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.
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.
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.
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.
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.
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.
Підпишіться на наш Telegram-канал або читайте нас в Google News, щоб нічого не пропустити.
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.
Прямой впрыск метана — Abiznews
Компания Bosch возглавила консорциум по разработке и совершенствованию систем впрыска сжатого природного газа.
Непосредственный впрыск можно использовать не только в дизельных и бензиновых двигателях. Эта система подачи топлива способна сделать еще более экономичными и экологичными двигатели, работающие на сжатом природном газе (метане). По сравнению с нынешними системами, использующими многоточечный впрыск газа в коллектор, перспективная система непосредственного впрыска топлива способна на 60% увеличить крутящий момент на низких оборотах, и в будущем способна повысить динамические характеристики автомобилей с газобаллонным оборудованием. Тем не менее, до сих пор нет ни одной технологии для непосредственно впрыска природного газа в камеру сгорания двигателя. В проекте Direct4Gas исследователи пытаются разработать систему прямого впрыска для двигателей, которые работают исключительно на сжатом метане.
Современные автомобили, работающие на сжатом природном газе, как правило, могут работать и на бензине, и на газе. Двигатели этих автомобилей укомплектованы системой впрыска бензина, а во время работы на метане эти автомобили используют дополнительную топливную систему. «Проблема такой ситуации в том, что ни процесс сгорания, ни показатели КПД, ни образование выбросов не могут быть оптимизированы. Метан, как и бензин, нужно впрыскивать непосредственно в камеру сгорания, – говорит д-р Андреас Биркефельд, руководитель проекта Direct4Gas в Robert Bosch GmbH. – Поскольку метан и бензин работают по-разному при прямом впрыске, важно оптимизировать процесс сгорания для метана».
В проекте Direct4Gas исследователи и инженеры разрабатывают систему непосредственного впрыска, способную быть особенно надежной, герметичной и прочной, и дозировать точное количество газового топлива для впрыска. Модификации самого двигателя сведены к минимуму, так что промышленность может продолжать использовать те же компоненты, что и для бензиновых двигателей.
Команда проекта комплектует экспериментальные газовые двигатели недавно разработанным клапаном впрыска высокого давления. Систему предполагается тестировать в лаборатории и непосредственно на транспортных средствах. Исследователи также изучают образование топливно-воздушной смеси, процесс управления зажиганием и образование токсичных газов. По мнению инженеров, непосредственный впрыск способен на 60% увеличить крутящий момент при низких оборотах двигателя. Это сделало бы двигатели на метане в будущем значительно динамичнее.
Долгосрочная цель консорциума поставщиков автомобильных компонентов и автопроизводителей – это создание условий, при которых технология сможет выйти на рынок. Проект Direct4Gas является важным шагом на пути к этой цели. Компания Robert Bosch GmbH возглавляет этот консорциум. Партнерами проекта выступают Daimler AG и Штутгартский научно-исследовательский институт автомобильной техники и двигателей (FKFS). Компания AG & Co. KG является ассоциированным партнером.
После резолюции Бундестага, в рамках инициативы «Повышение эффективности трансмиссии транспортного средства», Федеральное министерство экономики и энергетики на проект Direct4Gas выделило 3,8 млн евро. Проект будет работать с 2015 до января 2017 года.
Вконтакте
Google+
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.
Прямой впрыск TSI
Двигатель с системой непосредственного впрыска, прямого впрыска, топлива имеет важнейшее отличие от «классического» аналога — место расположения бензиновых форсунок.
Форсунки в таком силовом агрегате расположены непосредственно внутри камеры сгорания, а не во впускном коллекторе, как в большинстве двигателей, из-за чего непрерывно в процессе работы подвергаются воздействию высоких температур. В норме вреда двигателю это не приносит: поступающий в камеру сгорания бензин забирает часть тепловой энергии и способствует охлаждению форсунок.
Совсем иначе обстоят дела при дооснащении двигателя с непосредственным впрыском ГБО. Без учета выше озвученных конструктивных особенностей быстрая гибель форсункам обеспечена.
Как решить проблему?
У владельцев автомобилей установка ГБО на двигатель TSI, TFSI, Skyactiv, Ecoboost, GDI, D-4 или NeoDi немного вариантов. Самый оптимальный — купить комплект ГБО поколения 4+.
Почему ГБО 4+
Газобаллонное оборудование поколения 4 Плюс — это подвид ГБО четвертого поколения, разработанный специально для двигателей с непосредственным впрыском топлива. Как альтернативу ГБО 4+ нужно рассматривать 5 и 6 ступени развития.
Однако последние все же проигрывают четвертому поколению. Они сложнее в монтаже и настройке, но главное — значительно дороже. Неудивительно, что до сих пор газобаллонное оборудование 5 и 6 поколений является редкостью для российского рынка. В отличие от ГБО четвертого поколения.
