ГДЕ НАХОДИТСЯ ИНЖЕКТОР. В этом заключается основное различие между дозированием и непосредственным впрыском. Инжектор расположен на уровне впускного коллектора, рядом с блоком двигателя.
Что лучше распределенный впрыск или непосредственный?
Дорогие друзья, сегодня мы узнаем много нового о впрыске в систему впрыска топлива. Это распределенный или прямой впрыск? Что лучше и в чем разница?
Допустим, пришло время осуществить свою мечту, и вы всерьез задумались о выборе автомобиля. Это серьезный вопрос, и если выбрать цвет и форму автомобиля относительно легко, то выбрать тип двигателя может быть непросто, особенно для людей, не обладающих техническими знаниями.
Если да, то вам обязательно нужно внимательно прочитать эту статью.
Распределенный впрыск топлива: экономно и экологично
Ни для кого не секрет, что распределенный впрыск топлива (ТНВД) — это современная технология, тесно связанная с очень сложными электронными системами. Его главная «фишка» — наличие отдельной форсунки в каждом цилиндре бензинового двигателя.
На самом деле подобные системы, но с механическим управлением, появились в конце XIX и начале XX в. Они использовались в авиации и гоночных автомобилях, а иногда их интерпретации даже применялись в автомобилях массового спроса.
Читайте также. Сравнительные характеристики
Настоящий расцвет распределенного впрыска наступил с появлением доступных микропроцессоров в конце 1980-х годов и до сих пор пользуется уважением у автопроизводителей.
Как можно объяснить функционирование и характеристики системы распределенного впрыска (кстати, называемой также системой с несколькими впрысками)?
Как уже упоминалось, главной особенностью этой технологии являются топливные форсунки, расположенные перед впускными клапанами каждого цилиндра двигателя.
Это позволяет равномерно распределить топливно-воздушную смесь в цилиндрах и точно дозировать ее в отличие от однократного впрыска.
Такое расположение топливных форсунок позволяет инженерам значительно улучшить экологические характеристики двигателей и сделать их менее прожорливыми. ЭБУ (электронный блок управления) управляет всей системой.
Он рассчитывает оптимальное количество бензина для впрыска на основе ряда датчиков, которые предоставляют информацию о температуре, положении дроссельной заслонки, подаче воздуха и других параметрах, а также о точном моменте подачи сигнала на открытие форсунок.
Особенности действия
Функционирование и существование этой системы основано на том, что непрерывная подача топлива в цилиндры должна обеспечиваться с помощью форсунок, количество которых соответствует количеству цилиндров.
Рассматривая классификацию по принципу действия, можно выделить две основные группы систем: непрерывный впрыск и импульсный впрыск. Существуют электронные и механические способы управления их работой.
Чем еще отличаются две системы впрыска
Помимо расположения форсунок, системы непосредственного впрыска отличаются от MPI по нескольким параметрам.
В систему встроен топливный насос высокого давления. Как и в дизельных двигателях, топливо впрыскивается в камеру сгорания под высоким давлением — от 50 до 200 бар. Для подачи бензина к инжектору в топливном баке установлен второй насос низкого давления. Он перекачивает бензин из бака в форсунку под давлением 3 — 5,8 бар.
При непосредственном впрыске используется только один насос. Он работает от электричества автомобиля и создает давление до 6 бар.
Насос впрыска топлива в системах GDI является механическим. Он приводится в движение кулачком распределительного вала. Регулятор давления топлива расположен в корпусе насоса. Давление топлива в топливной магистрали изменяется в зависимости от режима работы.
Топливные форсунки
В двигателях JIDAI форсунки рассчитаны на высокое давление. По этой причине они имеют несколько модификаций конструкции.
Необходимо следить за состоянием горизонтальных уплотнительных колец. Их три. Самой большой «проблемой» является тефлоновое кольцо, которое расположено непосредственно на кончике сопла. Замена требует некоторого навыка или дополнительных денег, если вы обратитесь в сервис.
