесточения правил экономии топлива и более строгих законов о выбросах производители автомобилей внедряют новые технологии. Один из них — прямой впрыск бензина (DI или GDI).
Технология прямого впрыска улучшает экономию топлива на 10-20 процентов, но насколько она надежна? Автомобиль с прямым впрыском стоит дороже в обслуживании? Каковы плюсы и минусы? Во-первых, давайте посмотрим, как это работает по сравнению с обычным многоточечным впрыском топлива:
Принцип работы многопортового и прямого впрыска
Обычный впрыск топлива (MPI) |
В бензиновом двигателе с обычным многоточечным (многоточечным) впрыском топлива электрический топливный насос, встроенный в бензобак, подает топливо в топливную рампу двигателя.Давление топлива относительно низкое: 35-60 фунтов на квадратный дюйм. Топливная рампа распределяет топливо по форсункам. В каждом цилиндре есть одна топливная форсунка (зеленая на изображении). По команде компьютера двигателя топливная форсунка распыляет топливо во впускной канал, где оно смешивается с воздухом. Оттуда воздушно-топливная смесь поступает в цилиндр через открытый впускной клапан во время такта впуска.
Прямой впрыск топлива (GDI) |
При прямом впрыске топливный насос низкого давления сначала подает топливо к добавленному топливному насосу высокого давления.Топливный насос высокого давления — это механический насос, приводимый в действие одним из распределительных валов двигателя. Он подает топливо под очень высоким давлением (более 2000 фунтов на квадратный дюйм) в топливную рампу. Топливная рампа распределяет топливо к топливным форсункам высокого давления; по одному на каждый цилиндр. Топливная форсунка высокого давления испаряет топливо непосредственно в камеру сгорания во время такта сжатия, когда поршень находится близко к верху, см. Изображение.
Реклама — Продолжить чтение ниже
Требует ли двигатель с прямым впрыском дополнительного технического обслуживания?
Если вы проверите график технического обслуживания автомобиля с прямым впрыском, вы вряд ли найдете какие-либо дополнительные услуги для автомобиля с прямым впрыском.Однако есть несколько отличий. Во-первых, двигатель с прямым впрыском более чувствителен к качеству бензина, учитывая конструкцию.
Топливный насос высокого давления приводится в действие распределительным валом, и эта точка трения смазывается моторным маслом.
Топливный насос высокого давления Ford EcoBoost |
Это означает, что низкий уровень масла или его отсутствие могут вызвать проблемы, но это верно для любого двигателя.
Единственная проблемная область, характерная для прямого впрыска, — это скопление углерода на задней стороне впускных клапанов и на форсунках. Почему это происходит? В любом двигателе пары масла из системы вентиляции картера проходят через впускные клапаны. Однако при обычном впрыске топлива MPI форсунки распыляют непосредственно на впускные клапаны, «смывая» их. В двигателе с прямым впрыском топливо распыляется «под» клапанами, см. Изображения выше. Это означает, что со временем пары масла из системы вентиляции, проходящие через впускные клапаны, образуют нагар на задней стороне клапанов и на форсунках.
Эта проблема более заметна в двигателях с большим пробегом, особенно если автомобиль используется для частых коротких поездок. Турбокомпрессор также может усугубить ситуацию, потому что при большем пробеге утечка масла из уплотнений турбокомпрессора также попадает во впускное отверстие.
Это означает, что в некоторых автомобилях с прямым впрыском впускные клапаны могут нуждаться в очистке при большем пробеге.
Топливный насос высокого давления Audi. Audi называет непосредственный впрыск топлива с расслоенным впрыском топлива или FSI / TFSI |
Если вы берете свой автомобиль с прямым впрыском топлива для настройки, дилер или независимая ремонтная мастерская могут предложить вам услугу впуска топлива или очистку впускного клапана.Многие владельцы BMW, например, знают о «очистке грецкого ореха», которая представляет собой способ очистки впускных клапанов средой из скорлупы черного ореха (450-700 долларов). Иногда может потребоваться ручная очистка впускных клапанов, и это может стоить немного дороже.
Мы поговорили с владельцем автомастерской, специализирующейся на немецких автомобилях. Он рекомендует чистить впускные клапаны каждые 75 000 миль. По его словам, отложения на впускных клапанах — одна из частых проблем его магазина.
