Auto-park24.ru

Журнал "Автопарк"
1 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Что такое прямой впрыск топлива на бензиновом двигателе

Автомобильные моторы с непосредственным впрыском топлива: плюсы и минусы

Чем отличается схема с непосредственном впрыском

В начале нулевых бензиновые моторы с непосредственным впрыском стали чаще появляться на российском рынке автомобилей. В настоящее время практически каждая современная машина, как дорогая, так и бюджетная, оснащается таким движком. По мнению большинства экспертов, такие автомобили были, есть и будут до появления и распространения на рынке кардинально новых средств передвижения (например, электромобилей).

Главный момент, который отличает мотор с непосредственным впрыском от классической схемы – подача топлива не в коллектор, а напрямую в цилиндр. Другими словами, камера сгорания получает не уже готовую топливовоздушную смесь (как в стандартном варианте), а живое топливо. Смесеобразование будет происходить в самом двигателе.

Зачем это придумали?

Ученые задумались о такой чудо-системе еще в далеком 19 веке. Но до недавних пор система не была распространена среди производителей автомобилей. Первыми такими машинами с аналогичными моторами стали представители бренда Mitsubishi, а вслед за этим производителем потянулись и известные во всем мире марки: Toyota, Mercedes, BMW и другие. Вся хитрость заключается в том, что благодаря такой системе можно абсолютно четко руководить ходом смесеобразования. Данная схема буквально заставляет мотор функционировать на очень бедной топливовоздушной смеси. Стандартный двигатель работает при пропорциях бензин-воздух 1 к 14, а движки с непосредственным впрыском способны вытянуть на 1 к 20, а некоторые, более усовершенствованные конструкции на 1:40. Согласитесь, разница колоссальная. Именно эта способность и позволяет автовладельцам существенно экономить на топливе, ведь мотор с непосредственным впрыском будет сжигать намного меньше горючего. Стоит отметить, что мощностные и динамические показатели такого автомобиля будут невероятно высокими.

Производители подобных моторов утверждают, что экономия топлива доходит до 25 процентов, а тяга и мощность увеличивается на 15 процентов. Всего этого можно добиться и при малом литраже, соответствуя также и экологическим стандартам. С этой стороны такие двигатели представляются просто сказочными и привлекают все большее число покупателей.

Дело техники: в чем хитрость?

Использование системы непосредственного впрыска требует очень многого от конструкции двигателя, насоса и качества топлива. Кроме того, особые требования выдвигаются к смазочным материалам и электрике. Чтобы смесь образовывалась правильно при непосредственном впрыске, нужен очень слаженный и сложный процесс. Поэтому электроника автомобиля снабжена многими дополнительными программами, которые управляют несколькими циклами функциональности. Не говоря уже о сотнях специальных датчиков, каждый из которых отвечает за свою функцию. За распыл топлива ответственными являются специальные форсунки, способные работать при очень высоком давлении. Топливные насосы также должны отличаться высокой производительностью. Каждый элемент такой системы должен быть высокотехнологичным и надежным. Только соблюдение всех условий и требований позволит правильно распылять горючее. Тем более на различных режимах функционирования мотора необходимо по-разному распоряжаться готовой смесью.

На холостом ходу мотор работает в режиме послойного смесеобразования – смесь обедняется до максимума, но тем не менее ничуть не теряет своим положительных качеств и остается пригодной для дальнейшей работы. Когда нагрузка на движок максимальна, дроссельная заслонка и каналы впуска остаются открытыми. Кроме того, по максимуму дожигаются выхлопные газы, а это существенно увеличивает экологичность работы двигателя.