Инжектор имеет более тонкие форсунки, которые быстро засоряются при использовании низкокачественного топлива. Это приводит к сбоям в работе двигателя GDI. Простая промывка форсунок на стенде MPI невозможна, поскольку для этого требуется высокое давление, а его нет.
Какая из систем лучше для простого водителя
Минусы «Джидай» моторов
- Повышенные требования к качеству бензина.
- Закоксовка впускных клапанов, так как они не омываются топливом, как при распределенном впрыске.
- Образование нагара на распылителях топливных форсунок. Им нужно чаще производить чистку и ревизию. Так как они рассчитаны на высокое давление, то не каждый стенд может их полностью промыть. Замена уплотнительных колец на форсунках и связанный с ними «геморрой».
- Высокая цена обслуживания системы GDI впрыска и её ремонт.
Плюсы
- Экономичность;
- Эффективность и большая мощностью на один грамм топлива до 15%;
- Экологичность.
Подведем итог
Я противник технологии прямого впрыска бензина. Да, эти двигатели экономичнее обычных двигателей с впрыском топлива, мощнее и эффективнее. Но они более хрупкие и дорогие в обслуживании. Вы добавляете плохое топливо — выводите из строя форсунки или насос впрыска. Впускные клапаны и впускные коллекторы засоряются чаще — сбои в работе двигателя и потеря мощности. Вам придется чаще чистить его, а это лишние расходы.
Многие говорят: «Двигатели влекут за собой долги своей экономичностью и производительностью». Это означает, что пришло время технического обслуживания, и вы выплачиваете его полностью.
Так что выводы делайте сами. Я сам их пробовал — лучше купить автомобиль с распределенным впрыском топлива, чем двигатель GDI. Это сэкономит мои нервы, время и деньги на обслуживание и ремонт топливной системы.
Разделить:
Распределённый или непосредственный впрыск: чем они отличаются, и что лучше
Правильное формирование топливно-воздушной смеси обеспечивается системой впрыска топлива. Распределенный впрыск топлива (MPI) — это консервативное решение. Непосредственный впрыск топлива (GDI) — это современная технология, которая нравится не всем водителям. При выборе автомобиля важно знать различия между двумя системами и решить, какая из них лучше для вас.
По сравнению с современными конкурентами, система MPI проста и надежна. Он включает в себя создание воздушно-топливной смеси во впускном коллекторе. Форсунка распределяет топливо, которое смешивается с воздухом и поступает в цилиндры.
Расположение компонентов системы обеспечивает их долговечность. Автомобили с распределенным впрыском менее требовательны к качеству топлива и техническому обслуживанию. Однако многие производители активно внедряют систему GDI в свои автомобили.
При прочих равных условиях распределенный впрыск не обеспечивает высокой эффективности. Внедрение GDI увеличивает мощность, снижает расход топлива и делает тот же двигатель более экологичным. Преимущества системы очевидны, но для их достижения приходится идти на жертвы.
Непосредственный впрыск топлива
При прямом впрыске топливо впрыскивается непосредственно в цилиндры двигателя. Воздух проходит через клапаны и смешивается с топливом непосредственно в камере сгорания. Это достигается путем установки определенных дополнительных компонентов:
- Топливный насос высокого давления (ТНВД);
- Специальные форсунки;
- Предохранительный клапан.
Для эффективного распределения топлива по цилиндрам двигателя инжектор создает давление 5-12 мПа, такое же, как в дизельных двигателях.
Основным недостатком этого современного решения является надежность. Система GDI требовательна к обслуживанию и качеству топлива. При прочих равных условиях прямые форсунки служат меньше времени и стоят дороже.
Двигатели GDI, как известно, склонны к загрязнению впускных клапанов. При распределенном впрыске они промываются топливом и очищаются от отложений из системы рециркуляции отработавших газов (EGR). В двигателях с прямым впрыском топливо поступает непосредственно в цилиндры, поэтому впускные клапаны загрязняются быстрее.