Тем не менее, у многих автомобилей с прямым впрыском нет никаких проблем.Мы также нашли несколько сервисных бюллетеней, в которых различные автопроизводители рекомендуют использовать бензин с детергентом TOP TIER, чтобы избежать проблем с прямым впрыском: посетите сайт www.toptiergas.com, чтобы просмотреть список поставщиков топлива, которые предлагают бензин с моющими средствами TOP TIER.
Есть некоторый прогресс и в технологии DI. Toyota, например, использует систему впрыска топлива D-4S в ряде последних автомобилей Toyota и Lexus. В двигателе D-4S каждый цилиндр имеет как инжектор прямого, так и портовый. Ford также внедрил систему двойной подачи топлива с двумя топливными форсунками на цилиндр в некоторых из последних моделей.Это называется PFDI-Port Fuel (PFI) и Direct-Injection (DI). Эта технология с двумя форсунками должна устранить проблемы, связанные с накоплением углерода на впускных клапанах.
Надежны ли двигатели с прямым впрыском?
Двигатель Mazda Skyactiv с непосредственным впрыском |
В целом, чем сложнее автомобиль, тем больше может выйти из строя, хотя у некоторых автомобилей было больше проблем, связанных с прямым впрыском, чем у других.Например, у BMW были некоторые проблемы с насосами высокого давления и форсунками, и даже на некоторых моделях был отозван топливный насос высокого давления. У Volkswagen / Audi были проблемы с их бензиновым двигателем 2.0L-turbo FSI (термин Volkswagen для прямого впрыска) из-за износа толкателя топливного насоса высокого давления / кулачка. Однако, например, бензиновые двигатели Mazda Skyactiv с прямым впрыском топлива обычно хорошо выдерживают регулярную замену масла. Значит, проверяйте надежность каждого автомобиля индивидуально.
Где можно посмотреть рейтинги надежности? Во-первых, это Consumer Reports. Мы считаем их оценки точными. Чтобы получить доступ к их рейтингам в Интернете, вам потребуется платная подписка, но вы можете найти копию их печатного журнала в местной библиотеке. J.D. Power также предлагает рейтинги надежности. Посетите CarComplaints.com, чтобы узнать, у каких автомобилей больше проблем.
Плюсы и минусы
Подводя итог: к недостаткам прямого впрыска можно отнести более сложную конструкцию с дорогими компонентами, более жесткие требования к качеству бензина и потенциально более высокие затраты на ремонт при большем пробеге из-за проблем, упомянутых выше.Часто некоторые из этих проблем трудно диагностировать, увеличивая счет за ремонт.
Основными преимуществами являются лучшая экономия топлива, меньшие выбросы и возможность увеличения мощности.
На что обращать внимание при покупке подержанного автомобиля с двигателем с прямым впрыском?
При проверке автомобиля с непосредственным впрыском следите за тем, чтобы индикатор проверки двигателя оставался включенным после запуска двигателя.
Не садитесь в машину, если под капотом чувствуется запах бензина.Низкий уровень моторного масла может указывать на чрезмерный расход масла. Слишком высокий уровень масла и запах бензина могут указывать на присутствие бензина в моторном масле, что также не является хорошим признаком. При тестовой езде следите за ненормальным шумом двигателя, а также отсутствием мощности, пропусками зажигания, резким холостым ходом или колебаниями. Заглох — еще один признак неисправности двигателя. Синий или белый дым из выхлопной трубы должен сказать вам, что нужно проехать мимо машины. Подробнее: Как осмотреть подержанный автомобиль.
Перед подписанием контракта мы рекомендуем проверить автомобиль у доверенного механика.Если это немецкая машина, отнесите ее механику, специализирующемуся на немецких машинах. Избегайте автомобиля, если на нем есть признаки отсутствия технического обслуживания.
Как работает прямой впрыск топлива?
Для работы двигателей внутреннего сгорания необходимы три элемента: воздух, топливо и искра. Конечно, в процессе сгорания есть множество элементов и частей, но без этих элементов, работающих в правильном соотношении и в правильном времени, вы никуда не денетесь. Многие современные автомобили используют прямой впрыск топлива для повышения эффективности, но почему? Как работает прямой впрыск топлива?
Камерная музыка
Сгорание — это сложный процесс, но вот действительно упрощенное объяснение: двигатели приносят воздух и топливо, которые объединяются и воспламеняются в верхней части цилиндров, чтобы заставить их опускаться и создавать энергию.Если у вас слишком много или слишком мало какого-либо элемента, у вас проблемы и, возможно, нет возгорания. Поэтому очень важно убедиться, что все поступает с точными дозировками и в нужное время. Учтите, что требования к мощности меняются каждый раз, когда вы садитесь за руль, и что существует множество других факторов, влияющих на точность, скорость реакции и надежность.