Преимущества и недостатки

Самым главным недостатком, о котором говорят специалисты и недовольные владельцы, является низкая надежность. Суть в том, что даже самая мелкая неисправность одного из элементов схемы приводит двигатель в состояние «капризов». Начинаются сбои в работе, электроника сигнализирует хозяину о проблемах. Кроме того, к недостаткам отнесем и немалую стоимость подобного двигателя. Будучи сложной технологической конструкцией, мотор с непосредственным впрыском топлива требует соблюдения четких правил и безотказной работы всех составляющих системы. Также внимательно нужно относиться к системе питания и зажигания. Еще выделим недостаток, который стопроцентно не понравится ни одному водителю – повышенные требования к качеству топлива. Заливать в бак дешевое горючее не выйдет. Проблема заключается в том, что низкокачественное топливо содержит крайне нежелательные для состояния движка соединения серы, фосфора и железа. Различные примеси также негативно скажутся на функциональности такого мотора. Цена запчастей и стоимость обслуживания таких двигателей не понравится автомобилисту, который хочет купить машину с таким мотором. Увы, но дешевых запасных частей к таким движкам не существует. Ужесточаются требования к маслу, фильтрам и остальным расходным материалам. Высокотехнологичный агрегат требует дорогостоящего внимания.

А теперь рассмотрим преимущества, на фоне которых минусы улетучиваются. Двигатели с непосредственным впрыском по праву считаются наиболее технологичными. Плюс, стоит отметить и экономичность агрегата. Благодаря таким моторам существенно увеличивается тяга и мощность автомобиля. Такие машины просты и удобны для жителей крупных городов, для которых характерны частые пробки на дорогах. К тому же, благодаря таким движкам увеличивается интервал между периодическими заменами масла. Перечисленные преимущества будут ощутимы при строгом соблюдении правил обслуживания авто. Потребуется внимательное и бережное отношение к двигателю.

Одновременный впрыск топлива

В этом виде впрыска топлива все форсунки открываются и закрываются одновре­менно. Это означает, что время, необходи­мое для испарения топлива, оказывается разным для каждого цилиндра. Тем не ме­нее, для того чтобы обеспечить эффектив­ное образование топливовоздушной смеси, количество необходимого для сгорания топлива впрыскивается двумя порциями, по одной на каждый оборот коленчатого вала. В этом виде впрыска топливо для не­которых цилиндров, как только впускной клапан открывается, поступает в откры­тый впускной канал. В этом случае момент впрыска топлива не изменяется.

Групповой впрыск топлива

В этом виде форсунки комбинируются с образованием двух групп. При одном по­вороте коленчатого вала одна группа фор­сунок впрыскивает всё количество топ­лива, предназначенное для данных цилин­дров, а при следующем повороте впрыск топлива осуществляется другой группой форсунок.

Такая конфигурация допускает выбор угла опережения впрыска в зависимости от ре­жима работы двигателя. Кроме того, ис­ключается нежелательный впрыск топлива

в открытые впускные каналы. В этом виде время, имеющееся для испарения топлива, также разное для разных цилиндров.

Последовательный впрыск топлива (SEFI)

В этом виде топливо впрыскивается инди­видуально в каждый цилиндр, то есть фор­сунки включаются в работу одна за другой в соответствии с порядком работы цилин­дров. Продолжительность и угол опереже­ния впрыска топлива относительно ВМТ одинаковы для всех цилиндров, а топливо накапливается перед входом в каждый ци­линдр.

Угол опережения впрыска топлива про­граммируется и может быть адаптирован к режиму работы двигателя.

Индивидуальный впрыск топлива в каждый цилиндр (CIFI)

Этот вид впрыска топлива предполагает наибольшую степень свободы проектиро­вания. По сравнению с последовательным впрыском топлива способ CIFI имеет то преимущество, что продолжительность впрыска может быть индивидуально изме­нена для каждого цилиндра. Это позволяет компенсировать отклонения, например, в отношении заряда цилиндров.

а — Одновременный впрыск топлива

b — Групповой впрыск топлива

с — Последователь­ный впрыск топ­лива (SEFI)

и ин­дивидуальный впрыск топлива в каждый ци­линдр (CIFI)

Непосредственный впрыск топлива

В двигателях с непосредственным впрыс­ком бензина образование топливовоз-душной смеси происходит в камере сго­рания. Во время такта впуска в цилиндр через открытый впускной клапан посту­пает только воздух, а топливо впрыски­вается специальными форсунками не­посредственно в цилиндры.

