Двигун gdi - особливості роботи

Загальні відомості

Вважається, що вперше цей різновид двигуна використовувала компанія Mitsubishi, проте це не зовсім вірно. Перший двигун такого типу було встановлено на гоночний автомобіль Mercedes-Benz W196. Пізніше Mitsubishi використовували систему електронно-керованого упорскування, що дозволяло двигуну працювати (при малих навантаженнях) на паливо-повітряної суміші з мінімальною кількістю пального, тобто збідненого.

Що стосується абревіатури GDI, то вона відноситься до машин марки Mitsubishi, хоча багато автоконцерни використовують ту ж систему, але під іншою назвою. У Toyota це D4, у Mercedes - CGI, у Renault - IDE і т.д.

Особливість двигуна в тому, що при малих навантаженнях (рівномірна їзда зі швидкістю до 120 км / год) він працює на збідненої паливоповітряної суміші. При підвищенні навантаження відбувається автоматичний перехід на класичну систему уприскування. Це робить автомобіль економічним (до 20% економії) і екологічним.

Принцип дії

Загальний принцип роботи ДВС полягає в подачі і змішуванні палива з повітряною масою, так як без останньої загоряння неможливо. У бензинових двигунах для оптимальної роботи потрібно 14,7 г повітряної суміші на 1 г бензину. Якщо повітря виявляється більше норми, така топливовоздушная суміш носить назву збідненого (бідної), якщо менше - багатою.

Збіднена повітряна суміш знижує витрату палива, проте з її загорянням часто виникають проблеми. Надмірно насичена бензином суміш займається легко, проте надлишки палива не згорають і виводяться разом з переробленими газами, що призводить до марної розтраті. Не кажучи вже про те, що на свічках і клапанах інтенсивно утворюється шар нагару.

Система GDI відрізняється від звичайної тим, що уприскування палива проводиться не у впускний колектор, а безпосередньо в камеру згоряння, як у моторів, що працюють на дизпаливі.

Принцип дії двигуна GDI:

Бензин подається в камеру згоряння під високим тиском і потоком закрученої форми, завдяки спеціальній будові форсунок.

Потік на високій швидкості стикається з поршнем, після чого частина його як би закріплюється на тілі поршня, а інша частина продовжує рух, створюючи тертя і набуваючи відповідну форму.

Після цього потік загинається і йде від поршня, збільшуючи швидкість. Деякі частинки рухаються повільно і розходяться в різні боки, створюючи поділ потоку.

В результаті цього в камері згоряння утворюється дві ділянки з бензоповітряної сумішшю. У центрі знаходиться ділянка стехиометрической (звичайної) легкозаймистого паливної суміші. Навколо нього утворюється ділянка збідненого суміші.

Основні відмінності GDI від звичайної системи упорскування

Впорскування проводиться під тиском від 50 атмосфер (в звичайному инжекторном двигуні всього лише 3 атм). Це дає можливість здійснити мелкодисперсное спрямоване розпорошення.

Дросельна заслінка розташована трохи далі, ніж у звичайних моторів.

Пальне подається безпосередньо в циліндр і там відбувається утворення паливо-повітряної суміші. У звичайних двигунах пальне подається у впускний колектор, там же змішується з повітряною масою.

На порушених є сферичне поглиблення. За допомогою цього поглиблення здійснюється управління освітою вихору і виникли полум'ям. Також виїмка дає можливість управляти освітою горючої суміші, регулюючи кількість повітряної маси і бензину в процесі з'єднання.

Існує можливість утворення максимально збідненої горючої суміші в циліндрах. Оптимальне співвідношення повітря і бензину - 40: 1 (на відміну від звичайного уприскування з співвідношенням 14,7: 1), проте кількість повітря може коливатися від 37 до 43 до 1.

Форсунки, розташовані в ГБЦ, мають конфігурацію, яка дозволяє надати паливному потоку потрібну, як би закручену, форму. Завдяки цьому потік рухається по чітко заданій траєкторії.

GDI-мотори працюють в двох режимах: STICH (звичайний, як у інших інжекторних системах) і Compression on Lean (робота на максимально збідненої суміші). Перемикання між режимами відбувається автоматично; при підвищенні навантаження автомобіль переходить на роботу при збагаченій паливної суміші. При зниженні навантаження переходить назад в збіднений.

Конструкція оснащена насосом високого тиску.

особливості ТНВД

Паливний насос високого тиску (ТНВД) є ключовим елементом системи безпосереднього уприскування. Саме від нього залежить якість і працездатність мотора в цілому.

Існує чотири типи ТНВД:

1 покоління. Семіплунжерние паливні насоси

2 покоління. Трисекційні паливні насоси

Модель стала кілька «лояльніше» до якості бензину і більш довговічною.

3 покоління. двосекційний ТНВД

Є датчик тиску, а регулятор не вбудований в систему. Привід працює від розподільного вала.

4 покоління. «Пігулка»

Остання і найдосконаліша модель. Щодо довговічна, менш чутлива до якості палива, відрізняється компактністю і надійністю. Основний недолік - самооткручівающіеся кріпильні гайки. Їх стан необхідно регулярно перевіряти, так як їх ослаблення призводить до порушення роботи системи і деформації пластин, вирівняти які досить складно.

Конструкція паливних насосів високого тиску залежить від конкретної моделі.

Наскільки важлива якість палива

Основна проблема двигунів GDI - чутливість до найменших відхилень в якості пального. Перші ТНВД страждали на цю недугу особливо гостро, що призводило до дуже швидкого зносу і необхідності робити заміну. Наступні удосконалення частково або повністю вирішили цю проблему і моделі 2-4 покоління стали більш надійними.

Крім особливостей самої вприськової системи, на довговічність двигуна впливає і ретельна система фільтрації. Вона має 4 стадії:

Очищення відбувається за допомогою фільтра-сіточки в насосі бензобака.
Проводиться очищення звичайним фільтром. Залежно від марки автомобіля, його місця розташування може змінюватися. Фільтр може встановлюватися в баку або під днищем.
Фільтрація відбувається за допомогою фільтра-склянки, розташованого в топливопроводе ТНВД.
Останній етап очищення відбувається в той момент, коли пальне подається з «паливної рейки» в бак.

Такий ґрунтовний процес фільтрації здатний привести в порядок навіть не дуже чистий бензин. Але одна справа - неякісне паливо по японським або європейськими мірками, і зовсім інша - для вітчизняного бензину. Навіть чотири етапи очищення не зможуть впоратися з присадками та іншими атрибутами кустарного виробництва від якого так і не вдалося позбутися повністю. Деякий відсоток від загальної кількості палива на території Росії непридатний до використання і по сей день. Перевірки заправних станцій регулярно виявляють грубі порушення. А для GDI це майже напевно смерть.

Наприклад, мембранний клапан і плунжери виготовлені з високим ступенем точності, за рахунок чого і відбувається нагнітання паливної суміші під потрібним тиском. Якщо ж бензин виявиться з частинками піску або іншими домішками, особливо що володіють абразивними властивостями, система подачі піддасться їх впливу і її робота втратить точність. Що і призведе спочатку до зниження ефективності роботи двигуна, а потім і до поломки ТНВД.

В першу чергу, при виникненні проблеми знижується потужність двигуна. Через деякий час він починає і зовсім відмовляти. Якщо звернутися в ремонтну майстерню при перших ознаках несправності, паливний насос ще можна буде врятувати. В іншому випадку його доведеться повністю замінити, так як сильно пошкоджені деталі відновлювати безглуздо.

Ще одна поширена проблема GDI - плаваючі обороти. Причиною може послужити як вплив низькосортного пального, так і природний знос елементів ТНВД.

При падінні тиску система автоматично переводить роботу в «класичний» режим. Після цього тиск вирівнюється і двигун назад переводиться в режим роботи на збідненої суміші, після чого тиск знову падає, система знову переводить роботу в «класичний». І так до нескінченності.

В процесі цих переходів машина і починає «плавати». При виявленні подібного відхилення автомобіль слід відправити на діагностику, щоб знайти точну причину неполадки.

висновок

Двигуни GDI відрізняються потужністю і економічністю, але гідності майже завжди є і причиною недоліків. В даному випадку це надмірна чутливість до найменших відхилень в системі уприскування і якості палива. Щоб продовжити термін служби автомобіля, слід регулярно проводити заміну свічок запалювання (на них швидко утворюється нагар), чистити впускний колектор і форсунки.

Не зайвим буде регулярно оглядати інжектор і перевіряти якість розпилення, усуваючи найменші неполадки на стадії їх виникнення. І, звичайно ж, необхідно постійно контролювати стан фільтрів і міняти в міру необхідності.