Косвенные объекты
Доставка топлива прошла долгий путь. Карбюраторы, которые хорошо перемешивают воздух и топливо за пределами впускного коллектора, не были очень экономичными и часто требовали регулировки.Затем последовал впрыск дроссельной заслонки, который иногда используется и сегодня. Воздух и топливо смешиваются во впускном коллекторе и всасываются в камеру сгорания через впускной клапан непосредственно перед сгоранием. Эта конструкция улучшила топливную эффективность, поскольку датчики могли контролировать количество поступающего воздуха и регулировать потребность в топливе прямо перед добавлением искры, и это контролировалось электроникой для обеспечения оперативности и точности.
Как работает прямой впрыск топлива с инжекторным устройством?
Прямой впрыск топлива — это последняя разработка в области подачи топлива. Форсунки впрыскивают топливо непосредственно в камеру сгорания, где оно встречается с воздухом и воспламеняется.Для этого требуются форсунки, способные выдерживать тепло и давление в камере сгорания, при этом сохраняя точную форму распыления для оптимального распыления. Вам также понадобится прочный и надежный насос, чтобы поддерживать эти форсунки. Преимущество — лучшая топливная эффективность и производительность, но производители вынуждены идти на некоторые компромиссы. А именно, прямой впрыск топлива в камеру вызывает накопление углерода, что может привести к засорению форсунок и пропускам зажигания. Кроме того, этот впускной клапан используется для получения небольшого количества смазки при прохождении топлива.При воздействии таких высоких температур без него клапаны могут стать хрупкими и даже сломаться, что приведет к отказу двигателя.
Эта технология развивается, чтобы стать более эффективной и менее затратной. Еще неизвестно, доработаем ли мы его до того, как возьмется власть над электрикой.
Ознакомьтесь со всеми продуктами для топливных форсунок, доступными на NAPA Online, или доверьтесь одному из наших 17 000 центров NAPA AutoCare для текущего обслуживания и ремонта. Для получения дополнительной информации о впрыске топлива поговорите со знающим экспертом в местном магазине NAPA AUTO PARTS.
Фотографии любезно предоставлены Блэром Лампе.
Что такое прямой впрыск? Autoweek объясняет
Если вы пролистаете список функций практически любого нового автомобиля или грузовика, вы, скорее всего, увидите слова «прямой впрыск топлива» или DI. Концепция достаточно проста — инженеры переместили топливную форсунку из впускного отверстия автомобиля («впрыск топлива в порт») и поместили его прямо в камеру сгорания; топливо впрыскивается в тот момент, когда требуется сгорание, а не смешивается с поступающим воздухом и обтекает впускной клапан.
DI работает при гораздо более высоком давлении, чем впрыск топлива в порт; это, в сочетании с точным управлением, предлагаемым современными микропроцессорами, оказывает огромное влияние на настройку двигателя, особенно когда этот двигатель имеет турбонаддув. Конечный результат — лучшая экономия топлива и большая мощность для данного объема двигателя, а также более низкие выбросы. Достижения в области непосредственного впрыска стали причиной того, что эффективные небольшие бензиновые двигатели с турбонаддувом стали настолько распространенными, от экономичных автомобилей до роскошных седанов.
Принятие DI не было полностью бесшовным: удаление топливных брызг из впускного отверстия также устраняет очищающий эффект, который бензин оказывает на впускные клапаны; В сочетании с повышенным выбросом газов из двигателей с турбонаддувом масло и углерод могут собираться на впускных клапанах, снижая производительность двигателя.Некоторые производители решили эту проблему, комбинируя прямой и порт впрыска топлива. Это означает, что есть два набора топливных форсунок, но система может переключаться между прямой и косвенной подачей топлива по запросу, что позволяет избежать проблем с накоплением углерода.
Так как непосредственный впрыск — это будущее доставки топлива, можно с уверенностью сказать, что это всего лишь технологические проблемы роста; в будущем они будут становиться все меньше и меньше проблемой. А пока не бойтесь DI — наслаждайтесь сочетанием производительности и экономии топлива, которое обеспечивают эти бензиновые чудеса.
Этот контент создается и поддерживается третьей стороной и импортируется на эту страницу, чтобы помочь пользователям указать свои адреса электронной почты. Вы можете найти больше информации об этом и подобном контенте на сайте piano.io.