Так что же выбрать?
При выборе между двумя типами впрыска топлива необходимо учитывать следующие факторы:
- Возможность качественного обслуживания автомобиля;
- Характеристики используемого топлива;
- Предполагаемый срок эксплуатации машины.
Благодаря низкому расходу топлива прямой впрыск может сэкономить значительную сумму денег в первые несколько лет. Однако по мере износа компонентов пользы от них становится все меньше и меньше. В районах с низким качеством бензина и отсутствием современных заправочных станций лучшим выбором будет проверенная и испытанная система прямого впрыска.
Непосредственный впрыск
Он появился не так давно, в 1980-х и 1990-х годах. Его активно разрабатывали такие бренды, как MERCEDES, VOLKSWAGEN, BMW и др.
GDI (Gasoline Direct Injection) — это впрыск непосредственно в камеру сгорания.
Впрыск основан на фазовом принципе, т.е. каждая форсунка управляется отдельно. Часто они устанавливаются на рампе высокого давления (что-то вроде COMMON RAIL), но бывают и отдельные элементы, в которые топливо подается индивидуально.
КАК бы то ни было, форсунки крепятся болтами к блоку двигателя и находятся в непосредственном контакте с камерой сгорания и воспламеняющейся топливной смесью.
Воздух также проходит через корпус дроссельной заслонки и затем через впускной коллектор через клапаны в цилиндры двигателя, а в такте сжатия впрыскивается топливо, смешивается с воздухом и воспламеняется свечой зажигания. Таким образом, смесь производится непосредственно в двигателе, а не во впускном коллекторе, и в этом заключается существенное РАЗЛИЧИЕ!
ПРЕИМУЩЕСТВА. Экономия топлива (до 10%), увеличение мощности (до 5%), лучшие экологические показатели.
Вы должны понимать, что инжектор расположен рядом с воспламененной смесью, из которой он создается:
- Сложная конструкция
- Сложное обслуживание
- Дорогой ремонт и профилактика
- Требование к качеству топлива (иначе банально забьется)
Как видите, это технически эффективно, но дорого в обслуживании.
Системы питания непосредственного действия
Системы прямого действия широко используются в дизельных двигателях для многих применений. Основными компонентами являются насос высокого давления, форсунка, фильтр предварительной очистки, фильтр тонкой очистки и поршневой двигатель высокого давления. В зависимости от типа привода поршня эти системы делятся на механические, газовые, пружинные и пневмогидравлические.
Читайте также: Реконструированные и восстановленные автомобильные колеса своими руками
Иллюстрация Типы систем привода дизельных двигателей
На рисунке показана принципиальная схема дизельной топливной системы с механическим поршневым насосом высокого давления. Топливо поступает в систему из бака 1 через фильтр грубой очистки 2 и направляется к насосу высокого давления 6 через фильтр тонкой очистки 5. Сливные клапаны 4 и 11 поддерживают определенное давление в системе, отводя излишки топлива через сливные трубопроводы 12 в баке. Давление во впускном трубопроводе контролируется манометром 10. Насос высокого давления, состоящий из отдельных секций, количество которых соответствует количеству цилиндров, дозирует определенное количество топлива в соответствии с рабочим состоянием дизельного двигателя, сжимает его и подает через фильтр высокого давления 7 и форсунку 8 в камеру сгорания 1 в напорную магистраль во время определенной фазы работы двигателя. Топливо, выходящее через зазоры насоса и форсунок, отводится через напорные трубопроводы 12 в резервуар. Часто топливо также используется для охлаждения форсунки, которая подвергается воздействию высоких температур. В этом случае предусмотрены дополнительные трубопроводы для подачи и отвода охлаждающего масла к форсунке.