Обзор

Требование достижения высокой мощ­ности двигателей при низком расходе топ­лива привело к «реанимации» системы не­посредственного впрыска бензина («re­discovery» — повторному открытию). Ещё в далёком 1937 году был создан авиацион­ный двигатель с механической системой непосредственного впрыска бензина. В 1952 году был создан первый серийный легковой автомобиль «Gutbrod» с механи­ческой системой непосредственного впрыска бензина, а следом за ним в 1954 году «Mercedes SL».

В то время проектирование и изготовление двигателя с непосредственным впрыском бензина было делом очень сложным. Более того, такая технология предъявляла очень высокие требования к используемым мате­риалам. Другой проблемой было обеспече­ние достаточного срока службы двигателя.

Все эти обстоятельства длительное время не допускали прорыва в создании двигате­лей с непосредственным впрыском бен­зина.

Читать еще:  Установка запуск двигателя с кнопки своими руками

1-Топливный насос высокого давления (ТНВД) 2-Соединенное линией низкого давления топ­лива 3-Линия высокого давления топ­лива 4-Топливный коллектор 5-Форсунки высо­кого давления топлива 6-Датчик высокого давления топ­лива 7-Свеча зажигания 8-Регулятор давле­ния топлива 9-Поршень

Принцип работы

В системах непосредственного впрыска бензина топливо под высоким давлением впрыскивается прямо в камеру сгорания цилиндра двигателя. Следовательно, обра­зование топливовоздушной смеси, подобно дизелям, происходит внутри цилиндра (внутреннее смесеобразование).

Поперечные профили набережных и береговой полосы: На городских территориях берегоукрепление проектируют с учетом технических и экономических требований, но особое значение придают эстетическим.

Папиллярные узоры пальцев рук — маркер спортивных способностей: дерматоглифические признаки формируются на 3-5 месяце беременности, не изменяются в течение жизни.

Общие условия выбора системы дренажа: Система дренажа выбирается в зависимости от характера защищаемого.

Механическое удерживание земляных масс: Механическое удерживание земляных масс на склоне обеспечивают контрфорсными сооружениями различных конструкций.

Что такое система впрыска GDI. Особенности и принцип работы

Система непосредственного впрыска топлива

(СНВТ) (Gasoline Direct Injection (GDI)) — инжекторная система подачи топлива для бензиновых двигателей внутреннего сгорания с непосредственным впрыском топлива, у которой форсунки расположены в головке блока цилиндров и впрыск топлива происходит непосредственно в цилиндры. Топливо подается под большим давлением в камеру сгорания каждого цилиндра в противоположность стандартной системе распределённого впрыска топлива, где впрыск производится во впускной коллектор.

Такие двигатели более экономичны (до 20 % экономии[1]), отвечают более высоким экологическим стандартам, однако и более требовательны к качеству топлива.

Аббревиатура GDI подразумевает систему непосредственного впрыска на двигателях Mitsubishi. Это произошло потому, что впервые система непосредственного впрыска была применена на двигателе GDI, устанавливаемом на автомобили компании Mitsubishi.[1] Это утверждение верно лишь частично. Так первый серийный двигатель с непосредственным впрыском был изготовлен Daimler-Benz DB 601Messerschmitt Bf.109E. Впервые непосредственный впрыск топлива на автомобиле Mercedes W196, на котором знаменитый Фанхио выиграл сезоны 54 и 55 года. Mitsubishi первыми применила электронно-управляемый непосредственный впрыск что позволило применить на некоторых режимах суперобедненную смесь.

Другие производители двигателей обозначают систему непосредственного впрыска по-иному:

  • DFI (Direct Fuel injection) Непосредственный впрыск топлива.
  • Toyota — D4;
  • Mercedes-benz — CGI;
  • Mitsubishi — GDI
  • Nissan — NEO DI;
  • Renault — IDE;
  • Alfa Romeo — JTS;
  • PSA Peugeot Citroën — HPi;
  • Mazda — DISI;
  • Ford — EcoBoost;
  • Volkswagen, Skoda, Audi — FSI, TSI;
  • Opel — CDTI (дизель), direct, SIDI (Spark Ignition Direct Injection);
  • Honda — I-CDTI и др.