Как устроено ГБО 4+
Установка ГБО на прямой впрыск TSI, TFSI и т.д., поколения 4+ продолжает идеи предшественника. Данное оборудование настолько же практично и экономично, является оптимальным соотношением надежности, эффективности и цены. Отличие между двумя подвидами заключается в том, что комплекты поколения 4+ дополнены системой, препятствующей прогоранию форсунок. Благодаря ей газ подается в камеру сгорания вместе с бензином, и соотношение 75% на 25% делает работу двигателя с ГБО абсолютно безопасной.
Дополнительные преимущества ГБО.
Вместе с уверенностью в безопасности газовой установки для двигателя, автовладелец выбравший ГБО 4+, получает и другие преимущества:
-
точное дозирование топлива во всем диапазоне работы силового агрегата;
-
сохранение ключевых эксплуатационных параметров двигателя, оптимизированных для использования бензина;
-
повышение стабильности работы двигателя в режиме использования газа;
-
автоматическое, плавное переключение между режимами газ/бензин;
-
предотвращение закоксованности бензиновых форсунок;
-
свыше 40% экономии на топливе.
Доступные варианты для непосредственного прямого впрыска топлива.
В производстве комплектов газобаллонного оборудования поколения 4+ преуспела компания STAG. Польский производитель предлагает различные варианты комплектов ГБО для четырех-, шести- и восьми цилиндровых двигателей с непосредственным впрыском топлива. Для каждого типа двигателя также создана специальная программная прошивка, позволяющая настроить параметры работы силового агрегата на ГБО поколения 4+ корректно и точно.
Установка гбо на авто в спб цена 4 Плюс — это готовое решение существующих проблем по приемлемой цене. Воспользуйтесь им, чтобы добиться от своего автомобиля максимальной надежности и эффективности.
ГБО на прямой впрыск
Мировые автопроизводители в погоне за экономичностью моторов все чаще и чаще внедряют самые передовые технологии. Одной из самых распространенных на сегодняшний день является технология прямого (непосредственного) впрыска. Законодателем мод в этой области можно смело назвать VAG (Volkswagen Audi Gruppe).
Большинство моделей марки Volkswagen, Audi, Skoda, SEAT агрегатируются моторами FSI, TSI, TFSI, то есть двигателями с непосредственным впрыском топлива в камеру сгорания.
Но данный концерн уже давно не исключение и подобные моторы можно встретить у большинства других автопроизводителей. К примеру, у Ford это двигатели SCTi, у Mazda – DISI, у HYUNDAI и KIA – GDI, у Volvo – GTDi, у Peugeot и Citroёn – THP, у Renault – TCe, у Opel – SIDI, а у Nissan (Infiniti) – DIG. Это далеко не полный список и с каждым днем он увеличивается.
При всей экономичности данной технологии, она не исключает возможности переоборудования на газ, что позволит еще больше снизить расходы на топливо. Единственная проблема пока состоит в том, что далеко не все установщики ГБО умеют работать с такими моторами. Да и устанавливаемое газобаллонное оборудование в этом случае применяется не простое.
Тонкости прямого впрыска
Принципиальное отличие технологии непосредственного впрыска от классического распределенного состоит в том, что у двигателей с прямым впрыском форсунка находится непосредственно в камере сгорания.
В то же время классическая схема подразумевает впрыск бензина во впускной коллектор.
Что это меняет? Все очень просто – форсунка, расположенная в камере сгорания, постоянно подвергается воздействию высоких температур. При работе двигателя на бензине охлаждение форсунки производится бензином, проходящим через нее. В обычном ГБО 4 поколения бензиновые форсунки отключаются и если использовать такой вариант на двигателе с прямым впрыском, то бензиновая форсунка попросту перегреется и «сгорит». Допускать этого нельзя, ведь современные бензиновые форсунки стоят весьма не дешево.
Варианты решения: ГБО на прямой впрыскРаспространение моторов с непосредственным впрыском заставило производителей ГБО разрабатывать специальные комплекты оборудования. Газовые форсунки при этом подают топливо, как и в классической схеме, во впускной коллектор. Но при работе двигателя на газовом топливе, через бензиновую форсунку в камеру сгорания подается минимальная порция бензина.
Управляет всем этим процессом специальный контроллер, который отвечает не только за впрыск газа, но и руководит работой бензиновой топливной системы, обеспечивая постоянное управление пропорциями подачи двух топлив.
При таком бинарном режиме смеси, бензина в камеру сгорания поступает всего 10-15%, но этого вполне достаточно, чтобы бензиновая форсунка охлаждалась. Соответственно оставшиеся 85-90% топлива это газ. Это соотношение незначительно изменяется в различных нагрузочных режимах двигателя, ведь газовый ЭБУ управляя работой и газовой и бензиновой системы впрыска, корректирует состав топливной смеси для обеспечения оптимальных эксплуатационных характеристик. Таким образом, работа на газовом топливе современных автомобилей с двигателями FSI, TSI, TFSI и т.д. позволяет добиться максимальной эффективности без потери мощности.
Кто, где, когда и главное сколько стоит?Перед установкой газа на авто вопросов у владельца, как правило всегда больше чем ответов.
- Выгодно ли ГБО на прямой впрыск?