Рис. Схема системы подачи дизельного топлива с механическим приводом поршня насоса высокого давления: 1 — топливный бак; 2 — фильтр грубой очистки; 3 — подкачивающий насос; 4, 11 — перепускные клапаны; 5 — фильтр тонкой очистки; 6 — насос высокого давления; 7 — фильтр высокого давления; 8 — форсунка инжектора; 9 — фильтр обводной линии подачи топлива; 10 — манометр; 12 — линии слива топлива.
Во время работы систем подачи воздух может попасть в топливопровод низкого давления через неплотности в соединительных элементах и образовать пары через три зазора потока. Появление таких паров в трубопроводах крайне нежелательно, так как они нарушают нормальное функционирование системы. Для устранения этого вредного явления в местах скопления газов устанавливаются игольчатые клапаны для их выпуска, а также обеспечивается непрерывная циркуляция топлива в системе, чтобы газы увлекались топливом и отводились в бак, где они могут быть удалены.
В газовых топливных системах поршень насоса высокого давления приводится в действие газами в цилиндре дизельного двигателя через дополнительный поршень. Использование газов значительно упрощает конструкцию двигателя. В этом отношении топливные системы, работающие на газе, являются перспективными для тяжелых судовых дизельных двигателей. Кроме того, для судовых дизельных двигателей с такой системой привода не требуется специальных реверсивных устройств.
В газовом насосе высокого давления всасывающий ход поршня 2 осуществляется тремя пружинами 4. Когда верхний конец B поршня открывает заливное окно 3, топливо поступает в пространство гильзы H над поршнем. В этом случае газовый поршень 6 вытесняет воздух через дроссельную иглу 9 и канал 10 в цилиндр двигателя. В момент подачи топлива газы из цилиндра проходят через клапан 11 и иглу 9 под поршень и воздействуют на него, вызывая его движение вверх. После закрытия отверстия 3 поршень насоса сжимает топливо и подает его через выпускной клапан 1 в систему для впрыска через форсунку. Управление продвижением осуществляется путем вращения поршня 2 через устройство 5, которое позволяет изменять положение регулировочного конца P поршня относительно отверстия 3. Газовый поршень уплотняется компрессионными кольцами 7, а его температура поддерживается за счет циркуляции воды в водяной рубашке 8. Для правильной работы газового поршня с обеих сторон поршня предусмотрены ограничители хода виброгасителя.
Что же лучше — таблица?
Я предлагаю вам подумать об этом и составить таблицу с преимуществами обоих типов.
| Распределенный ( MPI ) плюсы : | Непосредственный ( GDI ) плюсы : |
| Дешевый | Мощнее (около 5%) |
| Простой | Меньший расход (до 10%) |
| Работают больше без очистки | Экологичнее |
| Не требовательны к качеству топлива | |
| Инжектора проще конструкция |
Как видите, оба типа имеют весомые преимущества друг перед другом, и, конечно же, оба доступны в настоящее время.
Теперь видеоверсия для просмотра.
А теперь голосование: что, по-вашему, лучше — MPI (распределенный) или GDI (прямой)?
В заключение я думаю, что вы нашли мою статью и видео полезными. Читайте наш АВТОБЛОГ и следите за обновлениями.
Похожие новости
- Можно ли заливать дизельное масло в бензиновый двигатель. Какие …
- Расточка блока цилиндров. Зачем нужно двигателю и можно ли сдела…
- Гидрокомпенсаторы или толкатели (клапанов). Что лучше?
Добавить комментарий Отменить ответ
Устройство и принцип действия системы GDI
Сегодня другие автопроизводители используют системы, схожие с непосредственным впрыском бензина, и называют эту технологию TFSI (Audi), FSI или TSI (Volkswagen), JIS (Toyota), CGI (Mercedes), HPI (BMW). Основные различия между этими системами заключаются в рабочем давлении, конструкции и расположении форсунок впрыска.
Конструктивные особенности двигателей GDI
Классическая система прямого впрыска 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
Двигатели с непосредственным впрыском обычно имеют три основных режима работы:
- Впрыск в цилиндр на такте сжатия (послойное смесеобразование). Принцип работы в этом режиме заключается в образовании сверхбедной смеси, что позволяет максимально экономить топливо. В начале в камеру цилиндра подается воздух, который закручивается и сжимается. Далее под высоким давлением осуществляется впрыскивание топлива и перенаправление полученной смеси к свече зажигания. Факел получается компактным, поскольку формируется на этапе максимального сжатия. При этом топливо как бы окутано прослойкой воздуха, что уменьшает тепловые потери и предотвращает предварительный износ цилиндров. Режим используется при работе мотора на малых оборотах.
- Впрыск на такте впуска (гомогенное смесеобразование). Состав топлива в этом режиме близок к стехиометрическому. Подача воздуха и бензина в цилиндр происходит одновременно. Факел смеси при таком впрыске имеет коническую форму. Применяется при мощных нагрузках (скоростной езде).
- Двухстадийный впрыск на такте сжатия и впуска. Применяется при резком ускорении машины, движущейся на малой скорости. Двойной впрыск в цилиндр позволяет снизить вероятность детонации, которая может возникнуть в моторе при резкой подаче обогащенной смеси. Вначале (на такте впуска воздуха) подается небольшое количество бензина, что приводит к образованию обедненной смеси и снижению температуры в камере сгорания цилиндра. На такте максимального сжатия подается оставшаяся часть топлива, что делает смесь богатой.
Особенности эксплуатации системы
Самым важным условием правильной работы двигателя с прямым впрыском является использование качественного бензина. Оптимальное качество топлива обычно указывается в руководстве по эксплуатации автомобиля.
Как правило, рекомендуется использовать бензин с октановым числом не менее 95. Однако следует помнить, что этот уровень не должен быть гарантирован различными добавками. Исключение составляют присадки, рекомендованные производителем двигателя и автомобиля.
Плохое качество топлива, особенно высокое содержание серы, бензола и углеводородов в отечественном топливе, способствует преждевременному износу топливных форсунок, что может вывести двигатель GDI из строя.
Бензиновый двигатель с прямым впрыском не менее требователен к смазочным материалам, используемым в системе. Здесь лучше всего следовать инструкциям производителя.
Плюсы и минусы использования
Главной особенностью двигателя gdi является непосредственный впрыск топлива в цилиндр, что сокращает время цикла и значительно увеличивает производительность автомобиля (до 15%). Расход топлива также снижается (до 25 %), а выбросы становятся более экологичными. Это делает автомобиль более эффективным в городских условиях.
Для автомобилей с GDI основные эксплуатационные проблемы связаны со следующим перечнем недостатков:
- Необходимость нейтрализации отработавших газов при работе мотора на малых оборотах. При образовании обедненной топливно-воздушной смеси в выхлопных газах образуется много вредных компонентов, для устранения которых требуется установка системы рециркуляции отработавших газов.
- Повышенные требования к топливу и маслу. Наилучшим бензином для GDI считается топливо с октановым числом 101, который практически недоступен на отечественном рынке.
- Высокая стоимость производства двигателей и ремонта. Весомую долю проблем доставляют форсунки, подающие бензин в цилиндры. Они должны выдерживать высокое давление. Если они забиваются по причине некачественного топлива, их невозможно разобрать и почистить — форсунки подлежат только замене. Их стоимость в несколько раз выше, чем у обычных.
- Повышенное внимание к системе фильтрации. Чистка и замена воздушного фильтра в такой системе должна производиться чаще, поскольку качество поступающего воздуха напрямую связано с состоянием форсунок.
Отечественные автомобилисты, как правило, скептически относятся к системе непосредственного впрыска из-за высокой стоимости обслуживания автомобиля. С другой стороны, эти двигатели считаются передовой технологией, которая активно развивается и используется в автомобильной промышленности по всему миру.