Виды распределенного впрыска топлива

В системе распределенного впрыска топливо в каждый цилиндр впрыскивается отдельной форсункой. Существует несколько разновидностей распределённого впрыска. Различаются они по времени открытия форсунок. К примеру, в случае одновременного впрыска все форсунки открываются разом. Если форсунки открываются попарно, впрыск называется попарно-параллельным.

Связующим звеном между современной системой распределенного впрыска и карбюратором был моновпрыск — система, с управляемой компьютером единственной форсункой

Большинство современных автомобилей оснащено системами фазированного впрыска. В этой системе каждая форсунка управляется индивидуально и открывается в наиболее удачный с точки зрения заложенной в блоке управления программы момент, то есть непосредственно перед началом такта впрыска.

Как правило, в топливной системе фазированного впрыска в управляющей программе предусмотрены два дополнительных режима: прогрева и аварийный режим. В случае их задействования фазированный впрыск заменяется попарно-параллельным. Это позволяет двигателю в период прогрева работать в интенсивном режиме и на относительно высоких оборотах. В аварийном режим, в случае неисправности одного из датчиков, показания которого влияют на количество впрыскиваемого топлива, обеспечивается бесперебойная работа двигателя при разной нагрузке. Как правило, поводом для включения аварийного режима становится неисправность основного датчика, показаниями которого руководствуется блок управления при дозировке топлива, — датчика фазы или, иначе, датчика положения распределительного вала.

Последний тип распределенного впрыска — прямой впрыск, представляющий собой разновидность фазированного. В этой системе топливо впрыскивается не во впускной коллектор, а непосредственно в камеру сгорания каждого цилиндра.

Состав

GDI состоит из следующих составляющих:

  • топливный насос высокого давления;
  • камера высокого давления с регулятором количественного давления топлива;
  • привод топливного насоса;
  • топливная рампа;
  • предохранительный клапан;
  • датчик высокого давления;
  • форсунки впрыска;
  • блок управления двигателем;
  • блок управления форсунками;
  • топливный насос низкого давления;
  • перепускной клапан;
  • топливный фильтр;
  • фильтры супертонкой очистки топлива;
  • входные датчики.

Распределённый многоточечный механический впрыск

В настоящее время такие системы не выпускаются, но по дорогам нашей страны ещё долго будут колесить (если им помогут диагносты) автомобили АУДИ, МЕРСЕДЕС, ВОЛЬВО (БМВ и ПОРШЕ уже вымерли). Конечно система примитивная, но не забывайте, что начало выпуска подобных систем — 70-е годы. Наш автопром выпускал в то время только карбюраторные бензиновые двигатели и, к счастью, не стал выпускать ам с механическим впрыском топлива.

Добавим, что такие системы использовались производителями ам из-за слабого развития электроники в то время. Были попытки выпускать автомобили с электронными системами управления и электрическими форсунками в 70-е годы, но ненадежная элементная база часто приводила к отказам электроники и некоторые производители (МЕРСЕДЕС, АУДИ, ВОЛЬВО, РЕНО) пошли по пути использования систем механического впрыска топлива и шли по нему до начала 90 х годов. В ремонте такие системы требуют высокой точности регулировки. Выпускали такие системы только Европейские производители.

Первая схема системы механического впрыска топлива, использующего электромеханический регулятор противодавления и механический регулятор давления топлива приведена ниже. Кратко опишем работу системы.

Система подачи топлива такая же, как и у систем электронного впрыска топлива, только используются более мощные топливные насосы, т. к. рабочее давление топлива до 6,5 bar. Система зажигания с отдельным блоком управления, но с такими же датчиками оборотов на маховике или в трамблёре.

Рис. Электросхема системы управления двигателем автомобиля VW Джетта (82-92): 4 — «лямбда» регулятор, 6 — клапан холостого хода, 9 — регулятор оборотов на этапе прогрева двигателя, 10 — модуль зажигания (коммутатор), 11 — катушка зажигания, 14 — топливный насос высокого давления, 15 — подкачивающий топливный насос, 16 — пусковая форсунка, 27 — регулятор противодавления топлива, 37 — кислородный датчик, 40 — датчик оборотов в распределителе зажигания, 48 — датчик температуры охлаждающей жидкости, 62 — термовыклютатель, 87 — стартер, 90 — главное (системное) реле, 91 — реле бензонасоса, 101 — блок управления впрыском, 102 — блок управления холостым ходом.