- Не навредит ли ГБО двигателю FSI, TSI, TFSI?
- Как быстро окупится газобаллонное оборудование?
- Где установить ГБО на непосредственный впрыск?
- Какое оборудование выбрать для установки газа на FSI, TSI, TFSI?
Не будем рассматривать подробно ответы на каждый из них, ведь мы уже неоднократно доказывали, что ГБО это выгодно, ГБО не вредит мотору, а срок окупаемости зависит от условий эксплуатации. Но в случае с газобаллонным оборудованием на моторы с непосредственным впрыском следует сделать несколько уточнений.
- Газобаллонное оборудование на прямой впрыск дороже классического ГБО 4 поколения, ведь само оборудование стоит больше, и квалификация специалистов его настраивающих должна быть соответствующая.
- При работе двигателя на газовом топливе в камеру сгорания будет подаваться и бензин (10-15%). Это значит, что бинарная смесь будет всегда состоять из воздуха и двух видов топлива: газ + бензин. При таком подходе неизбежны и бензиновые затраты, а значит, срок окупаемости будет чуть больше. Хотя, как правило, он все равно не превышает 15-20 тыс. км.
- Доверять установку ГБО на прямой впрыск можно только проверенным специалистам. При неквалифицированном монтаже и настройке вероятность получить некорректно работающую систему высока, а это может повлечь дорогостоящие ремонты и замену бензиновых форсунок.
Газовое оборудование для двигателей с прямым впрыском топлива выпускают многие производители. Но учитывая сложность технологии, не всякое ГБО можно поставить на машину. Часть таких комплектов попросту рассчитана на 3-5 моделей и не может быть использована на других авто.
При выборе газобаллонного оборудования на прямой впрыск рекомендуется использовать ГБО от ведущих мировых производителей (STAG, Landi Renzo, Prins и др.). Только серьезные компании с собственными испытательными полигонами и научно-исследовательскими центрами способны создавать долговременно и качественные работающие системы. Кроме того, каждая такая система перед выпуском на рынок испытывается в заводских условиях, тем самым обеспечивая надежность в повседневной эксплуатации.
Профессиональный монтаж и настройку ГБО на прямой впрыск в Украине пока осуществляют всего несколько СТО, но в итоге вы получите корректную работу двигателя во всех мощностных режимах и реальную экономию эксплуатационных затрат.
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 зачем же производителям переходить 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, скопившийся на задней части этих впускных клапанов
Другая проблема с прямым впрыском заключается в том, что тонко распыленное топливо не любит более низких температур 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 способ — 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 технического 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.
Почему в некоторых двигателях есть и порт, и прямой впрыск
Половина парка новых легковых и грузовых автомобилей в США теперь оснащена системой прямого впрыска бензина (также известной как GDI), что означает, что топливо распыляется прямо в камеру сгорания. Возникает вопрос: какие следующие инновационные двигатели выйдут из лаборатории?
[image mediaId = «e53277fe-1f31-4392-bd92-dd658307173a» align = «center» size = «medium» share = «true» caption = «» expand = «true»] [/ image] Ответ приносит топлива для огня двумя отдельными путями, и некоторые производители уже оснастили свои двигатели как левым, так и прямым впрыском.Toyota представила эту технологию, которую она называет впрыском D-4S, на двигателе V-6 более десяти лет назад и теперь использует порт и прямой впрыск на своем 2,0-литровом четырехцилиндровом двигателе (который производится Subaru), 3,5-литровый V-образный двигатель. -6, и 5,0-литровый V-8. Audi имеет его на 3,0-литровых двигателях V-6 и 5,2-литровых V-10.
[image mediaId = «8d48196a-ea50-4ac0-8753-bf6464ca38f2» align = «center» size = «medium» share = «true» caption = «» expand = «true»] [/ image]Toyota D-4S Система была представлена на Lexus IS350 2006 года с 3,5-литровым двигателем V-6.
[редакционные ссылки] [/ редакционные ссылки] В настоящее время Ford является доминирующим игроком, предлагающим то, что он называет двухтопливным, прямым впрыском под высоким давлением (DI) и впрыском через порт низкого давления (PI). Применения включают в себя бензиновые двигатели V-6 и V-8 с турбонаддувом и без наддува — всего четыре — объемом от 2,7 до 5,0 литров. И летающий пикап F-150 Raptor, и суперкар GT оснащены новыми 3,5-литровыми двигателями EcoBoost V-6. Наземные F-150 также в значительной степени полагаются на эту технологию с базой на двойном топливе 3.3-литровый шестицилиндровый двигатель и опциональные двухцилиндровые двигатели EcoBoost объемом 2,7 и 3,5 литра. Последнее заявленное на данный момент приложение Ford — это новый 5,0-литровый двигатель V-8, который будет установлен на Mustang GT 2018 года.
Основы
Прежде чем углубляться в тонкости объединения PI и DI, уместно сделать краткое руководство. Вопреки голливудским изображениям автомобилей, падающих со скал, самовозгорания не существует. Поскольку сжиженный бензин не горит, подготовка топлива из бака для сжигания внутри двигателя представляет собой двухэтапный процесс.
