Статья о двигателях GDI — принципы работы, особенности и отличия от других типов двигателей. В конце статьи вы найдете интересное видео о двигателях с непосредственным впрыском. Статья о двигателях GDI — принципы работы, особенности, отличия от других типов двигателей. В конце статьи вы найдете интересное видео о двигателях с непосредственным впрыском топлива.
Двигатели GDI: плюсы и минусы
Система прямого впрыска топлива(Прямой впрыск бензина (GDI)) — Прямой впрыск топлива — это система непосредственного впрыска для бензиновых двигателей внутреннего сгорания, в которой форсунки расположены в головке блока цилиндров, а топливо впрыскивается непосредственно в цилиндры. Топливо впрыскивается под высоким давлением в камеру сгорания каждого цилиндра, в отличие от типичной системы впрыска во впускной коллектор.
Двигатели более экономичны (до 20% экономии топлива), отвечают более высоким экологическим стандартам, но при этом более требовательны к качеству топлива.
GDI — это аббревиатура, обозначающая систему впрыска топлива в двигателях Mitsubishi. Это первый двигатель с электронно-управляемым непосредственным впрыском, который в некоторых случаях позволяет получить более бедную смесь.
Это объединяет дизельные и бензиновые двигатели в один. GDI заимствует систему впрыска и насос высокого давления от дизельного двигателя, а топливо и свечи зажигания — от бензинового двигателя.
В то же время производители двигателей часто дают системам прямого впрыска собственные имена, например: — Toyota — D4- — Mercedes-Benz — CGI- — Mitsubishi — GDI- — Nissan — NEO DI- — Renault — IDE- — Alfa Romeo — JTS- — PSA Peugeot Citroën — HPi- — Mazda — DISI- — Ford — TwinForce, SCTi, GTDi, который теперь использует торговую марку «EcoBoost», — Volkswagen, Skoda — FSI, TSI, Audi — TFSI (где «T» означает «turbocharged») — — Opel — CDTI (дизель), SIDI (Spark Ignition Direct Injection) — — Honda — I-CDTI.
Преимущества двигателей GDI
— Способность работать с различными типами смесей. Это является преимуществом для универсальности и обеспечивает максимальную эффективность использования топлива. Когда система непосредственного впрыска работает правильно, она экономит топливо, работая с бедной смесью без потери эффективности. — Двигатели GDI имеют более высокую степень сжатия топливно-воздушной смеси. Это устраняет необходимость в калильном зажигании и воспламенении, что продлевает срок службы самого двигателя; — Значительно снижает выбросы углекислого газа и других веществ. Это достигается за счет многократного смешивания, что обеспечивает более полное сгорание смеси, что дополнительно влияет на производительность двигателя.
— Сложность системы забора и подачи топлива. Двигатель GDI чрезвычайно чувствителен к качеству используемого топлива. Это делает проблему песка и засорения форсунок приоритетной для водителя. Это приводит к потере мощности и повышенному расходу топлива.
Какое масло заливать в двигатель GDI?
Двигатель GDI дороже в обслуживании, но его производительность перевешивает эксплуатационные расходы. Для двигателей с прямым впрыском мы рекомендуем Yacco Lube GDI 5W30.
Примечание: Необходимо соблюдать рекомендации производителя автомобиля.
Полностью синтетический смазочный материал для современных бензиновых двигателей. Рекомендуется для GM, Ford, FCA, Honda, Toyota, Mitsubishi Motors, Subaru и других американских и японских марок автомобилей. Оптимизированный химический состав смазочных материалов эффективно устраняет эффект LSPI (также известный как «выстрел двигателя», т.е. преждевременное воспламенение в двигателях GDI) при низких оборотах двигателя и высоких нагрузках.
Почти дизель
Что означает аббревиатура GDI, которую можно найти на двигателе и корпусе автомобилей в Японии? Оно расшифровывается как Gasoline Direct Injection. Английское фонетическое написание этой аббревиатуры — GIDI, в России она произносится как ГДИ, иногда ЗДИ.
Водители прозвали эти двигатели «джедаями». Буквы GDI впервые появились на автомобилях Mitsubishi Galant/Legnum в 1996 году. Другие японские производители имеют свои собственные обозначения для GDI: у Toyota — D4, у Nissan — DI и Neo DI. В Европе картина та же:
- группа Volkswagen обозначает такие двигатели — FSI;
- Daimler Chrysler — CGI;
- Renault — IDE;
- Ford — SCi.