Рассмотрим устройство и принцип построения системы механического впрыска топлива. На рисунке приведена электрическая схема системы «К Jetronic» автомобиля VW Джетта 1,8 л.

Рис. Рабочая схема ам VW Джетта (82-92): 1 — форсунка, 2 — пусковая форсунка, 3 — клапан холостого хода, 4 — перепускной клапан, 5 — расходомер воздуха, 6 — дозатор-распределитель, 7 — регулятор давления топлива, 8 — термовыключатель, 9 — электровакуумный переключатель, 10 — датчик положения дроссельной заслонки, 11 — топливный фильтр, 12 — демпфер, 13 — винт регулировки СО, 14 — регулятор противодавления топлива, 15 — дополнительный топливный бак, 16 — топливный насос высокого давления, 17 — подкачивающий топливный насос, 18 — основной топливный бак.

При вращении двигателя стартером напряжение одновременно поступает на пусковую форсунку, которая кратковременно вступает в работу и обогащает топливовоздушную смесь при низких температурах. Длительность работы пусковой форсунки зависит от термовременного выключателя, который не позволяет «залить» двигатель при продолжительно включённом стартере.

Одновременно вступают в работу системы зажигания и холостого хода. Дополнительное количество воздуха, необходимое для обеспечения горения обогащенной топливовоздушной смеси подаётся через обводной воздушный канал регулятора прогрева 9(19). На холодном двигателе обводной канал открыт, а по мере прогрева перекрывается шторкой.

За счёт разрежения, создаваемого движущимися поршнями, пройдя через фильтрующий элемент, воздух своим потоком поднимает круглую пластину 5 и связанное с ним коромысло, которое, поднимаясь, давит на плунжер дозатора-распределителя топлива. Плунжер поднимается и перепускает топливо в верхние камеры дозатора, откуда оно и попадает к форсункам. Между коромыслом и плунжером дозатора-распределителя установлена пластина с эксцентриком, регулировочным винтом которой можно изменять степень поднятия плунжера и, тем самым, изменять соотношение воздух — топливо, т.е. регулировать состав смеси(СО).

Читать еще:  Что может стучать двигатель на бмв х5 е70

Если система исправна, то топливо через форсунки впрыскивается во впускной коллектор и далее попадает через впускные клапаны в цилиндры, возникают первые «вспышки» двигатель начинает работать, движение поршней становится быстрее, за счёт движения масла происходит уплотнение в цилиндрах, повышается разрежение во впускном коллекторе и воздух всё сильнее поступает (засасывается) в двигатель. Напомним, что это система постоянного впрыска, т.е. форсунка «льёт» постоянно, невзирая на то, открыт или закрыт впускной клапан.

В системе используется регулятор противодавления топлива 14(20), который «облегчает» поднятие плунжера дозатора-распределителя топлива на режимах прогрева двигателя и режимах полной нагрузки, когда необходимо впрыскивать большее количество топлива.

В системах разных производителей использовались конструктивные особенности. По положению дроссельной заслонки и оборотам двигателя определялся режим принудительного холостого хода — форсунки переключались на режим минимального впрыска топлива; по положению дроссельной заслонки определялся режим максимальных нагрузок, часть давления топлива снималась с надплунжерного пространства в обратную магистраль, плунжер поднимался легче и топлива к форсункам поступало больше; по сигналам кислородного датчика определялся состав отработанных газов и если смесь постоянно «бедная» или «богатая» блок управления направлял корректирующие импульсы на «лямбда» клапан, который предназначен для перепуска части топлива в обратную магистраль и, тем самым, производилась корректировка состава смеси.

В 80 с годы систему «К» доработали, добавили некоторые узлы с электрическим управлением, поэтому добавилась буква «Е» и получилась системы «КЕ». Такие системы выпускались с индексами «КЕ-Jetronic» и «КЕ-Motronic», причем «Motronic» было несколько модификаций.