Первый этап — распыление жидкости на мелкие капли, что достигается путем нагнетания бензина под давлением с помощью насоса через крошечные отверстия форсунок. Исследование, проведенное инженерами Hitachi, показало, что топливо под давлением до 1000 фунтов на квадратный дюйм и впрыскивание через отверстия диаметром от 0,006 до 0,011 дюйма приводило к образованию тумана со скоростью 135 миль в час из капель диаметром всего 0,000003 дюйма. Это хорошо.
Испарение следует за распылением. Здесь мелкие капли топлива претерпевают фазовый переход из жидкости в газ, становясь паром, который может смешиваться с воздухом и воспламеняться свечой зажигания.
Поскольку во время этого фазового перехода поглощается тепло, возникает охлаждающий эффект, который можно использовать для повышения эффективности работы двигателя. В режиме PI воздух, проходящий через впускной коллектор, охлаждается до того, как достигнет камеры сгорания. При использовании DI охлаждение происходит внутри самой камеры.
[image mediaId = «c136a424-c2ff-4f23-8b78-92fa8bcb9d7a» align = «center» size = «medium» share = «true» caption = «» expand = «true»] [/ image]Ford оснащает несколько EcoBoost Двигатели V-6 с двойным впрыском, включая суперкар GT.
У каждой стратегии есть свои плюсы и минусы. PI удобен для двигателей без наддува, поскольку охлаждение поступающего воздуха увеличивает его плотность и потенциал производства энергии. Намного легче разместить форсунки во впускных каналах, подальше от клапанов и свечей зажигания. Такое расположение выше по потоку обеспечивает достаточно времени для полного испарения. Одним из недостатков является то, что капли топлива иногда оседают на стенках впускного канала, нарушая предполагаемое соотношение топлива и воздуха.
[редакционные ссылки] [/ редакционные ссылки]С DI вероятность детонации — преждевременного воспламенения топливно-воздушной смеси — уменьшается, поскольку эффект охлаждения с фазовым переходом имеет место во время такта сжатия непосредственно перед зажиганием.Снижение температуры поверхности камеры сгорания позволяет повысить степень сжатия и повысить эффективность независимо от того, является ли двигатель безнаддувным или наддувным. Ford увеличил максимальный крутящий момент на 30 фунт-фут в своем новом 3,5-литровом двигателе V-6, объединив новую стратегию двойного впрыска с более высоким давлением наддува.
У DI есть свои недостатки. Система DI дороже, потому что давление, необходимое для впрыскивания топлива в камеру сгорания, в 50-100 раз выше, чем с PI, а насос более высокого давления вызывает паразитные потери.Прямые форсунки обычно шумят. Отложения углерода — как на задней стороне впускных клапанов, так и на выхлопных трубах — являются проблемами обслуживания для некоторых пользователей DI. Поскольку время для испарения меньше, часть топлива выходит из камеры сгорания и каталитического нейтрализатора в виде твердых частиц или сажи. Эти частицы углерода похожи на частицы, выбрасываемые дизельными двигателями, но меньше по размеру.
Комбинация
Конечная стратегия — объединить преимущества PI и DI, используя каждое из них для уменьшения отрицательных сторон друг друга.Toyota, например, запускает обе форсунки при низких и средних нагрузках и оборотах, другими словами, при нормальном вождении. Это увеличивает плотность поступающего заряда без наддува и смывает нагар с впускных клапанов. В условиях высоких нагрузок и оборотов, когда требуется максимальное охлаждение камеры сгорания, поскольку детонация более вероятна, DI обрабатывает всю подачу топлива.
[image mediaId = «1665707c-b629-40a4-8d6b-02e842eba3bb» align = «center» size = «medium» share = «true» caption = «» expand = «true»] [/ image]Каждый производитель использует другая стратегия относительно того, когда использовать порт, прямой или оба инжектора.Здесь показана одна из зависимостей крутящего момента Toyota от частоты вращения и использования форсунок.
Питер Даудинг, главный инженер Ford по бензиновым системам трансмиссии, раскрыл иную стратегию. Ford использует только PI на холостом ходу и на низких оборотах для плавной, тихой и эффективной работы двигателя. По мере увеличения числа оборотов и нагрузки подача топлива становится запрограммированной смесью PI и DI. В отличие от методологии Toyota, ИП Форда всегда работает, отвечая по крайней мере за 5-10 процентов поставок топлива.
Даудинг и его коллега по инженерам Ford Стивен Расс подчеркивают, что отложения углерода на выхлопных трубах и впускных клапанах никогда не были проблемой в их двигателях DI.Доудинг добавляет: «Теперь, когда электродвигателям отводится все больше ролей в силовых установках, наша задача — повышать эффективность двигателей, когда это возможно. Двухтопливная технология Ford уже зарекомендовала себя как ценная и рентабельная стратегия в этом направлении ».