Бензин с прямым впрыском
Прямой впрыск бензина (GDI) — это система впрыска топлива, которая распыляет бензин непосредственно в камеру сгорания. Как и в двигателях, оборудованных системой многоточечного впрыска топлива (MFI), для каждого цилиндра двигателя имеется отдельный топливный инжектор.Но вместо того, чтобы устанавливать форсунки во впускном коллекторе, чтобы форсунки распыляли топливо во впускные отверстия в головке блока цилиндров, форсунки GDI устанавливаются в головке блока цилиндров и распыляют топливо непосредственно в камеру сгорания, а не во впускной канал.
Топливо полностью обходит впускные клапаны и попадает в цилиндр в виде тумана под высоким давлением. Топливо может впрыскиваться в любой момент во время такта впуска, или, если двигатель работает в сверхобедном режиме с низкой нагрузкой, топливо может не впрыскиваться до некоторой точки во время такта сжатия.Затем воздушно-топливная смесь сжимается и воспламеняется от искры, когда поршень приближается к верхней мертвой точке. Взрывающаяся воздушно-топливная смесь генерирует тепло и давление, которые толкают поршень вниз во время рабочего хода. Затем сгоревшие выхлопные газы выталкиваются из цилиндра во время такта выпуска.
Впрыск топлива под высоким давлением
Для прямого впрыска требуется чрезвычайно высокое рабочее давление (до 2200 фунтов на квадратный дюйм) по сравнению с обычными многоточечными системами впрыска топлива, которые обычно требуют всего 40-60 фунтов на квадратный дюйм.Для прямого впрыска требуется большее давление нагнетания, чтобы преодолеть давление сжатия внутри цилиндра и подать больший объем топлива за более короткий период времени. Более высокое давление впрыска также помогает распылять топливо на мелкие капли, чтобы оно лучше смешивалось с воздухом для более полного сгорания.
Топливная рампа с прямым впрыском бензина для V6.
При обычном впрыске топлива MFI топливо впрыскивается во впускной канал, который находится под вакуумом.Затем топливный туман втягивается в камеру сгорания вместе с поступающим воздухом, смешивается во время такта сжатия и затем воспламеняется свечой зажигания. При использовании GDI только воздух проходит через впускные клапаны, потому что топливо впрыскивается непосредственно в камеру сгорания во время такта сжатия.
Некоторые двигатели с прямым впрыском бензина не имеют обычной дроссельной заслонки, поскольку дроссельная заслонка не используется для управления скоростью и мощностью двигателя. Компьютер двигателя делает это, изменяя время и количество топлива, впрыскиваемого в каждый цилиндр.Отсутствие дроссельной заслонки означает, что нет ограничений для поступающего воздуха и мало или отсутствует разрежение во впускном коллекторе. Это снижает обычные потери при перекачке, вызванные дроссельными заслонками и разрежением на впуске, для повышения эффективности двигателя.
Режимы работы
Прямой впрыск бензина также обеспечивает большую гибкость в управлении топливно-воздушной смесью. Обычно топливо впрыскивается в какой-то момент во время такта впуска и / или такта сжатия. Время и продолжительность импульсов впрыска будут зависеть от режима работы.Иногда гомогенная топливно-воздушная смесь, которая равномерно распределена в цилиндре, работает лучше всего, в то время как в других случаях расслоенная смесь заряда может сэкономить топливо и снизить выбросы. Послойный заряд достигается за счет впрыска очень бедной смеси A / F во время такта впуска или в начале такта сжатия. Очень бедная смесь может быть слишком бедной для надежного зажигания сама по себе, поэтому второй впрыск более богатой смеси A / F происходит непосредственно перед зажиганием свечи зажигания. Область богатой смеси A / F прямо вокруг свечи зажигания легко воспламеняется и помогает сжечь бедную смесь в остальной части цилиндра и камеры сгорания.Этот «трюк» позволяет двигателю работать беднее, чем обычно, при небольшой нагрузке, экономя газ и сокращая выбросы.
, г.Когда поршень поднимается во время такта сжатия, топливо может впрыскиваться в цилиндр в любой момент до воспламенения. Время впрыска (или нескольких впрысков) будет зависеть от частоты вращения двигателя, нагрузки и других условий. а также то, как запрограммирована работа самой системы GDI. В некоторых ситуациях (например, легкий крейсерский режим) впрыск топлива может не производиться до тех пор, пока поршень почти не достигнет верхней мертвой точки на такте сжатия.В некоторых случаях дополнительные импульсы впрыска могут возникать даже после воспламенения исходной смеси, чтобы поддерживать горение пламени во время рабочего такта.
В этой таблице перечислены основные различия между GDI и Port EFI.
Преимущества прямого впрыска бензина
Распыление топлива непосредственно в камеру сгорания при нарастании сжатия, а также во время и после начального сгорания позволяет двигателю производить больше мощности при меньшем расходе топлива. Двигатели с GDI могут переносить чрезвычайно бедные топливные смеси (до 40: 1) при малой нагрузке и крейсерских условиях.В конечном итоге экономия топлива обычно на 15-20% выше по сравнению с распределенным впрыском топлива.
Способность точно контролировать топливную смесь и давать двигателю именно то, что ему нужно в нужный момент, также означает, что двигатели GDI могут справиться с более высокими степенями статического сжатия. Buick 3.6L V6 имеет степень сжатия 11,3: 1, что помогает улучшить эффективность сгорания и мощность. Двигатели Mazda Skyactiv-G объемом 2,0 и 2,5 л имеют степень сжатия 14: 1 для еще большей эффективности.Двигатели GDI обычно производят больше лошадиных сил, чем двигатели с многоточечным впрыском.
Проблемы с прямым впрыском бензина
Никакая новая технология не избавит вас от проблем, и непосредственный впрыск бензина не исключение. Поскольку топливо впрыскивается непосредственно в камеру сгорания, а не во впускной канал, оно обеспечивает незначительный «очищающий эффект» или не дает никакого «эффекта очистки», предотвращая накопление углерода и сажи на впускных клапанах. По мере накопления миль на впускных клапанах накапливается слой нагара.Поскольку отложения накапливаются на поверхности клапана, они могут препятствовать уплотнению впускных клапанов, вызывая утечку сжатия, пропуски зажигания в двигателе и потерю мощности. Накопление большого количества углерода на впускных клапанах также может ограничивать воздушный поток, снижать мощность на более высоких оборотах двигателя и вызывать снижение расхода топлива и производительности. Отложения углерода на впускных клапанах также могут отслаиваться и проходить через камеру сгорания в выхлоп. Если двигатель оборудован турбонагнетателем, есть вероятность, что углерод может повредить ребра турбины в турбонагнетателе.Для получения дополнительной информации см. Отложения на впускном клапане в двигателях с прямым впрыском бензина.
Проблема накопления сажи, как правило, усугубляется в двигателях с прямым впрыском, которые используются в основном для коротких поездок. Впускные клапаны никогда не нагреваются настолько, чтобы сжечь отложения. А если уплотнения направляющих клапанов позволяют слишком большому количеству масла стекать по штокам клапанов, нагар идет еще быстрее.
Устранение грязных впускных клапанов заключается в очистке клапанов химическим очистителем, распыленным на корпус дроссельной заслонки, впускной коллектор или непосредственно во впускные отверстия.Другим вариантом ремонта в некоторых случаях является снятие впускного коллектора и распыление растворителя непосредственно во впускные отверстия в головке блока цилиндров или струйная очистка задней части впускных клапанов мягкой средой, такой как скорлупа грецких орехов, пищевая сода или пластиковые шарики. В случае очень сильного нагара может потребоваться снятие головки блока цилиндров для очистки клапанов.
Другая проблема с прямым впрыском бензина заключается в том, что, как и при впрыске дизельного топлива, у топлива меньше времени на смешивание с поступающим воздухом перед воспламенением.Эффект расслоения заряда, создаваемый прямым впрыском, также позволяет получать более богатые смеси рядом со свечой зажигания и форсунки и более бедные смеси дальше от свечи зажигания и форсунки. В результате в процессе сгорания могут образовываться более крупные частицы сажи, подобные неочищенным дизельным выхлопам. Размер и количество частиц варьируются в зависимости от летучести топлива и других условий эксплуатации.
Действующие правила выбросов твердых частиц в США.С. допускают до 10 мг / милю твердых частиц. Но если будущие правила по выбросам твердых частиц потребуют более низких уровней, может потребоваться некоторый тип дополнительной обработки выхлопных газов, аналогичный той, которая сейчас используется для чистых дизельных двигателей. Дизельные двигатели оснащены уловителями сажи и системами впрыска мочевины для доочистки.
Применения прямого впрыска бензина
Прямой впрыск бензина используется в различных двигателях последних моделей: Audi, BMW, GM, Ford, Hyundai, Kia, Lexus, Mazda, MINI, Nissan, Porsche, VW и других.Некоторые недавние отечественные применения включают двигатели Ford Ecoboost (которые также имеют турбонаддув) в 2010 Focus & Edge и 2011 Explorer, а также двигатель DI 3,6 л V6 в Buick LaCrosse and Enclave 2010 года, Cadillac STS и CTS 2010 года, Camaro V6 2010 года. Chevy HHR SS, 2010 Chevy Traverse и GMC Acadia. Corvette LT1 2014 также имеет прямой впрыск.
По прогнозам, к 2016 году почти половина всех новых автомобилей, продаваемых в США, будет оснащаться бензиновыми двигателями с непосредственным впрыском.
Выше показан разрез камеры сгорания внутри Buick 3.Двигатель 6L V6 с прямым впрыском топлива.
Другие статьи о впрыске топлива:
Отложения на впускных клапанах в двигателях с прямым впрыском бензинаКак работает электронный впрыск топлива
Соотношение воздух / топливо
Как впрыск топлива влияет на выбросы
Диагностика впрыска топлива
Проблемы с впрыском топлива
Впрыск топлива: диагностика безвозвратных форсунок с EFI
чистка)
Топливные форсунки (устранение неисправностей)
Прямой впрыск помогает или причиняет вред вашему автомобилю?
С каждым модельным годом производители автомобилей пытаются добавить навороты, чтобы побудить потребителей покупать их автомобили.В последние годы одна из инноваций, которая стала популярной и преподносится как роскошная особенность, — это технология, называемая прямым впрыском. Если вы похожи на многих покупателей автомобилей, вы, вероятно, считаете, что любое новшество в автомобильной технологии — это хорошо. Однако иногда новые технологии имеют непреднамеренные негативные последствия. Появляется все больше свидетельств того, что прямой впрыск может быть примером такой технологии. Итак, прямой впрыск помогает или вредит вашей машине? Это зависит от того, насколько усердно вы ухаживаете за своей машиной.
Как работает прямой впрыск?Всем известно, что автомобилям для работы нужен бензин. Система впрыска топлива вашего автомобиля отвечает за подачу топлива к вашему двигателю. Существует два типа систем впрыска: одиночный / многоточечный впрыск и прямой впрыск.
Системы одинарного / многоточечного впрыска подают газ во впускной коллектор вашего автомобиля, который затем подает топливо в двигатель. Там двигатель всасывает газ в свои цилиндры. С другой стороны, прямой впрыск распыляет поток топлива под высоким давлением непосредственно в камеру сгорания каждого цилиндра двигателя.
Плюсы и минусы прямого впрыскаНовая технология прямого впрыска была создана для более эффективного использования топлива. Поскольку прямой впрыск обеспечивает подачу концентрированного количества газа, меньше топлива расходуется, что экономит деньги на насосе и благоприятно сказывается на окружающей среде. Но есть и обратная сторона. Побочным эффектом этого потока топлива под высоким давлением является чрезмерное разбрызгивание на впускной клапан и порты. Как только этот избыточный спрей нагреется, он станет густым и липким. Это накопление становится более выраженным с каждой милей, которую вы проезжаете.Подобно тому, как налет может накапливаться в ваших артериях, уменьшать приток крови к вашему сердцу и приводить к сердечному приступу, накопление углерода на впускных клапанах вашего автомобиля снижает подачу топлива в двигатель и может привести к отказу. Самый большой недостаток прямого впрыска топлива — DI может привести к засорению топливных систем и увеличению количества углерода в двигателе.
К сожалению, присадки к топливу не помогут
В то время как в вашем местном магазине автозапчастей продаются присадки к топливу, которые обещают очистить детали двигателя, эти присадки неэффективны для очистки от нагара, образующегося при прямом впрыске.Причина проста: мусор, оставшийся от прямого впрыска, находится на ваших впускных клапанах. Топливные присадки не попадают во впускной клапан.
Регулярное обслуживание крайне важно, чтобы избежать дорогостоящего ремонта топливной системыЧто вы можете сделать, чтобы защитить свой двигатель, если у вас есть система DI? Единственное решение — поручить профессионалу удалить нагар, прежде чем он станет причиной дорогостоящих повреждений. Это не то, что вы можете сделать дома, потому что это требует разборки двигателя вашего автомобиля и тщательной очистки остатков абразивным чистящим материалом.