На электрической схеме приведённой на рисунке показана система «КЕ-Jetronic» ам ФОРД Эскорт 1,6RS. Отличительной особенностью систем «КЕ» от «К», является использование принципиально другого дозатора топлива с электрическим регулятором давления топлива и датчиком положения коромысла расходомера воздуха. Использование новых элементов позволило продлить жизнь системам механического впрыска топлива до начала 90-х, хотя уже в 80 с годы почти все производители перешли на использование систем электронного впрыска топлива.

Рис. Электросхема системы управления двигателем ам ФОРД Эскорт 1,6RS: 3 — топливный насос высокого давления, 6 — клапан холостого хода, 9 — регулятор оборотов на этапе прогрева двигателя, 11 — катушка зажигания, 16 — пусковая форсунка, 21 — регулятор давления топлива, 24 — переключатель, изменяющий степень наддува турбиной, 40 — датчик оборотов в распределителе зажигания, 42 — датчик температуры охлаждающей жидкости, 43 — датчик температуры воздуха, 45 — датчик детонации, 48 — термовыключатель, 50 — датчик положения расходомера воздуха, 53 — датчик положения дроссельной заслонки в закрытом положении, 54 — датчик положения дроссельной заслонки в открытом положении, 87 — стартер, 93 — главное(системное) реле, 101 — блок управления впрыском, 103 — блок управления зажиганием.

Система работает следующим образом. При вращении двигателя стартером датчик оборотов — 40(21)(в данном случае датчик на эффекте Холла) передаёт сигналы в ЭБУ зажиганием — 103(21). Питание на датчик Холла подаётся через ЭБУ. Реле бензонасоса 93(21) замыкает контакты подачи «+» на включение бензонасоса только после получения сигнала от ЭБУ на ножку 1. Этот же сигнал одновременно является управляющим для блока управления впрыском.

Включается бензонасос — 3(21) и создаёт рабочее давление в системе(за 2-3 сек.). В системах «КЕ» использовался блок управления зажиганием, который «анализировал» сигналы от датчиков температуры, датчика детонации, положения дроссельной заслонки, положение расходомера воздуха и подавал импульс на катушку зажигания в рассчитанное время. Катушка зажигания повышает напряжение и по высоковольтному проводу передаёт импульсы напряжения на крышку разносчика напряжения, от которого по высоковольтным проводам напряжение попадает к свечам зажигания каждого цилиндра.

Рис. Рабочая схема ам ФОРД Эскорт l,6RS: 1 — форсунка, 2 — термовыключатель, 3 — датчик температуры охлаждающей жидкости, 4 — пусковая форсунка, 5 — клапан холостого хода (прогрева), 6,11 — регулятор давления топлива, 7,15 — электрогидравлический регулятор давления топлива, 8 — датчик положения расходомера воздуха, 9 — узел дроссельной заслонки, 10 — топливный насос высокого давления, 12 — демпфер, 13 — топливный фильтр, 14 — воздушный фильтр, 16 — датчик положения дроссельной заслонки (х.х.), 17 — датчик положения дроссельной заслонки (максим, нагрузка), 18 — впускной коллектор, 19 — дозатор-распределитель, 20 — винт регулировки СО.

Эти системы быстрее реагировали на изменившиеся условия работы двигателя, но все-равно значительно уступали системам дискретного (электронного) впрыска топлива. Использование систем механического впрыска топлива требовало чёткой работы всех составляющих элементов и точной ручной регулировки. При всех недостатках, в своё время это был значительный шаг вперёд в разработке и применении новых систем питания и управления двигателем.

Что необходимо знать о системе прямого впрыска топлива

Кто изобрёл и как развивалась технология прямого или непосредственного впрыска топлива

Технология прямого или непосредственного впрыска топлива изначально разрабатывалась для дизельных двигателей. Примечательно, что в том виде, в котором она существует сейчас, её в начале 20-го века разработал и успешно внедрил русский инженер Вадим Аршаулов.