Таким образом, GDI — это новый тип бензинового двигателя с непосредственным или прямым впрыском (DNI), что одно и то же. Форсунки поступают непосредственно в камеру сгорания, а не во впускной коллектор, как при распределенном впрыске. Таким образом, бензиновый двигатель выглядит как дизельный.
Основная идея заключается в том, чтобы двигатель работал с крайне обедненной смесью, по крайней мере, часть времени, для экономии топлива и снижения выбросов загрязняющих веществ.
Что такое двигатель GDI, его особенности и принцип работы.
Разработка двигателей GDI
Давайте подробнее рассмотрим, что такое GDI или непосредственный впрыск бензина (по-русски — ГДИ). Он заменяет MPI (Multi-Point Injection), где топливо впрыскивается в каждое впускное отверстие, а смесь создается до того, как она попадает в цилиндр. С другой стороны, GDI — это система впрыска, в которой форсунки расположены в головке блока цилиндров, а топливо впрыскивается непосредственно в камеру сгорания двигателя, а не во впускной коллектор.
Непосредственный впрыск — это самая передовая система впрыска топлива для бензиновых двигателей в автомобильной промышленности на сегодняшний день.
В настоящее время многие автопроизводители выпускают автомобили с этой системой, однако отчеты разных производителей различаются. Прямой впрыск называется EcoBoost у Ford, CGI у Mercedes, FSI и TSI у VAG и т.д.
Основное различие между двигателем GDI и двигателем с прямым впрыском заключается в следующем
-
Прямая подача топлива в цилиндры, возможность использования крайне бедных смесей.
Впрыск топлива происходит под давлением благодаря насосу впрыска, который создает высокое давление в топливопроводе. Это сокращает время открытия форсунок в 6 раз (по сравнению с обычными двигателями с впрыском топлива) до 0,5 мс на холостом ходу.
Прямой впрыск снижает расход топлива и выбросы до 20 %, но двигатели с этой системой менее чувствительны к качеству используемого топлива.
При разработке двигателя GDI компания Mitsubishi объединила лучшие элементы бензиновых и дизельных двигателей. Итак, как и в любом другом бензиновом двигателе, здесь есть свечи зажигания для каждого цилиндра, но топливный насос высокого давления (ТНВД) и форсунки для каждого цилиндра. При использовании HPP бензин впрыскивается в цилиндры через форсунки под давлением около 5 МПа, при этом форсунка выполняет два типа впрыска бензина. Поэтому если вы хотите перевести свой автомобиль на газ, вам потребуется соответствующее оборудование и специальные настройки для ЭБУ ГБО (из-за расположения форсунок и т.д.).
Отличия в конструкции
Чтобы создать условия для такой работы, бензин должен подаваться в цилиндр, который находится под давлением сжатия. Поскольку обычный насос в бензобаке не способен преодолеть это сопротивление, требуется дополнительное устройство — топливный насос высокого давления (ТНВД).
Двигатели HV имеют необычную форму головки поршня, что связано с тем, что перекачиваемое топливо должно совершать точно рассчитанное вихревое движение.
Поскольку двигатель HFO — как и любой другой двигатель внутреннего сгорания — не может непрерывно работать при недостаточной концентрации смеси, эти двигатели имеют более сложную программу работы, которая сочетает в себе режим обедненного и богатого топлива. Наконец, двигатели GDI имеют два каталитических нейтрализатора — иридиевый и платиновый.
Первый предназначен для сбора и сжигания оксидов азота, образующихся при работе на топливно-воздушной смеси высокой чистоты, а второй формирует обычную смесь.
Читайте также: Когда нужно менять ремень ГРМ на кашкай j11?
Повышение степени сжатия до 12-13 позволило увеличить рабочий объем силового агрегата при одновременном снижении расхода топлива и выбросов выхлопных газов.
Принцип действия
Общий принцип внутреннего сгорания заключается в подаче и смешивании топлива с воздушной массой, так как без последней сгорание невозможно. Для оптимальной эффективности бензиновых двигателей требуется 14,7 г воздушной смеси на 1 г бензина. Если воздуха больше, топливно-воздушная смесь называется бедной, если меньше — богатой.
Более бедная воздушная смесь снижает расход топлива, но при этом часто возникают проблемы со сгоранием. Пересыщенная бензиновая смесь легко воспламеняется, но избыток топлива не сгорает, а удаляется с отработанными газами, в результате чего топливо расходуется впустую. Не говоря уже о том, что на свечах зажигания и клапанах откладывается большой слой нагара.
Система GDI отличается от обычной системы тем, что топливо впрыскивается не во впускной коллектор, а непосредственно в камеру сгорания, как в дизельных двигателях.
Двигатель GDI работает с впрыском:
-
Бензин подается в камеру сгорания под высоким давлением и в вихревом потоке благодаря специальной конструкции форсунки.
Особенности ТНВД
Топливный насос GDI является ключевым элементом системы непосредственного впрыска. Он определяет качество и производительность всего двигателя.
Существует четыре типа блоков ВЭУ:
1 поколение. Семиплунжерные топливные насосы
Первая и самая короткая продолжительность. Они устанавливались в Mitsubishi с 1996 по 1998 год. Они не имеют системы контроля давления и чрезвычайно чувствительны к качеству топлива. Их нельзя отремонтировать, и когда они изнашиваются (а это происходит очень быстро), их необходимо заменить.
2 поколение. Трехсекционные топливные насосы
Они являются модификацией семи поршней. Они были установлены между 1998 и 2000 годами. Производитель заметил ошибки прошлого и позаботился об их исправлении. Они имеют регулятор давления и датчик и ставят автомобиль в аварийную ситуацию в случае внезапного падения давления. Это позволяет автомобилю продолжать движение достаточно долго, чтобы добраться до заправочной станции.
Модель немного более «верна» качеству бензина и более долговечна.
3 поколение. Двухсекционный ТНВД
Имеется датчик давления, а регулятор не встроен в систему. Он приводится в действие распределительным валом.
4 поколение. «Таблетка»
Новейшая и самая современная модель. Относительно долговечны, менее чувствительны к качеству топлива, компактны и надежны. Основным недостатком являются крепежные гайки, которые откручиваются сами по себе. Их состояние необходимо регулярно проверять, так как их ослабление приводит к сбоям в работе системы и деформации пластин, которые трудно выровнять.
Конструкция топливных насосов высокого давления зависит от модели.
Насколько важно качество топлива
Основной проблемой двигателей GDI является их чувствительность к изменениям качества топлива. Ранние GDI сильно пострадали, что привело к преждевременному износу и необходимости замены. Более поздние усовершенствования частично или полностью решили эту проблему, и модели 2-4-го поколений стали более надежными.
Помимо свойств самой системы впрыска, на долговечность двигателя также влияет тщательно продуманная система фильтрации. Он включает в себя четыре этапа:
-
Он очищается сетчатым фильтром на насосе бензобака.
Этот процесс тщательной фильтрации способен очистить даже не очень чистый бензин. Но низкокачественное топливо по японским или европейским стандартам — это одно, а отечественный бензин — совсем другое. Даже четыре стадии очистки не могут устранить добавки и другие особенности кустарного производства, от которых невозможно полностью избавиться. Определенный процент топлива в России и сегодня непригоден для использования. В ходе проверок на автозаправочных станциях регулярно выявляются серьезные нарушения. А для GDI это почти наверняка смерть.
Например, мембранный клапан и поршни изготовлены с высокой степенью точности, что позволяет доводить топливную смесь до необходимого давления. Однако, если бензин загрязнен песком или другими примесями, особенно абразивными частицами, система заправки становится скомпрометированной и неточной. Это приводит сначала к снижению мощности двигателя, а затем к отказу системы впрыска топлива.
При возникновении проблемы первоначально снижается мощность двигателя. Через некоторое время он полностью выходит из строя. Если при первых признаках неисправности вы обратитесь в мастерскую, топливный насос еще можно спасти. В противном случае его придется полностью заменить, так как сильно поврежденные детали не подлежат восстановлению.
Еще одной распространенной проблемой GDI являются колебания оборотов двигателя. Это может быть вызвано низким качеством топлива или естественным износом компонентов системы впрыска.
Когда давление падает, система автоматически переключается в «классический» режим. Затем давление выравнивается, и двигатель возвращается к слабому сгоранию, затем давление снова падает, и система возвращается в классический режим. И так далее до бесконечности.
Во время этих переходов автомобиль начинает «плыть». При обнаружении такого отклонения автомобиль должен быть отправлен на диагностику для определения точной причины неисправности.
Заключение
Двигатели GDI мощные и экономичные, но преимущества почти всегда являются причиной недостатков. В этом случае двигатель чрезмерно чувствителен к малейшим отклонениям в системе впрыска и качестве топлива. Для продления срока службы автомобиля необходимо регулярно менять свечи зажигания (они быстро загрязняются), чистить впускной коллектор и форсунки впрыска.
Рекомендуется регулярно осматривать инжектор и проверять качество впрыска, чтобы устранить даже самую незначительную проблему сразу после ее возникновения. И, конечно же, всегда следует проверять состояние фильтров и заменять их при необходимости.
Видео о современных двигателях с впрыском топлива:
Как работает двигатель GDI в легковых автомобилях? Стоит ли инвестировать в бензиновый двигатель Hyundai и KIA?
Для повышения комфорта и топливной экономичности двигателя инженеры постоянно работают над современными техническими решениями. Ключевым вопросом является снижение выбросов выхлопных газов и загрязняющих веществ. Оптимизация процесса сгорания топлива в цилиндрах помогает защитить окружающую среду. Двигатель GDI, устанавливаемый Hyundai и KIA, оснащен прямым впрыском, а точное приготовление смеси имеет множество преимуществ. Во-первых, автомобиль ездит гораздо эффективнее и культурнее. Кроме того, T-GDI высокого давления снижает расход топлива до 20%. Если вы выберете автомобиль с двигателем GDI, получите ли вы выгоду? Есть ли у такого устройства существенные недостатки? Попробуйте!
Двигатель GDI — что за аббревиатура?
Двигатели 1.6 GDI часто встречаются в автомобилях Mitsubishi, Hyundai Tucson и Kia Sportage. Новый двигатель GDI имеет непосредственный впрыск бензина, что делает установку ГТБ этого типа более дорогой. Особенностью GDI является непосредственный впрыск бензина, т.е. прямой впрыск бензина. Это специально разработанная технология доставки топлива в цилиндры. Это не только повышает культуру двигателя. В моделях 1.6 GDI G4FD значительно снижен расход топлива и улучшена динамика в нижнем диапазоне оборотов. Hyundai Motor Group все чаще использует двигатель GDI, особенно в версиях 1.6 GDI G4FD.
Практическая работа топливных форсунок в двигателях 1.6 T-GDI и 1.6 CRDI проста. Когда вы управляете автомобилем как пользователь, вам не нужно беспокоиться о культуре двигателя. Большая гибкость трансмиссии обеспечивает беспроблемное движение по бездорожью. Силовые агрегаты GDI характеризуются культурой мощности. Даже длительная поездка на низких оборотах не вызывает проблем. Когда вы нажимаете на педаль газа, автомобиль реагирует мгновенно и без лишних задержек. Двигатели GDI обеспечивают хорошее ускорение и общую производительность. KIA Ceed, Mitsubishi Carisma и многие другие автомобили с двигателями GDI также обладают огромным пиковым крутящим моментом. Однако в большинстве моделей двигатель GDI едва слышен.
Конструкция агрегата и двигатель GDI — как двигатель выглядит в реальности?
Двигатели GDI с прямыми топливными системами имеют следующие системы:
- топливный насос высокого давления;
- насос высокого давления;
- датчики, регистрирующие текущее давление;
- распылитель бензина высокого давления;
- специальные поршни одинакового размера;
- регулятор давления в топливной системе.
Это основные компоненты бензинового двигателя с непосредственным впрыском в камеру сгорания. Kia также представила 160-сильный двигатель T-GDI. Это динамичный агрегат, подходящий как для седанов, так и для универсалов. Отличная синхронизация и очень хорошее ускорение — вот основные характеристики этого двигателя. Какие еще преимущества имеют двигатели, описанные в тексте? Существуют ли также недостатки?
Преимущества двигателей GDI
Существует множество преимуществ двигателей GDI, с которыми вы должны знакомиться каждый день. Вот некоторые из них. Во-первых, процесс синтеза напрямую увеличивает мощность на 15 процентов. Производители двигателей GDI заинтересованы в снижении воздействия на окружающую среду. Эти экологически чистые устройства отличаются простой конструкцией и относительно высокой продолжительностью работы.
Недостатки двигателей GDI 1.6
Конечно, двигатели GDI также имеют много недостатков, о которых вы должны знать. Однако самым большим недостатком устройства является его цена. Как владелец автомобиля, вы платите гораздо большую сумму только за обслуживание и работу двигателя. Вот другие недостатки этого двигателя внутреннего сгорания, которые вы можете ощутить при его эксплуатации:
- необходимость приобретения моторного масла из более высокого ценового диапазона;
- более частая замена воздушных фильтров;
- проблемные форсунки без возможности отсоединения для прочистки;
- обязательство иметь катализатор.
Прежде чем вы решите купить автомобиль с двигателем GDI, вам следует взвесить все плюсы и минусы этого агрегата. В настоящее время многие производители устанавливают эти современные и экологически чистые устройства на свои автомобили. Однако подумайте, сможете ли вы позволить себе содержать такой автомобиль и нести все расходы на его эксплуатацию и ремонт.
Фото: smoothgroover22 via Flickr, CC BY-SA 2.0
Главная » Статьи » Работающие автомобили » Как работает двигатель GDI в автомобилях? Стоит ли вкладывать деньги в бензиновый двигатель Hyundai и KIA?
Теоретическая часть
В обычном двигателе с впрыском топлива, в котором используется многотрубная система смесеобразования, в цилиндры подается готовая бензино-воздушная смесь. Смешивание воздуха и топлива происходит во впускном коллекторе, где установлены форсунки впрыска с электронным управлением. В двигателе GDI, с другой стороны, инжектор подается непосредственно в камеру сгорания. Следовательно, через впускные клапаны проходит только воздух, а процесс сгорания происходит непосредственно в цилиндрах.
Камера сгорания двигателя GDI
Читайте также: Лучшие косички на руле автомобиля на 2021 год
Конечно, в таких условиях очень сложно добиться однородной топливно-воздушной смеси, поэтому двигатель GDI управляется сложным электронным блоком, программное обеспечение которого рассчитано на множество различных циклов. Кроме того, для достижения идеальных параметров смеси необходимо использовать специальные вихревые форсунки, направляющие топливо внутрь в виде тонкого тумана.
Следует отметить, что двигатель GDI получает свои основные преимущества, работая на крайне бедной смеси, где соотношение бензина и воздуха снижается до 1:20, в то время как при распределенном впрыске это соотношение поддерживается на постоянном уровне 1:14. Но даже двигатель с прямым впрыском не может постоянно работать таким образом, и под нагрузкой во впускной системе восстанавливается нормальное соотношение газовой смеси.
По этой причине двигатель GDI должен быть оснащен двухступенчатой топливной системой. Все эти различия приводят к основным недостаткам конструкции — посмотрим, смогут ли они быть компенсированы преимуществами, вытекающими из перехода на непосредственный впрыск.
Различия (разновидности) двигателей gdi. марки автомобилей, где используется gdi
Нетрудно предсказать, что другие ведущие производители автомобилей разработают систему на основе GDI. Это связано с ужесточением экологических стандартов и сильной конкуренцией со стороны электромобилей (большинство водителей предпочитают автомобили, потребляющие как можно меньше топлива).
Трудно составить полный список марок автомобилей, в которых можно встретить такой двигатель. Гораздо проще выяснить, какие марки еще не решили переоборудовать свои производственные линии для выпуска этого типа двигателя внутреннего сгорания. Большинство автомобилей последнего поколения, скорее всего, будут оснащены этими агрегатами, поскольку они обеспечивают разумный уровень экономичности и в то же время повышают производительность.
Старые автомобили, конечно, не могут быть оснащены этой системой, так как электронный блок управления должен иметь специальное программное обеспечение. Все процессы, связанные с распределением топлива по цилиндрам, управляются электроникой на основе данных, полученных от ряда датчиков.
Двигатель GDI: принципиальные особенности.
От дизельного двигателя GTI получает топливный насос высокого давления, способный подавать топливо к форсункам камеры сгорания под давлением около 5 МПа и начинать впрыск топлива на последней ступени сжатия. Также стоит отметить повышенную степень сжатия в цилиндрах, что не характерно для обычных бензиновых двигателей.
У GTI это прежде всего тип топлива (бензин), а также свечи зажигания.
В результате синтеза этих двух систем GTI приобрел следующие режимы работы.