Проектирование и разработка современных двигателей — это попытка уравновесить мощность, выбросы, пробег, долговечность, управляемость и другие проблемы. Двухтопливная стратегия дает инженерам дополнительный ключ к повороту, поскольку они стремятся высвободить больше энергии из каждой капли газа.По мере извлечения уроков и снижения стоимости компонентов можно ожидать, что все больше производителей примут на вооружение этот подход к разжиганию костров.
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.
Этот сайт использует файлы cookie для повышения производительности. Если ваш браузер не принимает файлы cookie, вы не можете просматривать этот сайт.
Настройка вашего браузера для приема файлов cookie
Существует множество причин, по которым cookie не может быть установлен правильно. Ниже приведены наиболее частые причины:
- В вашем браузере отключены файлы cookie. Вам необходимо сбросить настройки своего браузера, чтобы он принимал файлы cookie, или чтобы спросить вас, хотите ли вы принимать файлы cookie.
- Ваш браузер спрашивает вас, хотите ли вы принимать файлы cookie, и вы отказались. Чтобы принять файлы cookie с этого сайта, используйте кнопку «Назад» и примите файлы cookie.
- Ваш браузер не поддерживает файлы cookie. Если вы подозреваете это, попробуйте другой браузер.
- Дата на вашем компьютере в прошлом. Если часы вашего компьютера показывают дату до 1 января 1970 г., браузер автоматически забудет файл cookie. Чтобы исправить это, установите правильное время и дату на своем компьютере.
- Вы установили приложение, которое отслеживает или блокирует установку файлов cookie. Вы должны отключить приложение при входе в систему или проконсультироваться с системным администратором.
Почему этому сайту требуются файлы cookie?
Этот сайт использует файлы cookie для повышения производительности, запоминая, что вы вошли в систему, когда переходите со страницы на страницу. Чтобы предоставить доступ без файлов cookie потребует, чтобы сайт создавал новый сеанс для каждой посещаемой страницы, что замедляет работу системы до неприемлемого уровня.
Что сохраняется в файле cookie?
Этот сайт не хранит ничего, кроме автоматически сгенерированного идентификатора сеанса в cookie; никакая другая информация не фиксируется.
Как правило, в файле cookie может храниться только информация, которую вы предоставляете, или выбор, который вы делаете при посещении веб-сайта. Например, сайт не может определить ваше имя электронной почты, пока вы не введете его. Разрешение веб-сайту создавать файлы cookie не дает этому или любому другому сайту доступа к остальной части вашего компьютера, и только сайт, который создал файл cookie, может его прочитать.
Почему в некоторых двигателях используется прямой впрыск и портовый впрыск
В каждом новом автомобиле, продаваемом сегодня в США, используется впрыск топлива, но не все системы впрыска одинаковы.В некоторых автомобилях используется впрыск через порт, в других — прямой впрыск. Некоторые даже используют и то, и другое. Какая в этом польза? Джейсон Фенске из Engineering Explained разбирает это в сопроводительном видео.
Впрыск топлива — это более точный способ подачи топлива в цилиндры, чем его предшественник, карбюратор. Он получил широкое распространение в 1980-х годах благодаря развитию электронного управления. Портовый впрыск — впрыск топлива во впускной канал — был по умолчанию с того времени и до конца века.
Прямой впрыск был впервые использован в самолетах, а механическая версия использовалась в 1950-х годах на Mercedes-Benz 300SL. Но эта технология не получила широкого распространения до 2000-х годов, когда более строгие стандарты экономии топлива вынудили автопроизводителей искать новые способы повышения эффективности. EcoBoost от Ford и SkyActiv от Mazda — лишь несколько примеров семейств двигателей, в которых используется прямой впрыск. Как следует из названия, прямой впрыск включает впрыск топлива непосредственно в камеру сгорания цилиндра, и это делается при гораздо более высоком давлении, чем впрыск через порт.
Совсем недавно автопроизводители начали комбинировать две системы впрыска топлива. Toyota, например, использует свою систему D-4S на пикапе Tacoma и спорткаре 86.
Эти системы, как правило, используют впрыск через порт при более низких нагрузках и оборотах двигателя и прямой впрыск при более высоких оборотах, говорит Фенске. Но он отмечает, что это зависит от автопроизводителя.
Портовый впрыск обеспечивает более стабильную воздушно-топливную смесь при более низких оборотах двигателя, что приводит к более плавной работе при запуске.На более высоких оборотах прямой впрыск обеспечивает больший охлаждающий эффект, увеличивая мощность и снижая вероятность детонации.
Toyota D-4S работает в «стратифицированном» режиме, ориентированном на эффективность, и в «однородном» режиме для большей мощности. В стратифицированном режиме в основном используется впрыск через порт для создания различных топливно-воздушных смесей, в том числе более бедных смесей для быстрого нагрева двигателя и каталитических нейтрализаторов до рабочей температуры.
В гомогенном режиме всегда используется одна и та же более богатая топливно-воздушная смесь с использованием как прямой, так и портовой форсунок.
Уменьшение нагара — еще одна причина использовать оба типа впрыска. Исследования показали, что двигатели с прямым впрыском топлива, как правило, более склонны к образованию нагара, чем двигатели с прямым впрыском, особенно на впускных клапанах. Добавляя впрыск через порт, топливо может смыть эти клапаны, чтобы уменьшить нагар.
Чтобы узнать больше, нажмите на видео выше.
Прямой впрыск вызывает больше проблем, чем решает?
Прямой впрыск топлива в наши дни проникает во все более массовые автомобили и может иметь врожденную неисправность, о которой мы должны знать.
Во-первых, что такое прямой впрыск? Прямой впрыск топлива в бензиновых двигателях: топливная форсунка, установленная на головке блока цилиндров, распыляет топливо непосредственно в камеру сгорания. Его предшественник, инжекторный, имел форсунки, установленные во впускном коллекторе, а топливная струя была направлена на заднюю часть впускных клапанов. Почему изменение? Технология прямого впрыска обеспечивает немного большую мощность и лучшую экономию топлива; в зависимости от области применения, как правило, улучшение составляет 10–15%.Но крутящий момент двигателя можно увеличить на 50 процентов.
В чем проблема? На некоторых двигателях задняя часть впускных клапанов и их порты могут покрыться углеродными отложениями. В системах с портовым впрыском более старого типа распыление топлива, направляемое на клапаны, не позволяло этого происходить, поскольку современные виды топлива содержат очистители. Если накапливается достаточное количество углерода, это может вызвать резкую работу на холостом ходу, спотыкание при ускорении, глохновение, проверку индикаторов двигателя, повышенный расход топлива и общий недостаток мощности.Некоторые водители испытали это на пробеге двигателя менее 50 000 км. Короткие поездки, которые не позволяют двигателю видеть сколько-нибудь значительного времени при полной рабочей температуре, могут усугубить это состояние.
Какое лекарство? Зависит от количества налета и его твердости. В некоторых случаях химическая жидкость, введенная в приемник, например, Sea Foam, может очистить вещи. Это относительно простой процесс, когда вакуумная линия порта используется для всасывания жидкости во впускные отверстия при работающем двигателе.Он действительно создает значительное количество дыма из выхлопных газов, поэтому его следует делать только в хорошо проветриваемых помещениях. В более сложных случаях решением могут быть грецкие орехи. Да, грецкие орехи. Измельченную скорлупу грецкого ореха можно вдувать во впускные отверстия сжатым воздухом и сразу же откачивать с помощью специального адаптера. Для этого необходимо снять впускной коллектор, и это действительно не работа, сделанная своими руками.
В худшем случае, головки цилиндров двигателя, возможно, придется снять для выполнения ручной очистки, что требует затрат, которые вполне соответствуют категории ой.Многие автопроизводители выпустили новое программное обеспечение для управления двигателем, чтобы помочь решить эту проблему, изменив время открытия впускных клапанов и регулируя угол опережения зажигания. Регулярная замена масла также способствует свободному перемещению механизмов управления клапанами. Если ваш автомобиль пострадал, прекратите использовать топливо с любым количеством этанола.
Что не поможет? Все, что связано с использованием топливных форсунок для очистки беспорядка — это означает добавки к бензину или средства для продувки впрыска топлива.Поскольку форсунки находятся далеко от скопления и не распыляются на клапаны, эти услуги являются пустой тратой времени и денег.
Какие автомобили затронуты? Эти проблемы могут затронуть практически любой автомобиль, оснащенный бензиновым двигателем с прямым впрыском, но некоторые BMW, VW, Audi и Kias, похоже, сталкиваются с этой проблемой чаще, чем другие. Но если вы столкнулись с этой ситуацией, после того, как все почистили, обратитесь к своему авторизованному дилеру, чтобы узнать, доступны ли какие-либо обновления программного обеспечения для вашего двигателя.Некоторые из этих обновлений содержат информацию о том, что они связаны с проблемами углерода.
Direct-Injection — обзор | Темы ScienceDirect
Впрыск и сгорание
Суть дизельного двигателя заключается во введении мелкодисперсного топлива в воздух, сжатый в цилиндре, во время движения поршня внутрь. Конечно, именно тепло, генерируемое этим сжатием, которое обычно является почти адиабатическим, имеет решающее значение для достижения воспламенения.Хотя давление в цилиндре в этот момент может достигать 230 бар, давление топлива в форсунке будет порядка 1300–1800 бар.
Высокое давление впрыска при полной нагрузке благоприятно сказывается на экономии топлива, выбросах и способности принимать некачественное топливо. Большинство современных среднеоборотных двигателей достигают давления 1200–1800 бар в впрыскивающем трубопроводе высокого давления (HP), хотя некоторые современные двигатели достигают 2300 бар при перекачке тяжелого топлива. По причинам доступной технологии самые ранние дизельные двигатели должны были использовать сжатый воздух для достижения распыления топлива при его входе в цилиндр (впрыск воздушным потоком), и, хотя безвоздушный (или твердый) впрыск приводил к значительному снижению паразитных нагрузок, он также представляли значительные проблемы, связанные с необходимостью высокоточного производства и сдерживания очень высоких и сложных напряжений.
Очень высокий стандарт надежности и срока службы, достигаемый в настоящее время современными системами впрыска топлива, является результатом значительных инвестиций в НИОКР и производственные технологии со стороны разработчиков и производителей оборудования. Для систем впрыска, работающих при давлении до 2000 бар и выше, требуется сверхточное оборудование для обработки плоских и криволинейных поверхностей, требующее минимальных производственных допусков до 0,001 мм и высочайшей чистоты во всех процессах. Особенно сложным компонентом является игла форсунки, для которой в некоторых системах требуются микроскопические винтовые канавки, врезанные в вал штифта для гидравлического поглощения поперечных сил с помощью топлива.
На заре безвоздушного впрыска использовалось множество оригинальных разновидностей камеры сгорания, иногда в основном для уменьшения шума или дыма или для облегчения запуска, но часто частично для уменьшения или использования умеренного давления впрыска и сгорания. Растущий упор на экономичность и удельную мощность в сочетании с разработкой материалов и прогрессом в методах расчета, позволяющих безопасно перевозить большие грузы, сделали принцип прямого впрыска доминирующим в практике современных средне- и высокоскоростных двигателей.
В системах прямого впрыска топливо подается непосредственно в единственную камеру сгорания, образованную в пространстве цилиндра (рис. 8.1), причем распыление достигается за счет выхода топлива из небольших отверстий в наконечнике форсунки.
Рисунок 8.1. Поперечное сечение камеры сгорания с прямым впрыском
Для полного сгорания топлива каждая капля топлива должна подвергаться воздействию воздуха в правильной пропорции для достижения полного окисления или избытка воздуха.В двигателе с прямым впрыском смешивание топлива и воздуха достигается за счет энергии распыляемой топливной струи, выталкивающей капли в горячий плотный воздух. Дополнительное перемешивание может быть достигнуто за счет упорядоченного движения воздуха в камере сгорания, которое называется «воздушным завихрением». Безнаддувные двигатели обычно имеют завихрение и давление впрыска около 800 бар. Двигатели с турбонаддувом и четырехклапанными головками практически не имеют завихрения, но обычно имеют давление впрыска 1200–1800 бар для обеспечения энергии смешивания.
Там, где используется непрямой впрыск, некоторые высокоскоростные двигатели сохраняют в головке блока цилиндров форкамеру, в которую впрыскивается топливо в виде относительно крупной струи под низким давлением, иногда через одно отверстие. Горение инициируется в форкамере, горючие газы выходят через горловину камеры и воздействуют на поршень (рис. 8.2).
Рисунок 8.2. Непрямой впрыск: предварительная камера Ricardo
Смешивание топлива и воздуха достигается за счет очень высокой скорости воздуха в камере, движение воздуха очищает стенки камеры и способствует хорошей теплопередаче.Таким образом, стенка может быть очень горячей — требуются термостойкие материалы — но она также может поглощать слишком много тепла из воздуха в начальных тактах сжатия во время запуска и предотвращать возгорание. Именно эти тепловые потери приводят к плохому запуску и снижению экономичности. Поэтому иногда необходимы дополнительные вспомогательные средства, такие как свечи накаливания, для запуска при низком давлении окружающей среды. Потери при дросселировании, вызванные ограничением горловины, также приводят к дополнительному штрафу за расход топлива.
Один из разработчиков двигателей, SEMT-Pielstick, достиг гениальной комбинации двух систем, разделив форкамеру между головкой блока цилиндров и днищем поршня. В верхней мертвой точке штифт на поршне входит в форкамеру, чтобы обеспечить ограниченный выпуск. На такте расширения ограничение автоматически снимается, и достигается экономия топлива, сопоставимая с обычными двигателями с прямым впрыском (Рисунок 8.3).
Рисунок 8.3. Камера сгорания с изменяемой геометрией SEMT-Pielstick
с прямым впрыском также имеет варианты, которые отражают тот факт, что, несмотря на значительные затраты на исследование ее механизма, детали того, как развивается горение после достижения воспламенения, все еще в значительной степени эмпирически.Основными являются следующие:
- 1.
По крайней мере, часть впрыскиваемого топлива распыляется достаточно мелко, чтобы начать сгорание. Воспламенение не может произойти, пока капля топлива не достигнет температуры самовоспламенения. Поскольку количество тепла зависит от площади поверхности (пропорционально квадрату диаметра), а количество тепла, необходимого для повышения температуры, зависит от объема (изменяется как куб диаметра), только небольшое число мелких капель необходимы, чтобы инициировать горение.Высокоскоростная фотография горения действительно показывает, что воспламенение происходит случайным образом около наконечника инжектора и обычно вне основного ядра распылителя.
- 2.
Топливо должно смешаться с воздухом, чтобы гореть. Поскольку большая часть воздуха в примерно цилиндрическом пространстве по геометрическим причинам находится вблизи периферии, большая часть топлива должна проникать туда, и это легче сделать с крупными каплями; отсюда также использование широких углов сердечника и нескольких распылительных отверстий.
- 3.
Ни при каких обстоятельствах топливо не должно достигать стенок гильзы, иначе оно загрязнит смазочное масло. Преимущество пространств сгорания, образованных в головках поршней, состоит в том, что стенки камеры образуют безопасную цель, на которую может быть направлена струя. Этот тип камеры сгорания в поршне имеет дополнительное преимущество, заключающееся в том, что во время опускания поршня воздух над периферией поршня постепенно втягивается в процесс сгорания.
- 4.
Период впрыска должен быть достаточно коротким и должен резко заканчиваться. Капли и вторичный впрыск — частые причины дыма, а также разбавления смазочного масла топливом или содержания нерастворимых остатков. Капание — это состояние, при котором топливо продолжает выходить из сопла при слишком низком давлении для правильного распыления; это вызвано плохой посадкой поверхностей или медленным закрытием.
Вторичный впрыск — это то, что происходит, когда волна давления, вызванная окончанием основного впрыска, отражается обратно в насос, а затем снова в форсунку, достигая ее с давлением, достаточным для повторного открытия форсунки на относительно поздней стадии сгорания. .Любое несгоревшее или частично сгоревшее топливо может попасть на стенки цилиндра и стянуться поршневыми кольцами в поддон.
ISUZU: Технология для более чистого дизельного топлива
CO Reduction Technologies
Системы сгорания дизельного двигателя
Качество сгорания в дизельных двигателях зависит от того, насколько быстро и насколько полно топливо смешивается с воздухом, когда оно впрыскивается в камеру сгорания. Для улучшения этого смешивания были разработаны две основные системы: прямой впрыск и непрямой впрыск.
Прямой впрыск
Система прямого впрыска подает топливо непосредственно в камеру сгорания. Прямой впрыск способствует хорошей экономии топлива, но завихрение воздуха недостаточно сильное для достижения идеальной смеси с топливом. Этот недостаток преодолевается за счет специально разработанных камер и воздухозаборников, а также за счет впрыска топлива под высоким давлением. Дизельные двигатели с прямым впрыском набирают все большую популярность. В настоящее время они используются почти во всех грузовиках с полезной нагрузкой от четырех тонн и более, а также в значительной части легковых автомобилей в Европе.Самая популярная форма системы прямого впрыска обеспечивает сильное завихрение воздуха в камере сгорания для облегчения процесса смешивания воздуха с топливом, при этом топливо впрыскивается под высоким давлением из четырех или пяти отверстий сопла.
Непрямой впрыск
Система непрямого впрыска в настоящее время ограничена для использования в легковых автомобилях и малотоннажных грузовиках. Самая популярная конструкция имеет сферическую вихревую камеру в головке блока цилиндров. Воздух нагнетается в камеру поршнем и начинает быстро закручиваться, что способствует хорошему смешиванию при впрыске топлива.Происходит предварительное сгорание смеси, и тепло поднимается, заставляя оставшееся несгоревшее топливо с высокой скоростью попасть в камеру, где оно хорошо смешивается с воздухом и полностью сгорает.
Турбокомпрессор с промежуточным охладителем
Турбокомпрессор
Турбонагнетатель — это механизм, увеличивающий количество воздуха, подаваемого в двигатель внутреннего сгорания при более высоком, чем обычно, давлении с помощью турбины, приводимой в действие выхлопными газами. Позволяя большему количеству воздуха поступать в цилиндр при сохранении количества выхлопных газов на том же уровне, турбонагнетатель может улучшить эффективность сгорания и улучшить выходную мощность.
Интеркулер
Интеркулер — это устройство, которое охлаждает подаваемый воздух, который нагревается до высокой температуры при сжатии в турбонагнетателе. Затем он направит в цилиндр холодный воздух высокой плотности.
| Преимущества двигателей с турбонаддувом Турбонагнетатель может обеспечивать большой рабочий объем цилиндра, так что высокая мощность может быть получена при небольшом объеме выхлопных газов. Достижение высокой мощности при небольшом объеме выхлопных газов означает, что вес и размер двигателя могут быть уменьшены, что приводит к уменьшению веса автомобиля и повышению топливной экономичности.Более того, двигатель с турбонаддувом может генерировать на 20-50% больше крутящего момента * по сравнению с двигателем без турбонаддува с таким же рабочим объемом. Эти преимущества делают двигатели с турбонаддувом идеальными для транспортных средств, используемых для дальних и высокоскоростных перевозок. С другой стороны, двигатели без турбонаддува характеризуются высоким крутящим моментом в диапазоне низких скоростей, что обеспечивает им лучшие характеристики запуска и разгона и делает их пригодными для транспортных средств, используемых в основном для езды по городу с многократным запуском и остановкой.В последние годы двигатели с турбонаддувом становятся все более популярными благодаря их высокой топливной экономичности и замечательным показателям мощности. * Крутящий момент Крутящий момент — это сила вращения, создаваемая движением коленчатого вала. Наверх
|