Не много позже эту технологию внедрили и в бензиновые двигатели, но произошло это отнюдь не в конце 20-го века, как думают некоторые. Эта технология использовалась ещё во времена Второй мировой войны в двигателях истребителей Messerschmitt. Что касается автомобилей, то первым серийным автомобилем с бензиновым двигателем, в котором её применили, стал легендарный Mercedes-Benz 300 SL Gullwing, появившийся в 1954 году.

В то время управление прямым впрыском топлива осуществлялось с помощью механики, что было очень сложно и дорого, в связи с чем в бензиновых двигателях эта технология сразу не прижилась. Однако благодаря развитию электроники, в 1990-х годах автопроизводители решили к ней вернуться.

Симптомы и признаки загрязнения форсунок

Да, основная причина загрязнение распылителей форсунок и приносит наибольшую головную боль обладателям современных FSI-моторов. Обычно сопровождается это вибрацией, пропусками воспламенения при холодном пуске, а также повышенным расходом топлива и дерганьем автомобиля при разгоне. Почему так происходит, вы, наверное, уже догадались. Разумеется, из-за отклонения топливной струи от расчетной траектории, ведь в данном случае совсем небольшого отклонения вполне достаточно, чтобы резко «обеднить» зону вокруг центрального электрода, при котором устойчивого воспламенения уже не будет. Но и это далеко не последняя проблема в данном ДВС. Довольно часто обсуждают следующее явление на впускных клапанах:

А вот так выглядит начало такого процесса:

Обратите внимание: налет мягкий, легко снимаемый и совершенно непохожий на тот твердый светло-бурый налет на MPI-моторах, который иначе как механической обработкой не снять. Больше всего он напоминает налет на впускных коллекторах дизельных моторов. И в этом есть часть ответа на вопрос по образованию такого нагара.

Очень часто на вопрос о загрязнении впускных клапанов и форсунок отвечают стандартными фразами: «некачественное топливо», «несвоевременное обслуживание» или «неправильно подобранное масло». Но, к сожалению, даже при использовании высококачественных материалов и сокращенном интервале обслуживания ситуация радикальным образом не изменится. Чтобы понять причину этой проблемы, давайте рассмотрим диаграмму фаз газораспределения. Один из наиболее характерных режимов, описывающий важность регулирования фаз газораспределения, на стандартной круговой диаграмме выглядит так:

Но, как быть с увеличением NOx при повышении температуры отработавших газов? Каталитический нейтрализатор для данного соединения человечество еще не придумало. Была изобретена система возврата отработавших газов EGR, которая и занималась снижением температуры ОГ и, как следствие, уменьшением доли NOx в выхлопных газах. Но поскольку со временем клапан EGR не сильно отличался по виду от впускных клапанов, выложенных ранее, по степени негативных эмоций он прочно занимал второе место и у механиков, и у владельцев. Одна из самых «оптимистичных» конструкций клапана EGR выглядела так:

Тут конструкторы немного погорячились: поставить дроссельную заслонку на выпускные газы?! Кто хоть раз видел дроссельную заслонку на впуске, может представить, как она будет выглядеть на выпуске. Думаю, понятно, почему последствия загрязнения и отказа этого клапана занимают второе место по негативу у владельцев Passat B6. Однако, несмотря на многочисленные отказы регулирующих элементов этой системы, надо было как-то решать данный вопрос согласно постоянно ужесточающимся экологическим нормам. В ходе изысканий появилась система внутренней рециркуляции отработавших газов. Реализована она была как составляющая другой системы и не имела своих компонентов.

Читать еще:  Эл схема управления двигателем бмв мотор м62 1996

Теперь начинает прояснятся происхождение отложений на впускных клапанах, как и довольно слабая их зависимость от топлива, обслуживания, масла и т.д. Надо учитывать, что и загрязнение форсунок, и загрязнение поверхности впускных клапанов – процессы связанные и влияющие на один фактор – качество смеси в районе центрального электрода. В то же время заметим, что определяющим фактором влияния на характер воспламенения в цилиндрах все же является именно загрязнение распылителей форсунок. Этот «процесс» начинает беспокоить владельцев с 35 000 – 45 000 км пробега, и, увидев ошибки по «пропускам воспламенения», далеко не всегда начинают решать проблему с «правильного конца». А что же официальные лица? Неужели такой проблеме не уделяется внимание? Так сказать нельзя. Официально существует пункт при техническом обслуживании. Для примера возьмем Audi Q5:

Но возникает вопрос: а говорили ли вам о необходимости использования этой промывки на официальном ТО? А о регулярности такого мероприятия? Ведь подобные рекомендации для эксплуатации автомобиля в России есть и у BMW, и у Mercedes-Benz, и у других крупных автопроизводителей. Также нужно понимать, что использование такой промывки, учитывая ее концентрацию в полном баке, играет только профилактическую роль и полностью не очищает распылители. Но, разумеется, длительность нормального функционирования топливных форсунок увеличивает и рекомендуется к использованию.

Рекомендуем: Коленвал – что это такое и как он работает?

А теперь коснемся того, почему же так важно, чтобы распылители топливных форсунок были исправными (чистыми). Дело в том, что конструкция поршней новых двигателей FSI отнюдь не обладает весомым запасом прочности к детонационному сгоранию смеси, поскольку главный принцип построения таких моторов – максимальное облегчение конструкции и снижение трения. И тут уместно вспомнить, что днище поршня в таком типе конструкции не имеет возможности омываться (охлаждаться) топливной струей, а это значит, что при любом нарушении процесса воспламенения вполне возможна детонация и, как следствие, разрушение самого поршня (перемычек), что как раз и происходит на моторах 1.4, 1.8 и 2.0 TSI.

Отметим, что, проектируя третье поколение моторов серии 888, конструкторы VAG учли этот момент и создали смешанный впрыск MPI+FSI, который как раз и призван обойти описанные проблемы. Но вот обладатели автомобилей VAG, выпущенных до 2012 года, должны учитывать и такую печальную вероятность событий.

Надеемся, что после прочтения этого материала у вас не возникнет вопроса, для чего необходимо использовать промывку топливной системы и очищать детали впускной системы двигателей с непосредственным впрыском.

Материал подготовлен экспертом компании turbo-union.ru

Недостатки системы прямого или непосредственного впрыска топлива

Дело в том, что система прямого впрыска топлива очень чувствительна к качеству самого топлива, поэтому автомобили, двигатели которых оснащены этой системой, рекомендуется заправлять бензином марки АИ-98. Это связано с тем, что топливо низкого качества в лучшем случае засоряет форсунки и впускные клапана, на которых со временем образуется ничем не смываемый налёт, а в худшем случае выводит из строя топливный насос высокого давления (ТНВД).

Эта проблема особенно актуальна, когда вы покупаете подержанный автомобиль, двигатель которого оснащён системой прямого впрыска топлива. В этом случае доподлинно неизвестно, соблюдал ли предыдущий владелец все правила эксплуатации. В результате чего получается, что вы не застрахованы от возможных в ближайшем будущем проблем с двигателем и топливной системой, устранение которых может вам дорого обойтись.

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.

Рекомендуем: Коленвал – что это такое и как он работает?

Конструктивные особенности двигателей GDI

Система питания воздухом двигателя 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

Схема работы непосредственного впрыска топлива

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.

Рекомендуем: Принцип работы и особенности турбонаддува на бензиновых и дизельных двигателях

Как избежать возможных проблем с системой прямого или непосредственного впрыска топлива

Однако, даже если вы купили новый автомобиль, и заправляете его только качественным и высокооктановым бензином, то чтобы в будущем избежать возможных проблем с системой прямого впрыска топлива, необходимо регулярно, каждые 50 000 километров пробега, проводить её профилактическое обслуживание, которое стоит не дёшево.

Нет, я не призываю вас отказываться от покупки автомобиля, двигатель которого оснащён системой прямого впрыска топлива. Тем более, что этой системой сейчас оснащаются практически все автомобили. Я просто хочу вас предупредить, что если вы уже купили или собираетесь купить такой автомобиль, то не забывайте о своевременном профилактическом обслуживании.

Особенно это касается подержанных автомобилей, профилактическое обслуживание которых я рекомендую сделать сразу после покупки, что в будущем сохранит ваши нервы, время и деньги.
Понравилась публикация? Поделись!

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector