Что за двигатель GDI

Системы непосредственного впрыска GDI (Gasoline Direct Injection)

Что за двигатель GDI

Система непосредственного впрыска топлива (GDI) является одним из видов систем впрыска, который распыляет бензин непосредственно в камеру сгорания. Как и у двигателей, оснащенных системой распределенного впрыска (MFI), в системе непосредственного впрыска есть отдельная топливная форсунка для каждого из цилиндров двигателя. Но вместо монтажа форсунки на впускном коллекторе, форсунки GDI установлены прямо на головке цилиндров и распыляют топливо непосредственно в камеру сгорания.

Топливо, минуя впускные клапана, поступает в цилиндр в виде тумана под высоким давлением. Топливо может быть подано в любой момент во время такта впуска, если нагрузка на двигатель низкая, подачу можно отключить или снизить до минимума.

    Первый серийный двигатель с непосредственным впрыском был изготовлен Daimler – Benz. Mitsubishi первым применила электронно-управляемый непосредственный впрыск.

Высокое давление впрыска топлива  

Прямой впрыск требует высоких рабочих давлений (25-150 бар), по сравнению с обычными системами впрыска топлива, где требуется только от 3 до 5 бар. Прямой впрыск требует большее давление подачи, чтобы преодолеть давление сжатия в цилиндре и подать больший объем топлива в более короткий период времени.

Некоторые двигатели с непосредственным впрыском не имеют дроссельной заслонки, потому что дроссельная заслонка не используется для управления скоростью вращения двигателя и мощностью. Блок управления двигателя делает это путем изменения времени впрыска и количества топлива, которое вводится в каждый цилиндр.

Отсутствие дросселя означает, что нет никаких препятствий на пути всасываемого воздуха Когда поршень идет вверх во время такта сжатия, топливо можно впрыскивать в цилиндр в любой точке до зажигания. Время впрыска будет зависеть от скорости вращения, нагрузки и условий эксплуатации.

Дополнительные импульсы также могут быть поданы после того, как исходная смесь воспламеняется, чтобы увеличить процесс горение смеси во время рабочего хода.

Преимущества непосредственного впрыска топлива

Подача топлива непосредственно в камеру сгорания, как до сжатия, так и во время и после первоначального горения, позволяет двигателю выдавать больше мощности с использованием меньшего количества топлива. Двигатели с непосредственным впрыском могут работать на супер обедненной смеси (до 40: 1) при не высоких нагрузках. Конечным результатом является, как правило, от 15 до 20 процентов экономии топлива по сравнению с системами с распределенным впрыском топлива.

Проблемы систем с непосредственным впрыском топлива

Топливо впрыскивается непосредственно в камеру сгорания, а не во впускной коллектор, и соответственно топливо не смывает углеродные отложения и сажу с впускных клапанов. Со временем, слой нагара накапливается на впускных клапанах. По мере накопления нагара, это мешает закрытию клапана, падает компрессия, двигатель начинает работать с перебоями, теряет мощность.

Большой нагар на впускных клапанах могут также ограничивать поток воздуха, падает мощность на высоких оборотах двигателя и привести к снижению экономии топлива и производительности. Нагар на впускных клапанах может также отслаиваться и попасть через камеру сгорания и в выхлопные газы. Если двигатель оснащен турбокомпрессором, кусочки нагара могут повредить крыльчатку турбины.

Такая проблема чаще возникает у машин, которые используются в основном для коротких поездок. Впускные клапана никогда не успевают нагреться, чтобы сжечь углеродные отложения. И если маслосъемные колпачки изношены, образование нагара идет еще быстрее. Очистку от нагара впускных клапанов производят распылением специальных жидкостей в корпус дроссельной заслонки, во впускной коллектор или непосредственно к впускным клапанам.

В некоторых случаях приходится снимать и разбирать головку блока цилиндров, для очистки клапанов.

https://www.youtube.com/watch?v=62F4rCSCkgE

Производители двигателей обозначают систему непосредственного впрыска по разному.

DFI (Direct Fuel Injection) Непосредственный впрыск топлива. (SAE J1930)

• Toyota – D4;

• Mercedes-benz — CGI;

• Mitsubishi — GDI;

• Nissan — NEO DI;

• Renault – IDE;

• Alfa Romeo — JTS;

Источник: http://www.servcar.ru/avtomobili/sistemy-neposredstvennogo-vpryska-gdi-gasoline-direct-injection

Текущий и капитальный ремонт двигателя «Митсубиси Галант»

Что за двигатель GDI

Среднеразмерные автомобили Mitsubishi Galant выпускались в 1969–2012 гг., за это время появилось 9 поколений модели. Хотя производство линейки прекращено 5 лет назад, автомобили последних поколений продолжают активно эксплуатировать, а ремонт или замена двигателя «Митсубиси Галант» остаются востребованной услугой.

Особенности двигателей «Митсубиси Галант»

Разные поколения автомобилей Mitsubishi Galant комплектовались 4-цилиндровыми рядными (I4) двигателями таких серий:

  • Saturn (4G3) – бензиновые объемом 1,3, 1,4, 1,5, 1,6, 1,7, 1,8 л мощностью от 87 до 125 л. с.;
  • Astron (4G5/4D5). Модель 4G52 – бензиновый ДВС объемом 2 л с модификациями мощностью 100 и 125 л. с. Ряд модификаций модели 4D55 – дизельные атмосферные и турбированные моторы объемом 2,3 л, мощностью от 65 до 95 л. с.;
  • Sirius (4G6/4D6). Бензиновые 4G62 – 1,8 л, 4G63T – турбированный, 2 л, 4G64 – 2,4 л, 4G67 – 1,8 л., 4G69 – 2,4 л, дизельные — 4D65 – 1,8 л, 4D68 – 2 л.

Также на ряде моделей устанавливали 6-цилиндровые двигатели V-образной компоновки (V6):

  • 6A11 – 1,8 л/133 л. с.;
  • 6A12 – 2 л, существовало несколько модификаций с разной мощностью – 143–148, 170–177, 197 л. с., самым мощным в этой линейке (237 л. с.) был двигатель с двойной турбиной;
  • 6A13 – 2,5 л, 161–173 л. с. и модель с двойной турбиной – 276 л. с.;
  • 6G72 – 3 л/195 л. с. для рынка США.

Самые известные двигатели из числа использовавшихся на Mitsubishi Galant – это 2-литровые 4G63. С 1989 по 2003 на автомобилях Galant устанавливались различные модификации этого двигателя. С 1987 начато производство DOHC версий с 2 распредвалами, двигатели с 1 распредвалом (SOHC) продолжали выпускать до 1993 года. Турбированный вариант 4G63T в 1988–92 гг. использовался на Mitsubishi Galant VR-4 и принес этой модели ряд побед в международных ралли.

В двигателе 4G63 использовалась технология MCA-Jet, аббревиатура MCA в переводе на русский расшифровывается как «Митсубиси Чистый Воздух». Так обозначались моторы с пониженным выхлопом вредных веществ. Первый двигатель MCA появился в 1977 г., 4G63 –модифицированная версия. Его отличительная особенность – наличие на каждом цилиндре третьего клапана небольшого размера. Эти клапаны обеспечивали дополнительный приток воздуха в камеру сгорания, благодаря чему достигалось более быстрое движение и полное сгорание топливно-воздушной смеси. После появления двигателей с 4 клапанами на цилиндр система MCA-Jet устарела, но на протяжении десятилетия она оставалась прогрессивной. Существовало более 10 модификаций двигателя 4G63, некоторыми из них оснащались автомобили Mitsubishi Galant на протяжении 4 поколений. На фото модификация с 2 распредвалами и 16 клапанами.

В настоящее время востребованы в основном двигатели на Mitsubishi Galant 8–9 поколений, их характеристики приведены в таблице:

Модель Тип Объем, л Мощность, л. с. Особенности Ресурс, тыс. км(на практике)
4G93 GDI I4 1,8 118 (Евр)/129 (Яп) прямой впрыск топлива 200–250
4G63 I4 2 до 144 400+
4G64 GDI I4 2,4 140–152 прямой впрыск топлива 400+
4G64 MPI I4 2,4 112 многоточечный впрыск
4G94 GDI I4 2 145 прямой впрыск топлива 200–250
6A13 V6 2,5 161–173
6A13TT V6 2,5 280 двойная турбина (твинтурбо)
4D68 I4 2 90 дизельный
6G72 V6 3 195 для рынка США 400+
4G69 MIVEC l4 2,4 158 электронное управление системы изменения фаз газораспределения 400+
6G75 V6 3,8 233 и 261 (с MIVEC) 400+

Типовые проблемы, неполадки и их причины

Двигателям Mitsubishi разных серий присущи различные уязвимости. С какой поломкой придется столкнуться владельцу, зависит от того, какой двигатель установлен на «Митсубиси Галант».

Серия Sirius (4G63, 4G64):

  • часто заклинивает балансировочные валы, что приводит к обрыву их ремня, такая поломка может спровоцировать обрыв привода ГРМ. Проблема возникает, если подшипникам валов не хватает смазки. Предотвратить ее можно, покупая качественное масло и регулярно контролируя его уровень. Ремни также нуждаются в ревизии и периодической замене;
  • опоры (подушки) быстро изнашиваются, что проявляется повышенной вибрацией. Поэтому нужна регулярная проверка и замена подушек по мере надобности, особенно подвержена износу левая опора крепления двигателя «Митсубиси Галант»;
  • на холостом ходу часто плавают обороты. Это связано с загрязнением форсунок, дроссельной заслонки, выходом из строя регулятора холостого хода и датчика температуры. Для предотвращения такой неполадки нужно регулярно прочищать систему и проверять исправность мелких компонентов;
  • после 50 тыс. км пробега может требоваться замена гидрокомпенсаторов, быстрее они выходят из строя в турбированных двигателях. Использование некачественного масла и его несвоевременная замена приводят к ускоренному износу гидрокомпенсаторов;
  • маслоприемник насоса в этих моделях расположен почти вплотную к стенке картера. Поэтому удар по поддону может спровоцировать деформацию маслоприемника, насос перестанет получать масло и снабжать им все движущиеся детали мотора. Предотвратить такие ситуации поможет защита картера двигателя «Митсубиси Галант».

Серия 4G9 (4G93, 4G94):

  • стук двигателя обычно связан с износом гидрокомпенсаторов и устраняется путем их замены, использование качественного масла продлевает их ресурс;
  • склонность к нагарообразованию и высокий расход масла (по народному – жор). По мере увеличения пробега расход масла растет, для решения этой проблемы требуется замена маслосъемных колец и колпачков;
  • плавающие обороты обычно вызваны загрязнением фильтра топливного насоса высокого давления и дроссельной заслонки, нужна их чистка;
  • если двигатель глохнет на горячую, скорее всего, неисправен и нуждается в замене регулятор холостого хода.

Стук двигателя – неприятный сюрприз

У двигателей серии 6G7 Cyclone V6 (6G72, 6G75) и 6A1 (6A13) часто встречаются те же проблемы, что у рядных 4-цилиндровых серии 4G9 – стук, жор масла, плавающие обороты. Вызваны они теми же причинами, к стуку двигателя может приводить не только износ гидрокомпенсаторов, но и поворот шатунных вкладышей.

Вообще двигатели V6 надежнее рядных, у них меньше «врожденных» болезней, но в силу своей конструкции они менее удобны в обслуживании. Сложнее менять свечи, а в замене они нуждаются часто, если автомобиль заправляют российским бензином. Пропуски зажигания часто вызваны отложениями на электродах.

Также затруднен доступ к ремню ГРМ.

Главный враг двигателей – некачественные ГСМ. Особенно чувствительны к грязному топливу моторы с прямым впрыском (GDI). Распространенная проблема двигателей этого типа – загрязнение моторного масла сажей. Сажа активно образуется, когда двигатель работает в переходном режиме.

Закупориваются каналы, по которым распространяется смазка, сажа попадает во впускной коллектор и выводит из строя клапаны и свечи. Если каждые 50–40 тыс. км не прочищать впускной коллектор, двигатель чадит, расходует больше бензина, ухудшается тяга. Крайне важно в двигателях с GDI менять ремень ГРМ, не дожидаясь его обрыва.

Иначе поршни, имеющие днище нестандартной формы, столкнутся с клапанами и деформируют их.

Основные виды ремонтных работ

Двигатели автомобилей Mitsubishi Galant могут нуждаться в замене таких деталей и расходников:

  • гидрокомпенсаторы;
  • маслосъемные кольца и маслоотражающие колпачки;
  • ремень или цепь ГРМ, прокладки роликов натяжителя, сами ролики;
  • прокладки клапанной крышки, ГБЦ, сальники двигателя, коленвала, распредвала, фильтр двигателя, масляный и топливный фильтры;
  • регулятор холостого хода, различные датчики.

Если из строя выходит топливный или масляный насос, менять его не обязательно, можно попытаться отремонтировать. Трещина, к примеру, заваривается. При замене свечей в V-образных двигателях рекомендуется осматривать фланец впускного коллектора и при необходимости шлифовать его.

При регулярном текущем обслуживании, чистке, замене расходников, использовании качественного бензина и масла двигатель «Митсубиси Галант» может долго служить без капремонта. На то, что он нуждается в капитальном ремонте, указывает совокупность таких признаков:

  • повышенный расход топлива и масла;
  • шумы при работе двигателя;
  • падение мощности;
  • нестабильные обороты.

Если проблемы не удалось устранить после оптимизации настроек, нужен ремонт, в ходе которого могут выполняться такие работы, как:

  • восстановление зеркал цилиндров путем расточки или хонингования и подбор поршней ремонтного размера вместо родных;
  • замена поршневых колец, коренных и шатунных подшипников;
  • по необходимости – проточка шеек коленвала;
  • обслуживание клапанов;
  • восстановительный ремонт стартера и генератора.

Если текущее обслуживание и мелкий ремонт автовладелец может выполнить самостоятельно, то капитальный лучше доверить профессионалам. При недостатке квалификации и опыта даже схема двигателя «Митсубиси Галант» не поможет без ошибок выполнить его ремонт.

Параллельно с капитальным ремонтом двигателя рекомендуется осуществлять ремонт и обслуживание охлаждающей системы, замену шлангов, приводных ремней, водяного насоса, термостата, чистку и ремонт радиатора.

Может потребоваться замена радиатора системы охлаждения, подушки двигателя, масляного насоса. В зависимости от состояния блока цилиндров его иногда рентабельнее поменять целиком, чем перебирать и восстанавливать.

Если больше 50 % деталей двигателя нуждается в замене, проще и дешевле не ремонтировать его, а заменить восстановленным или контрактным.

Покупка восстановленного двигателя – довольно рискованное решение, нужна уверенность в квалификации мастера, который занимался восстановлением агрегата, и в качестве деталей, которые при этом использовались.

Контрактный двигатель для Mitsubishi Galant с японской авторазборки надежнее. Японцы не перегружают свои авто, заправляют их качественными ГСМ, на разборки часто попадают автомобили с небольшим пробегом, и ресурс снятых с них двигателей достаточно велик.

После снятия и перед продажей контрактные двигатели тестируют на стенде.

Поскольку ресурс ряда двигателей Mitsubishi Galant превышает 400 тыс. км, многим владельцам этих авто вообще не приходится сталкиваться с необходимостью ремонта или замены мотора. Но нужно помнить, что несвоевременная замена масла, использование некачественного бензина, пренебрежение регулярным техобслуживанием значительно сокращает ресурс даже самых надежных двигателей.

Источник: https://japzap.ru/blog/tekushchiy-i-kapitalnyy-remont-dvigatelya-mitsubisi-galant/

LSPI или преждевременное воспламенение смеси в двигателе: Что это такое и как его избежать?

Что за двигатель GDI

Эта проблема дала о себе знать совсем недавно, но уже успела наделать много шума в Сети, породив жаркие споры среди автомобилистов и экспертов о причинах ее возникновения и способов устранения. Суть проблемы заключается в следующем: в результате особого вида детонации, которая возникает из-за раннего зажигания, происходит поломка поршня почти на всех турбированных двигателях типа GDI-Turbo, TFSI с непосредственным впрыском топлива.

Данное явление, ставшее для технологов полной неожиданностью, получило в инженерной среде название Low Speed Pre Ignition (LSPI), что в переводе на русский означает «преждевременное воспламенение смеси в цилиндре». Уникальность этого явления заключается в том, что разрушение поршня происходит, когда двигатель работает, как правило, на небольших нагрузках, к примеру, при движении машины по трассе.

Чтобы выяснить причину проблемы, специалисты провели целый ряд испытаний. В результате выяснилось, что причиной уничтожения поршней стало моторное масло. Его пленка просачивается под поршневые кольца, а высокие температура и давление порождают детонацию.

Но все же давайте разберемся в этом вопросе подробнее и выясним, как избежать поломки автомобиля? И начнем с азов

Основы работы двигателя

Не будем углубляться в другие детали работы ДВС, а рассмотрим лишь тот момент, который нам интересен на данном этапе. И касается он работы поршня.

Его начальное положение — в верхней мертвой точке. Именно в этот момент происходит открытие впускного клапана. Поршень начинает движение вниз, засасывая в цилиндр крошечную смесь бензина, смешанного с воздухом. Это такт впуска.

На следующем этапе, когда поршень достигнет нижней мертвой точки цилиндра, закроется впускной клапан, и поршень начнет движение вверх. Таким образом, топливно-воздушная смесь оказывается в «ловушке», постепенно сжимаясь.

Это сжатие впоследствии сделает взрыв мощнее. В тот момент, когда поршень достигнет пика своего поднятия, свеча зажигания выдает искру напряжением более десятка тысяч Вольт, чтобы воспламенить смесь.

Происходит детонация, бензин в цилиндре взрывается, толкая поршень вниз с невероятной силой.

Поршень вновь достигает дна, открывается выпускной клапан. Поршень уже по инерции начинает движение вверх. В этот момент через выпускные клапаны из цилиндра выходит отработанная смесь топлива и воздуха. Затем новый цикл и т.д.

Таковы вкратце основы работы двигателя. Но, чтобы нам разобраться в сути проблемы, следует знать, что каждое воспламенение воздушно-топливной массы должно всегда происходить в строго определенный интервал времени. Это всего лишь миллисекунды, но они очень важны для бесперебойной работы двигателя.

Как уже было сказано выше, воспламеняет смесь свеча зажигания. Она же следит и за интервалом воспламенения. А теперь представьте, что в синхронизации воспламенения топлива происходит сбой. Что-то пошло не по «уставу», двигатель начинает разогреваться, горючее воспламеняется раньше, чем эту функцию выполнит свеча зажигания. При таких условиях топливо в буквальном смысле сгорает взрывным методом. Происходит детонация, которая наносит всем частям цилиндровой группы серьезный урон.

ЭТО ИНТЕРЕСНО:  Сколько метров тормозной путь автомобиля

Что такое LSPI?

Прежде всего, следует запомнить, что этот враг коварен и опасен. Он действительно может превратить двигатель вашего автомобиля в груду металла. И враг этот – LSPI или преждевременное воспламенение смеси в цилиндре.

Здесь нужно пояснить, что Low Speed Pre Ignition и детонация — это два разных явления, вызванные разными причинами. По мнению Скотта Линдхольма, эксперта по глобальному применению продуктов смазочных материалов Shell, «детонация может контролироваться при помощи топливного октанового числа и расчетом появления искры». Другое дело — LSPI. Природа происхождения данного явления, несмотря на все старания инженеров, «не очень хорошо понята и может произойти спонтанно».

Что происходит с двигателем при LSPI?

Если говорить о последствиях преждевременного воспламенения, то внутренности двигателя вашего автомобиля за довольно короткий промежуток времени будут переработаны в металлический фарш. Печально, но это факт.

Скотт Линдхольм, исследуя проблему, поясняет: «Эффект от Low Speed Pre Ignition можно услышать. Это громкий хлопок под капотом. Многие списывают этот взрыв на очень сильную детонацию. Однако из-за сбоя синхронизации зажигания и тяжести последствий некоторых событий повреждению двигателя было положено начало.

Преждевременное воспламенение смеси приводит к значительно большему повышению давления в цилиндрах — до 200 бар и выше. Эти параметры значительно превышают параметры, возникающие при традиционной детонации двигателя.

Днища поршней могут треснуть, кольца могут сломаться и испортить гильзы, даже головка блока цилиндров может треснуть».

«Мы даже видели оторванные куски поршней, находившиеся между верхней частью поршня и головкой цилиндра», — уверяет эксперт.

Что становится причиной преждевременного воспламенения смеси в цилиндре?

Сколько автомобилей уже пали жертвами LSPI, сказать сегодня трудно, поскольку такой статистики никто не ведет. Но если бы эта проблема была единичной и рядовой, автопроизводители вряд ли обратили бы на нее внимание. А между тем, проблемой преждевременного воспламенения смеси в цилиндре занимаются уже несколько команд специалистов.

Скотт Линдхольм возглавляет команду Shell.

Его группа пришла к выводу, что причиной явления LSPI становятся «небольшие [горячие] масляные брызги, которые разлетаются с поршневых колец при развороте верхнего кольца, предоставляя возможность появления второго источника зажигания, кроме искры от свечи зажигания Струя топлива при впрыске ударяет в стенку цилиндра, отбивая небольшие капли смеси топлива с маслом, что провоцирует раннее воспламенение. Также на это влияют продукты износа в камере сгорания и ухудшение свойств моторного масла, повышение кислотного числа».

Иными словами, предположения специалистов Shell сводятся к следующему: в цилиндры могут попадать посторонние капли очень горячего моторного масла, которые и инициируют преждевременное воспламенение топлива. Таким образом возникает эффект LSPI.

Как избежать эффекта LSPI?

Несмотря на то, что специалисты установили причину возникновения LSPI только теоретически, им известны некоторые условия, при которых появляется это явление. Инженеры рекомендовали автовладельцам несколько способов, как избежать разрушительных последствий LSPI.

Способ 1. Перепрограммировать компьютерную систему управления, отвечающие за управление двигателем.

Линдхольм уверяет, что применил данный способ на собственном авто, оснащенном двигателем TGDI. «Калибровки двигателя очень сложны, но у производителей оборудования есть полное понимание того, какие условия могут вызвать повреждение двигателя, а какие помогут этого избежать», — говорит он.

«Этот вариант действительно решает проблему, — добавляет эксперт, — но придется смириться с потерей топливной эффективности и продуктивности работы мотора».

Кстати, Ford в свое время уже провел по всему миру (Россия не стала исключением) отзывную кампанию. По ней была перекалибрована прошивка программного обеспечения двигателей выпускаемых концерном авто.

Способ 2 куда менее затратный для автовладельцев, но на его применение потребуется время. Специалисты предлагают приобрести специальное моторное масло для своего «железного коня». В его рецептуре должно значиться, что данный продукт минимизирует вероятность преждевременного воспламенения топлива LSPI.

Скотт Линдхольм утверждает: «Рецептура моторного масла может помочь снизить тенденции к LSPI». И над этим сегодня идет работа. Такое масло, по его словам, будет способно устранить или, по крайней мере, уменьшить причину возникновения феномена Low Speed Pre Ignition. На это уйдет год-два.

Тем же путем — разработкой новой рецептуры моторных масел — идут в настоящее время несколько компаний из Японии, Соединенных Штатов и Германии.

Источник: https://bg-russia.ru/info/stati/297-lspi-ili-prezhdevremennoe-vosplamenenie-smesi-v-dvigatele-chto-eto-takoe-i-kak-ego-izbezhat

Что такое двигатель GDI

Двигатель GDI (Gasoline Direct Injection) – бензиновый силовой агрегат с прямым (непосредственным) впрыском топлива. Моторы с аббревиатурой GDI производятся японскими компаниями Mitsubishi, Toyota, Nissan, корейскими автопроизводителями, а также фирмой Bosh.

Рекомендуем также прочитать статью о том, что такое двигатель TSI. Из этой статьи вы узнаете об особенностях, плюсах и минусах моторов данного типа.

Идея постройки двигателя с непосредственным впрыском топлива в цилиндры родилась достаточно давно, при этом массовый GDI впервые был представлен только в 1995 году. Моторы с технологией GDI в большинстве встречаются на автомобилях марки Mitsubishi. Перовой моделью с таким силовым агрегатом стала модель Mitsubishi Galant, которая получила силовую установку 1.8 GDI.

Особенности и отличия моторов GDI

Принцип работы двигателя GDI представляет собой своеобразный «симбиоз» привычных бензиновых и дизельных ДВС. Начнем с того, что для нормальной работы любого двигателя внутреннего сгорания в цилиндры необходимо подать так называемую топливно-воздушную смесь.

Другими словами, определенная часть горючего смешивается в необходимой пропорции с частью воздуха применительно к разным режимам работы мотора. От состава смеси напрямую зависит мощность двигателя, КПД, экономичность, экологичность и ряд других характеристик.

Большинство бензиновых и дизельных двигателей сегодня:

  • моторы с внешним смесеобразованием. К таковым относятся устаревшие карбюраторные агрегаты на бензине и современные атмосферные, компрессорные или турбированные инжекторные бензиновые моторы. В таких двигателях процесс приготовления топливно-воздушной смеси происходит отдельно (во впускном коллекторе), после чего готовый заряд поступает в цилиндры и воспламеняется от свечи системы зажигания;
  • двигатели с внутренним смесеобразованием. Данный тип агрегатов представлен дизельными моторами, в которых порция дизтоплива подается напрямую в цилиндры и смешивается с уже имеющимся там воздухом. Воспламенение заряда происходит от контакта подаваемой солярки с разогретым от сжатия объемом воздуха, то есть без участия внешнего источника воспламенения;

Двигатель GDI представляет собой бензиновый мотор, в котором процесс смесеобразования аналогичен дизельному, то есть топливо впрыскивается прямо в цилиндры, где происходит смешивание с поданным ранее воздухом. При этом полученная топливно-воздушная смесь воспламеняется в цилиндре посредством искры от свечи зажигания. 

Если сказать иначе, воздух поступает в двигатель отдельно, форсунка GDI осуществляет непосредственный впрыск топлива в цилиндр, затем происходит перемешивание компонентов, после чего поджиг смеси осуществляет электрическая искра свечи зажигания. Следует добавить, что во время такого смесеобразования конструкторами учитывается ряд аэродинамических особенностей для получения оптимально упорядоченного состава смеси.

По этой причине конструкция поршня и камеры сгорания существенно отличается от аналогов в двигателях с внешним смесеобразованием, а также форкамерных ДВС. Днище поршня имеет особую форму для направления факела распыла на свечу зажигания, ГБЦ получила вертикальные прямые впускные каналы, что позволяет «закручивать» воздух в цилиндрах двигателя.

Благодаря такому устройству топливно-воздушная рабочая смесь в GDI движется по строго заданной траектории.

Более того, состав смеси отличается в разных участках общего объема цилиндра.  В результате подобных решений двигатели линейки GDI способны работать на сильно обедненной смеси, которая была бы непригодна для работы обычного бензинового мотора. Необходимое для воспламенения от искры соотношение топлива и воздуха концентрируется в цилиндре GDI в области расположения свечи зажигания, в то время как по условным «краям» цилиндра смесь остается максимально обедненной.

Рекомендуем также прочитать статью о том, что такое двигатель TDI. Из этой статьи вы узнаете об особенностях конструкции, преимуществах и недостатках агрегатов данного типа.

Еще одной особенностью двигателя GDI является наличие двух топливных насосов:

Данное решение также является аналогом принципа подачи топлива в дизельном двигателе. В моторах GDI давление впрыска составляет около 50 бар, в то время как в обычных бензиновых ДВС около 3 бар.

Впрыск топлива и разновидности GDI

Моторы GDI имеют целый ряд конструктивных различий, благодаря чему их можно разделить на две группы:

  • для внутреннего японского рынка;
  • для европейских рынков;

Отличаются такие агрегаты по конструкции самого мотора, по особенностям исполнения ТНВД и по устройству системы топливного впрыска. Версии для Японии имеют два основных режима впрыска топлива GDI:

  1. ultra lean combustion mode;
  2. superior output mode;

Первый режим предполагает работу мотора на сверхобедненной смеси, которая имеет соотношение 37:1-43:1. Такой режим работы поддерживается ЭБУ на умеренных скоростях до 110-120 км/ч. с учетом плавного разгона, то есть без резких нажатий на педаль газа.

В указанном режиме двигатель GDI обеспечивает максимальный показатель крутящего момента. Форсунки впрыскивают горючее в тот момент, когда поршень находится на такте сжатия и не дошел до ВМТ.

Подача топлива инжектором в этом случае происходит в виде однородной струи, после происходит завихрение потока по часовой стрелке для наилучшего смешивания с воздухом в цилиндре.

Во втором режиме предполагается стехиометрический состав смеси топлива и воздуха. Указанный режим работы активируется в том случае, если мотор находится под нагрузкой (движение на высокой скорости, буксирование прицепа, езда в гору и т.п.)

В версиях для Европы мотор GDI получил дополнительный режим two-stage mixing. Указанный режим рассчитан на активный разгон с места или необходимость резкого ускорения при обгоне. В таком режиме топливо выпрыскивается в цилиндры ступенчато (в два этапа за 4 такта).

На такте впуска в этом режиме совершается первый впрыск, результатом которого становится максимально обедненная смесь в цилиндре с соотношением около 60:1. Данная смесь не рассчитана на воспламенение.

Главной задачей является эффективное охлаждение камеры сгорания, так как в охлажденную камеру можно будет подать больший объем воздуха и топлива на такте сжатия. Другими словами, данное решение позволяет улучшить наполнение цилиндров.

Затем на такте сжатия происходит второй впрыск, после которого состав смеси уже составляет 12:1, то есть рабочая смесь становится максимально обогащенной.

В результате цилиндры эффективно наполняются и двигатель отдает максимально доступную мощность. По сравнению с моторами, которые имеют распределенный впрыск, GDI оказывается на 10% мощнее. В итоге европейские версии GDI более эластичны и способны отдавать больше крутящего момента на «низах» при необходимости резко ускориться во время движения на скорости 30-60 км/ч.

Также следует отметить особый режим двигателя GDI под названием stich F/B. Указанный режим работы предполагает наиболее приближенный к стехиометрическому состав топливно-воздушной смеси, а также делится на два подрежима: closed loop и open loop.

В первом случае состав смеси регулируется на основе показаний кислородного датчика, во втором показания датчика не влияют на состав смеси топлива и воздуха. Данная особенность является отличием GDI от других моторов во время работы на холостом ходу.

 ЭБУ двигателем динамично меняет режимы compression on lean и stich F/B во время работы мотора на холостых оборотах, условно продувая цилиндры. Особенностью  является повышение холостых оборотов двигателя до 900-950 об/мин. в момент перехода между указанными режимами. Указанная смена режимов работы GDI в норме должна происходить 1 раз в 4 мин.

Все режимы переключаются под управлением ЭБУ. Если говорить о комфорте водителя, смена режимов и изменения в работе мотора практически не ощущаются.

Что касается токсичности GDI, японские инженеры разработали специальные катализаторы для моторов, которые работают на сильно обедненной смеси. В результате уровень окислов азота в выхлопе такого двигателя уложился в рамки Евро-3. Стоит отметить, что высокое содержание серы, которое отмечено в отечественном бензине, быстро выводит каталитические нейтрализаторы из строя.

Неисправности и проблемы моторов GDI

Главной проблемой моторов данного типа является повышенная чувствительность к качеству топлива, а также к любым факторам и поломкам, способным повлиять на качество смесеобразования.

На моторах GDI быстро чернеют и выходят из строя свечи зажигания. Топливная аппаратура таких двигателей намного более чувствительна к наличию воды и механических примесей в бензине. Образование нагара во впускном коллекторе и скопление сажи на клапанах способны изменить процесс смесеобразования, так как траектория движения потоков в цилиндре нарушается. В результате GDI теряет мощность и работает с заметными перебоями.

В целях профилактики на моторах GDI рекомендуется менять свечи зажигания каждые 10-20 тыс. пройденных километров, а также один раз в 25-30 тыс. км. производить очистку впускного коллектора от нагара и частиц сажи на его стенках. Также периодически нужно контролировать состояние инжекторов, проверять качество распыла топлива и чистить форсунки.

Источник: http://krutimotor.ru/dvigatel-gdi-osobennosti/

Двигатель GDI: история, особенности, нюансы работы — Бош Дизель Сервис

В чем заключается принципиальное отличие нового двигателя от стандартных решений?

В классических инжекторных двигателях с коллекторной системой образования смеси в цилиндры подается уже готовая топливно-воздушная смесь, качество которой определяет мощность мотора, уровень токсинов в выхлопных газах. Смешивание горючего и воздуха осуществляется во впускном коллекторе с форсунками, которые управляются электроникой.

Отличительная особенность двигателей GDI — форсунка, направленная прямо в камеру сгорания. Впускные клапаны в этой системе служат только для подачи воздуха, а уже в самих цилиндрах смешивается топливо и воздух. Электрическая искра отвечает за зажигание.

Так как обеспечить однородный состав смеси в этих условиях проблематично, производители оснастили двигатель GDI сложным электронным блоком с программным обеспечением, рассчитанным на различные рабочие циклы.

Еще нюанс — упорядоченная структура топливно-воздушной смеси в цилиндре, причем смесь эта перемещается по определенной траектории, имея разный уровень концентрации в зависимости от места нахождения: у стенок цилиндра смесь «холодная», возле свечи «горячая», то есть уровень концентрации, необходимый для работы, создается непосредственно возле свечи, что позволяет двигателю работать даже на обедненной смеси.

Работа на обедненной топливно-воздушной смеси при небольших нагрузках — основное достоинство двигателей GDI, так как такой принцип работы позволяет заметно снижать расходы топлива при движении в городском или смешанном цикле. Исследования показали: при длительной работе двигателя на холостых оборотах в городском заторе затраты горючего удается снизить на 20-25%.

Двигатели GDI: разновидности впрыска горючего

Для рынков Японии и европейских стран предназначены разные типы двигателей 4G93. Мы поговорим о японских моделях, которые оснащены двумя системами впрыска топлива:

  1. Работа на сверх бедных смесях. В этом режиме двигатель способен работать на очень обедненной топливно-воздушной смеси, параметры которой могут колебаться в диапазоне 37:1 — 43:1. За идеальный вариант принимается пропорция 40:1. В таком режиме двигатель способен работать на скорости до 120 км/ч, если машина разгоняется плавно;
  2. Работа на стехиометрической смеси. Режим запускается на скорости более 120 км/ч или, если двигатель подвергается повышенным нагрузкам — при наличии у автомобиля прицепа, при подъеме в горку и так далее.

Европейские двигатели имеют третий режим работы, который включается при высоких нагрузках на малых оборотах (такое случается при стремительном разгоне с 40 км/ч на высоких передачах). Принцип этой системы достаточно прост: двойной впрыск топлива в цилиндры обеспечивает мотор обогащенной топливно-воздушной смесью, что приводит к повышению уровня эластичности мотора, крутящего момента при низких оборотах.

GDI и черные свечи

Существует несколько причин, по которым свечи на GDI могут быть черные: помимо традиционных — неверное зажигание, наличие в камере сгорания масла, неправильно подобранный вид свечи, к причинам «засаживания» следует отнести неправильный состав топливно-воздушной смеси — сажа со стенок впускного коллектора попадает в камеру сгорания, препятствуя созданию запрограммированного «воздушного винта» и приводя к некачественному перемешиванию топлива и воздуха.

Остановить процесс «засаживания» нельзя, но можно его существенно замедлить, уделяя пристальное внимание регулярной чистке впускного коллектора. При этом не стоит забывать, что не только коллектор приводит к загрязнению свечей: к возникновению проблемы причастны клапаны, на которых также накапливается сажа, и которые препятствуют правильному распылу топлива.

Радует тот факт, что особенная схема смесеобразования делает GDI двигатель не слишком чувствительным к чистоте свечей, поэтому первое время на цвет этих элементов можно большого внимания не обращать. Но не обольщайтесь слишком сильно: через каждые 15-20000 километров комплект свечей требуется менять.

ЭТО ИНТЕРЕСНО:  Сколько весит двигатель ваз классика

GDI: свечи

Среди наиболее распространенных свечей заживания, используемых в двигателях GDI, можно выделить:

  • иридиевые;
  • платиновые;
  • двухконтактные.

Последний вариант представляет собой наиболее оптимальное соотношение цены и качества.

Несколько слов об особенностях непосредственного впрыска

Чтобы суметь воплотить в реальность все теоретические преимущества системы непосредственного впрыска, японцы разработали конструкцию — днище поршня адаптированной формы, который направляет топливный «факел» непосредственно к свече зажигания. Кроме того, специалисты обеспечили максимально высокое давление горючего в системе (50 бар против традиционных трех), в головке блока для повышения эффективности завихрения воздушных потоков в цилиндре создали впускные вертикальные каналы.

Пришлось также устранять проблему токсичности. Сгорание обедненной топливной смеси приводит к активному выделению ядовитых окислов азота NOx. Для очистки выхлопа до европейских норм были созданы каталитические нейтрализаторы.

Практические рекомендации для владельцев авто с двигателями GDI

Самый важный момент: качество топлива, заливаемого в бак, должно быть максимально высоким. Единственно приемлемый вариант — чистое, высокооктановое топливо. Никакого этилированного бензина, никаких очистителей и присадок и прочее.

Откуда взялся этот запрет? Его диктуют особенности строения двигателя. Не важно, оснащен ли двигатель клапаном мембранного типа или плунжерами, речь идет о деталях повышенной точности. При наличии в топливе грязи или посторонних примесей, ТНВД через время просто «сядет» и уже не сможет обеспечить требуемое нагнетание топлива в вихревые форсунки с необходимым давлением.

Разумеется, конструкторы разработали систему очистки топлива, включающую в себя четыре ступени — это очистка:

  • «сеткой» топливоприемника насоса;
  • стандартным топливным фильтром;
  • при поступлении бензина в ТНВД с помощью «сеточки-стакана»;
  • через «сеточку-стакан», когда топливо выходит в бак.

Представленная система очистки наверняка хороша — для высококачественного бензина, но не для нашего топлива, поэтому очень важно пристально следить за работой двигателя, отмечая малейшие отклонения от нормы.

Так, нужно срочно начинать предпринимать действия (лететь на всех порах на СТО), если вы видите, что показатели мощности и приемистости двигателя начинают снижаться. Если вы проигнорируете этот момент, через некоторое время двигатель просто откажется заводиться и придется обращаться в мастерскую, чтобы произвести ремонт ТНВД «Мицубиси», BOSCH, Toyota.

Вместо вывода

Сегодня, к сожалению, авто с двигателями GDI не способны долго ездить на российском топливе. Если же вы все-таки стали владельцем машины с двигателем GDI и отказываться от своего приобретения не желаете, уделяйте своему транспортному средству максимум внимания — через каждые несколько тысяч км проводите полноценную очистку ТНВД в специализированной мастерской.

Источник: https://servis-dizel.ru/stat/67-dvigatel-gdi-istoriya-osobennosti-nyuansy-raboty

Mitsubishi Pajero Pinin (1999-2005) – деликатный карлик

Mitsubishi Pajero Pinin, ссылающийся именем и внешностью к знаковому Pajero, в свое время предложил все то, что дают нам современные кроссоверы. Но, в отличие от них, он имел задатки настоящего внедорожника. Сегодня насладиться уникальностью Пинин можно за сравнительно небольшие деньги.

История модели

Митсубиси Паджеро Пинин дебютировал в 1998 году. Он представлял собой сочетание легкового автомобиля с внедорожником и являлся ответом на кроссоверы японских производителей. Pinin имел больше преимуществ. Прежде всего, благодаря бренду, ассоциировавшемуся с ралли Париж-Дакар. Речь здесь не столько о Mitsubishi, сколько о Pajero, который в мире офф-роуда стал именем нарицательным.

Pinin – это сокращение от Pininfarina – известной итальянской дизайн студии, которой доверили нарисовать японский автомобиль. Там же, в Италии, в 1994-2004 годах было организовано и производство для европейского рынка. Внедорожник собирали и в Японии, а позже и в Бразилии.

Как показывают статистические данные, Европа еще не была готова к такому автомобилю. Только за первые два года в Японии было произведено больше Pajero IO (японское название), чем за весь период на старом континенте. Спустя время, популярность Пинин у себя на родине начала быстро падать, и Мицубиси отказался от создания преемника. Сегодня Pajero Pinin смог бы составить достойную конкуренцию Suzuki Jimny.

Интересный факт. Mitsubishi Pajero Pinin выпускался в Бразилии под именем TR4 вплоть до 2014 года.

Конструктивные особенности

Паджеро Пинин имеет кузов, основанный на пространственной раме (интегрированной в кузов) – не путать с несущим кузовом. В то время Паджеро имел точно такую же схему. Кроме того, небольшой внедорожник оснастили системой полного привода,  редуктором, блокировкой и жестким задним мостом. Небольшой дорожный просвет (всего 200 мм) компенсировали короткими свесами. Обратите внимание, что некоторые версии Pinin не имели редуктора.

К сожалению, в кузове длиной 3975 мм (5-дверный вариант) сложно вместить больше 4-х человек и немного багажа. Хотя в теории автомобиль 5-местный, на практике о таком количестве пассажиров не может быть и речи — из-за небольшой ширины. Багажник вмещает всего 175 литров, а доступ к нему осуществляется через дверь, открывающуюся на правую сторону. На ней закреплено запасное колесо.

Еще менее вместительный 3-дверный вариант (3730 мм), рассчитанный на 4-х человек. А его 166-литровый багажник – просто крошечный.

Зато Митсубиси простой и практичный, легко справляется с бездорожьем, ловкий в городе и на парковке. Однако, на высоких скоростях он управляется не так хорошо, как RAV4 или CR-V. Двигатели обеспечивают приемлемую динамику, но просят много топлива. Вне зависимости от версии придется считаться с высоким расходом топлива – около 8 л/100 км на шоссе и 11-12 л в городе.

Двигатели

Mitsubishi предложил три двигателя, которые на самом деле являются модификацией одного агрегата. Они незначительно отличаются емкостью и типом топливной системы. Это моторы 4G93 и 4G94, известные по таким моделям, как Lancer, Carisma, Space Star и Space Wagon. 4G93 располагает рабочим объемом 1,8 литра, а 4G94 – 2,0 л. Кроме того, двигатели имеют разный ход поршня и кривошипно-шатунный механизм.

Более существенные различия касаются системы питания. Оба мотора оснащались непосредственным впрыском топлива и получили добавочный индекс GDI. Агрегат емкостью 1,8 литра комплектовался и распределенным впрыском MPI. К сожалению, он развивал меньшую мощность — 114 л.с. (160 Нм). Версия GDI вырабатывала 120 л.с. (174 Нм). 2-литровый GDI – самый динамичный: 129 л.с. и 190 Нм крутящего момента.

Какой двигатель выбрать?

Наиболее предпочтителен 1,8-литровый MPI. Он довольно неприхотлив и не требует специального обслуживания. Проблемы с ним возможны только в случае пренебрежения своевременной заменой ремня ГРМ. Но, если обновлять ремень каждые 60 000 км, то ничего серьезного не произойдет.

Двигатель позволяет устанавливать газовое оборудование. В этом случае каждые 15-20 тыс. км необходимо контролировать зазоры клапанов, заботиться о техническом состоянии системы зажигания и газовой установки. На практике, рано или поздно, приходится менять головку блока, но игра стоит свеч.

Моторы серии GDI доставляют больше хлопот в процессе эксплуатации. Они заставляют считаться с загрязнением впускной системы, что вполне естественно для двигателей с непосредственным впрыском топлива. К сожалению, достаточно даже небольшого количества нагара, чтобы мотор перестал работать нормально. Начинают плавать обороты холостого хода, и машину подергивает при нагрузках. Очистка впускной системы от нагара – дело затратное.

Кроме того, некачественное и грязное топливо выводит из строя насос высокого давления, который очень дорог (от 77 000 рублей). Неисправности в системе впрыска вызывают перелив топлива. Моторы GDI с технической точки зрения позволяют использовать ГБО, но устанавливать его не рекомендуется.

Проект GDI оказался провальным, о чем свидетельствует тот факт, что в дальнейшем японцы отказались от подобных двигателей в пользу обычных. Мицубиси до сих пор, несмотря на жесткие экологические нормы, успешно использует распределенный впрыск топлива.

Так стоит ли покупать Pajero Pinin с двигателем GDI?

Вполне. Прежде всего, это стоит делать из-за системы полного привода, оснащенной редуктором. Он имеет не слишком низкое передаточное число, которое составляет 1,55. Но этого вполне достаточно для эффективного преодоления бездорожья. За распределение тяги по осям отвечает многодисковая муфта, которую можно заблокировать или отключить, выбрав режим 4WD или 2WD. Только в машины с 2.0 GDI устанавливалась усовершенствованная система полного привод SS4-i (Super Select).

Двигатели 1.8 MPI сочетаются с более простой трансмиссией, подходящей скорее для шоссейных дорог. Межосевой дифференциал с вискомуфтой непрерывно распределяет тягу между осями в соотношении 50:50. Здесь нет блокировок и понижающего ряда. То есть эффективность падает, как только одно из колес теряет контакт с дорогой. Система идеально подходит для скользких поверхностей, но большую часть времени она бесполезна, и лишь вынуждает расходовать больше топлива.

Так какой же двигатель выбрать?

Все зависит от ваших потребностей и состояния предлагаемых авто. На рынке доминируют машины с GDI. Если вы собираетесь регулярно выезжать в труднопроходимые места, то это лучший выбор. Для ежедневных поездок по дорогам с твердым покрытием следует предпочесть вариант без редуктора и с распределенным впрыском (не GDI).

Типичные проблемы и неисправности

Мицубиси Паджеро Пинин, как правило, не доставляет серьезных проблем, но имеет несколько недугов. Одним из них является коррозия. К счастью, ее масштабы невелики. Очаги ржавчины можно обнаружить в нижней части кузова: на порогах, колесных арках и рамках дверей. Сильно проржавевших экземпляров лучше избегать, так как найти кузовное железо непросто. Коррозия поражает и элементы выхлопной системы. Приходится считаться с коррозией и в электропроводке и, как следствие, с мелкими сбоями.

С особой осторожностью следует подходить к выбору версий с GDI, которые могут оказаться настоящими ловушками.

Подвеска очень простая и достаточно стабильная. Обычно менять приходится резинки и втулки. Передний рычаг подлежит восстановлению, как и четыре направляющие штанги заднего моста.

Со временем в рулевом управлении появляется люфт, устранение которого не потребует больших затрат. Тормозная система достаточно надежная, особенно сзади, где используется барабанный механизм.

Трансмиссия нуждается в обычных проверках на наличие утечек, люфта карданных валов и подключение переднего моста. Сцепление имеет невысокий ресурс, который ощутимо сокращают регулярные выезды на бездорожье. Стоимость нового комплекта – от 10 000 рублей.

Эксплуатационные расходы

Если вы купите Pajero Pinin с двигателем MPI, то у вас не будет причин для беспокойства. Автомобиль не разочарует, если вам не принципиальны внедорожные возможности. Такой Пинин достаточно надежный и недорогой в эксплуатации и ремонте.

Двигатели серии GDI требуют более глубоких знаний. Самым дорогим и уязвимым элементом является ТНВД, который можно заменить новым или «бэу». В последнем случае необходимо быть внимательным, так насосы имели разные номера и незначительно отличались по конструкции.

Ситуация на рынке

Митсубиси Паджеро Пинин никогда не пользовался большой популярностью. К сожалению, найти игрушечный автомобиль в хорошем состоянии очень трудно. Почти каждая копия имеет какие-либо проблемы с коррозией. Лучше поискать те экземпляры, что редко съезжали с асфальта.

Цена зависит не столько от года выпуска, сколько от технического состояния. Самые потрепанные копии стоят в районе 150 000 рублей, а самые ухоженные – почти в три раза дороже. Предпочтение лучше отдать более молодым машинам.

Заключение

Сравнительно невысокая стоимость и небольшие эксплуатационные расходы – сильные козыри для довольно универсальной модели. Расплачиваться приходится высоким расходом топлива. Pinin идеален для рыболовов, охотников и других любителей проводить время на природе. Но он мало подходит для дальних путешествий. На больших скоростях, из-за короткой колесной базы и сравнительно высокого кузова, Пинин ведет себя очень неуверенно.

Технические характеристики Mitsubishi Pajero Pinin

Версия 1.8 1.8 GDI 2.0 GDI
Двигатель бензин бензин бензин
Рабочий объем 1834 см3 1834 см3 1999 см3
Расположение цилиндров / клапанов R 4/16 R 4/16 R 4/16
Максимальная мощность 114 л.с. 120 л.с. 129 л.с.
Максимальный крутящий момент 160 Нм 174 Нм 190 Нм
Динамические характеристики     
Максимальная скорость 155 км/ч 168 км/ч 170 км/ч
0-100 км/ч 11,9 с 10,2 с 10,2 с
Средний расход топлива, л/100 км 9.5 9.0 9.4

Источник: https://vvm-auto.ru/mitsubishi/1173-mitsubishi-pajero-pinin

Двигатель GDI – что это такое и чем он хорош?

Ни для кого не секрет, что двигатель прямого впрыска далеко не новинка. Первооткрывателями в данной области стали инженеры Mitsubishi. Первые из авто, оснащёнными двигателями GDI, были Mitubishi Galant и Legnum, продаваемые на внутреннем рынке Японии. Двигатель имел маркировку 4G93 и устанавливался на Mitsubishi Carisma, Colt, Galant, Lancer, Pajero iO и др.

Что такое двигатель GDI, его особенности и принцип работы

Устройство двигателя GDI

Рассмотрим ближе, что же такое GDI или Gasoline Direct Injection, а по-русски – прямой впрыск топлива, и разберёмся, что это такое.

Он пришёл на смену двигателям MPI, или Multi-Point Injection (распределённый впрыск), в которых топливо впрыскивается в каждый впускной канал и смесь образуется до попадания в цилиндр.

А тем временем GDI ‒ это инжекторная система, при которой форсунки находятся в голове блока цилиндров, а впрыск топлива осуществляется не в коллектор, а напрямую в камеру сгорания двигателя.

На нынешнем этапе автомобилестроения непосредственный впрыск представляет собой самый прогрессивный тип питания бензинового двигателя.

Сейчас многие автоконцерны выпускают авто с данной системой, но у разных автопроизводителей она именуется по-разному. Непосредственный впрыск у Ford – EcoBoost, Mercedes – CGI, концерна VAG – FSI и TSI и т.д.

Принципиальными отличиями работы двигателя GDI от работы двигателей с распределённым впрыском являются:

  • подача топлива напрямую в цилиндры,
  • возможность применения сверх бедных смесей.

Смесь подаётся под давлением, что обеспечивается за счёт использования ТНВД, который развивает высокое давление в топливной рампе. За счёт этого сократилось в 6 раз (в сравнении с обычными инжекторными двигателями) время открытия форсунки до 0.5 мсек на холостых оборотах.

При использовании системы прямого впрыска уменьшается расход топлива приблизительно до 20 % и количество выбросов, но двигатели с данной системой менее терпимы к качеству используемого топлива.

Mitsubishi(Митсубиси) при создании двигателя GDI вобрали лучшее от бензинового и дизельного ДВС. Таким образом, здесь присутствуют, как и в любом другом бензиновом двигателе, свечи зажигания на каждый цилиндр, однако здесь появились топливный насос высокого давления (ТНВД) и форсунки на каждый цилиндр.

Благодаря ТНВД бензин через форсунки впрыскивается в цилиндры под давлением около 5 Мпа, а форсунка осуществляет два типа впрыска бензина.

Поэтому, если вы захотите перевести свой автомобиль на газ, то вам потребуются соответствующее оборудование и специальные настройки блока управления ГБО (в связи с расположением форсунок и пр.).

Режимы работы двигателя GDI

Технология прямого впрыска GDI

GDI двигатель способен работать в различных режимах (их три), каждый из которых зависит от преодолеваемой нагрузки. Рассмотрим эти режимы:

  • Режим работы на сверхбедной смеси. Включается данный режим, когда двигатель слабо нагружен. При нём впрыск топлива осуществляется в конце такта сжатия. Соотношение воздух/топливо в этом случае 40/1.
  • Режим работы на стехиометрической смеси. Этот режим включается, когда двигатель испытывает среднеинтенсивную нагрузку (например: разгон). Топливо подаётся на впуске, оно впрыскивается коническим факелом, заполняя цилиндр и охлаждая воздух в нём, что предупреждает детонацию.
  • Режим работы системы управления. При нажатии “тапки в пол” с малых оборотов, впрыск топлива осуществляется поэтапно, в две стадии. Малая часть топлива впрыскивается на впуске, охлаждая воздух в цилиндре. В цилиндре образуется сверх обеднённая смесь (60/1), которой не свойственны детонационные процессы. А под конец такта сжатия в цилиндр впрыскивается необходимое количество топлива, что “обогащает” топливно-воздушную смесь (12/1). При этом для детонации уже не остаётся времени.

В итоге, увеличилась степень сжатия до 12-13, а двигатель нормально функционирует на бедной смеси. Совместно с этим повысилась мощность двигателя, уменьшился расход топлива и уровень вредных выбросов в атмосферу.

А самые новые двигатели GDI от КИА оснащены турбонаддувом, а именуются они T-GDI. Так последние двигатели семейства Kappa отражают мировую тенденцию к “даунсайзингу”, что выражается в уменьшении объёмов двигателей вместе с увеличением их эффективности. Например, двигатель 1.0 T-GDI от КИА имеет мощность 120 л.с. и крутящий момент 171 Нм.

Особенности и недостатки двигателей GDI

Технология прямого впрыска является весьма актуальной, но она не избавлена от недостатков.
Итак, чем же плох двигатель GDI?

  • Крайне прихотливый к топливу, из-за использования топливного насоса высокого давления (аналогичный в дизельных авто). За счёт использования ТНВД двигатель реагирует не только на твёрдые частицы (песок и т.п.), но и на содержание серы, фосфора, железа и их соединений. Стоит отметить, что отечественное топливо имеет повышенное содержание серы.
  • Специфика форсунок. Так, в двигателях GDI форсунки размещаются прямо на цилиндры. Они должны обеспечивать высокое давление, но рабочий потенциал их невысок. Также невозможен их ремонт, а потому форсунки меняются целиком, что приносит владельцам немало дополнительных расходов.
  • Необходимость непрерывного контроля за качеством воздуха. Поэтому приходится постоянно контролировать чистоту воздушного фильтра.
  • На автомобилях с GDI первого поколения топливный насос высокого давления (ТНВД) имел малый ресурс.
  • Владельцам “немолодых” автомобилей необходимо использовать очиститель впуска двигателя раз в 2-3 года. В основном для этого используются спреи-аэрозоли (например: SHUMMA).
ЭТО ИНТЕРЕСНО:  Для чего нужен шатун в двигателе

Несмотря на перечисленные минусы, многие автовладельцы утверждают, что при заправке автомобиля на проверенных АЗС 95-98 бензином (а не из Петькиного “трахтера”), своевременной замене свечей (оригинальных, что крайне важно) и масла, двигатели GDI не вызывают проблем даже при пробеге до 200 000 км и более.

Достоинства двигателей GDI

Итак, преимущества GDI-двигателя по отзывам:

  • Меньший средний расход топлива в сравнении с двигателями, оснащёнными распределённым впрыском;
  • Меньший уровень токсичных отходов горения;
  • Больший крутящий момент и мощность;
  • Увеличение срока службы отдельных деталей двигателя, так как в этих двигателях меньше нагара.

Решение покупать автомобиль с двигателем GDI или нет ‒ личное дело каждого. Но, приняв положительное решение, стоит тщательнейшим образом “обследовать” автомобиль. Если он не убит, то у вас ещё больше пищи для ума, потому как крайне приятно ехать “бодро”, но с меньшим расходом топлива, и наносить меньший вред окружающей среде и своему здоровью.

Источник: https://mytopgear.ru/interesting/engine/dvigatel-gdi-chto-eto-takoe-i-chem-on-horosh/

Преимущества и недостатки прямого впрыска двигателя GDI

Ещё в начале 2000-х годов в Россию начали попадать первые автомобили Mitsubishi с обозначениями GDI около индексов, указывающих на объём двигателя.

Под этой аббревиатурой скрывается непосредственный впрыск топлива в цилиндры двигателя — именно эта японская компания стала первой, начавшей серийное производство силовых агрегатов с такой системой впуска. Такой мотор заслужил очень неоднозначные отзывы, поэтому перед покупкой автомобилей Mitsubishi следует внимательно рассмотреть плюсы и минусы двигателя GDI.

Это будет полезным и покупателям машин других производителей, поскольку такие двигатели устанавливаются на автомобили Volkswagen, GM, Toyota, Mercedes и других марок.

Теоретическая часть

Обычный инжекторный двигатель, который использует коллекторную систему смесеобразования, предполагает подачу в цилиндры уже готового бензовоздушного состава.

Такое смешивание воздуха и горючего происходит во впускном коллекторе, где устанавливаются форсунки, управляемые электроникой. Если же говорить про двигатель GDI, то в нём форсунка направлена непосредственно в камеру сгорания.

Соответственно, через впускные клапаны подаётся только воздух, а процесс смесеобразования происходит непосредственно в цилиндрах.

Камера сгорания двигателя GDI

Естественно, добиться однородного состава топливовоздушной смеси в таких условиях очень сложно, поэтому двигатель GDI управляется сложным электронным блоком, в котором используется программное обеспечение, рассчитанное на несколько различных циклов работы. Кроме того, для достижения идеальных параметров смесеобразования необходимо использовать специальные вихревые форсунки, которые подают топливо внутрь в виде мелкодисперсионного тумана.

Стоит сказать, что основные плюсы двигатель GDI получает в результате работы на сверхобеднённой смеси, в которой содержание бензина по сравнению с воздухом уменьшено до 1:20, тогда как при распределённом впрыске соотношение поддерживается на постоянном уровне 1:14. Однако даже мотор с непосредственным впрыском не может работать постоянно в таком режиме, поэтому под нагрузками в его системе впуска восстанавливается нормальное смесеобразование.

За счёт этого двигатель GDI должен оснащаться двухступенчатой системой подачи топлива. Именно со всеми этими отличиями и связаны основные минусы конструкции — посмотрим, смогут ли их превзойти плюсы, полученные от перехода на непосредственный впрыск.

Положительные стороны

Как уже говорилось выше, главные плюсы двигатель GDI получает благодаря возможности работы на сильно обеднённой смеси при отсутствии больших нагрузок. Преимуществом уменьшения соотношения с 1:14 до 1:20 является существенное снижение расхода топлива при движении в смешанном или городском цикле.

Исследования специалистов показывают, что в городском заторе с длительной работой двигателя на постоянных оборотах холостого хода затраты горючего уменьшаются сразу на 20–25%.

Однако говорить о таких же результатах при быстрой езде по трассе не приходится — двигатель GDI будет требовать столько же топлива, сколько и силовой агрегат с распределённым впрыском.

Двигатель KIA с системой GDI

Дополнительные плюсы удаётся получить и от смесеобразования, происходящего непосредственно в камере сгорания.

Специалисты по двигателям автомобилей могут сказать, что горение в цилиндре происходит неравномерно — больше всего топлива удаётся поджечь в непосредственной близости к свече, тогда как дальние части камеры охватываются неравномерно, что и приводит к выбросу остатков горючего в выхлопную трубу.

Компания Volkswagen впервые предложила технологию послойного прямого впрыска топлива, назвав её FSI — впоследствии другие автомобильные фирмы приняли на вооружение такую методику.

За один обычный такт впуска форсунка может впрыскивать до пяти порций топлива, которые образуют неравномерную смесь, составленную с учётом всех нюансов процесса горения. Благодаря этому двигатели FSI и современные агрегаты GDI имеют меньший расход топлива, меньшую токсичность выхлопа, а также лучшую стабильность работы на невысоких оборотах.

Двигатель V6 FSI Audi

Такое изменение смесеобразования позволяет получить и другой положительный эффект, сущность которого заключается в повышении мощности и тяги приблизительно на 10–15%. Кроме того, двигатель GDI позволяет получить плюсы, связанные с уменьшением объёма нагара.

Соответственно, увеличивается срок службы многих компонентов, а масло сохраняет большую часть своих свойств вплоть до момента замены. Плюсы заключаются и в снижении вероятности поломки мотора в результате закупорки масляных каналов продуктами сгорания топлива.

Однако ни одна сложная конструкция не может обойтись без своих минусов — включая и мотор с непосредственным впрыском.

Главные недостатки

Минусы двигателей с прямым впрыском связаны с использованием более сложной системы впуска, в состав которой входит и топливный насос высокого давления, похожий на аналогичную конструкцию в дизельном силовом агрегате.

Применение таких агрегатов приводит к тому, что двигатель GDI становится чувствительным к качеству топлива. Это касается не только содержания твёрдых частиц, но также наличия в горючем соединений серы, железа, фосфора и многих других минералов.

Минусы проявляются в частых поломках мотора при заправке некачественным топливом.

Схема системы питания двигателя GDI

Кроме того, проблемы двигателей с непосредственным впрыском связаны и с тем, что в них применяются очень специфические технологические решения, которые пока знакомы лишь немногим специалистам сервисных центров.

За счёт этого отремонтировать двигатель GDI не так просто, как обычный агрегат с распределённым впрыском. Минусы этих двигателей могут быть связаны и с упомянутой в теоретической части двухступенчатой системой подачи топлива.

Практически у каждого производителя есть свои специфические поломки:

  • Моторы Toyota и Lexus с непосредственным впрыском страдают от поломки клапанов двухступенчатого насоса, приводимого распредвалом. В результате бензин поступает в картер двигателя, что приводит к его непоправимым поломкам в течение 1–2 дней;
  • Двигатели Mitsubishi оснащаются двумя различными насосами — низкого и высокого давления. Второй узел достаточно часто забивается твёрдыми частицами, содержащимися в некачественном топливе. В результате мотор может отлично работать на холостых и низких оборотах, но глохнуть при нажатии на педаль газа;
  • В двигателях Cadillac применяются пьезофорсунки с особым напылением. При длительной работе на топливе с высоким содержанием серы они разрушаются, что приводит к необходимости ремонта стоимостью в 1500–2000 долларов.

Пьезофорсунка двигателя GDI

Минусы могут заключаться и в малой распространённости запчастей к таким двигателям — очень часто их приходится ожидать в течение 2–3 недель, что приводит к длительным простоям автомобиля. Поэтому, приобретая машину с прямым впрыском топлива, стоит серьёзно задуматься о вопросах её ремонта, а также о необходимости заправки качественным топливом на фирменных АЗС.

Стоит ли покупать?

Конечно, двигатели с непосредственным впрыском имеют более высокую мощность и тягу, а также способны обеспечивать экономию топлива. Однако у них есть существенные минусы, которые связаны с надёжностью и требованиями к качеству топлива. Поэтому их эксплуатация в российских условиях может приводить к частым дорогостоящим ремонтам. Но в последнее время в продаже появились автомобили, которые прошли специальную адаптацию.

Они могут заправляться обычным бензином, продающимся на российских заправках, не создавая угрозу больших материальных затрат. Их преимущества не столь значительны, но даже адаптированные моторы с непосредственным впрыском позволяют экономить немало топлива, получая при этом лучшие динамические параметры.

Источник: https://rating-avto.ru/raznoe/gdi-dvigatel-plyusyi-i-minusyi.html

GDI двигатель — технология будущего?

Двигатель GDI — пожалуй, одна из наиболее обсуждаемых тем на автомобильных форумах. Пик дискуссий совпал с началом 2000-х, когда на российском вторичном рынке появились японские авто с незнакомым индексом в наименовании модели. Счастливые покупатели столкнулись с неизвестными до этого проблемами системы питания.

Положение осложнялось тем, что работники сервиса оказались не готовы, не то чтобы сделать ремонт такого двигателя, но даже найти причину неисправности. Справедливости ради следует заметить, что в последние годы ситуация несколько улучшилась.

Почти дизель

Что означает аббревиатура GDI, которую можно увидеть на моторе и кузове автомобиля японского производства? Расшифровывается это как: Gasoline Direct Injection, в переводе — бензиновый прямой впрыск. Англоязычная фонетика этого сокращения — ДжиДиАй, в России произносят как ГДИ, иногда ЖДИ.

Автомобилисты прозвали эти движки «джедаями». Впервые буквы GDI появились на автомобилях Mitsubishi Galant/Legnum в 1996 году. У других японских автопроизводителей свои обозначения прямого впрыска: у Toyota — D4, у Nissan — DI и Neo DI. Такая же картина и в Европе:

  • группа Volkswagen обозначает такие двигатели — FSI;
  • Daimler Chrysler — CGI;
  • Renault — IDE;
  • Ford — SCi.

Итак, GDI — это новый тип бензинового инжекторного двигателя с прямым или непосредственным впрыском (НВ), что одно и то же. Форсунки у них выходят непосредственно в камеру сгорания, а не во впускной коллектор, как при распределенном впрыске. Этим бензиновый агрегат напоминает дизель.

Основная идея заключается в том, чтобы заставить двигатель хотя бы часть времени работать на сверхобедненной топливовоздушной смеси с целью экономии топлива и сокращения количества вредных выбросов.

Отличия в конструкции

Для того чтобы создать условия для подобного протекания рабочего процесса, бензин необходимо подавать внутрь цилиндра, находящегося под давлением такта сжатия. Поскольку традиционный насос, находящийся в бензобаке, неспособен преодолеть такое сопротивление, требуется применять дополнительный аппарат — топливный насос высокого давления (ТНВД).

Моторы с НВ имеют необычную форму головки поршня, обусловленную необходимостью придать подаваемой порции горючего строго рассчитанное вихреобразное движение.

В связи с тем, что двигатель с НВ, так же как и любой другой ДВС, не может постоянно работать при недостаточной концентрации смеси, эти моторы отличаются более сложной программой работы, обеспечивающей сочетание экономных и мощностных режимов смесеобразования. Наконец, двигатели GDI имеют 2 катализатора — иридиевый и платиновый.

Первый предназначен для накопления и выжигания окислов азота, образующихся при работе на супербедной топливовоздушной смеси, второй — для обычного смесеобразования.

Благодаря увеличению степени сжатия до 12 — 13 увеличилась литровая мощность силового агрегата при одновременном сокращении расхода топлива и снижении токсичности выхлопа.

На скудном пайке

Прежде чем рассматривать режимы работы двигателя GDI, нужно немного вспомнить теорию. Смесь бензина с воздухом в цилиндре может воспламениться, только в том случае, когда имеет определенную концентрацию. Оптимальной величиной является 1 часть горючего на 14,7 частей воздуха (стехиометрический состав).

Максимальное количество воздуха на 1 объемную часть бензина в инжекторном двигателе не должно превышать 20 — 24 частей. Описываемые двигатели могут работать на сверхобедненной смеси (до 1:40). Как это можно объяснить?

Топливо в цилиндре после впрыска распределяется по объему неравномерно за счет отражения его от выемки в днище поршня, который в момент впрыска находится в крайнем верхнем положении (конец такта сжатия). Топливный факел имеет компактную форму и, отражаясь, образует обратный вихрь. При общей бедной смеси, в районе свечи зажигания она близка к стехиометрическому составу и успешно воспламеняется.

Затем пламя поджигает прилегающий слой, интенсивность горения увеличивается, и процесс охватывает весь объем цилиндра. Описанный режим — ULTPA LEAN COMBUSTION MODE называется еще послойным смесеобразованием или сгоранием и поддерживается программой ЭБУ при спокойном характере движения со скоростью до 100 — 120 км/час.

Двухразовое питание

К сожалению, для дальнейшего ускорения мощности оказывается недостаточно, и приходится обогащать смесь до обычного уровня (1:12 — 1:15). Смесь при этом является однородной (гомогенной) и образуется в результате впрыска топлива на такте впуска, когда поршень идет вниз, и топливный факел в форме широкого конуса заполняет весь раскрывающийся объем.

Отражения факела от поршня не происходит, и после обратного хода сжатия смесь поджигается. Этот режим — SUPERIOR OUTPUT MODE — активируется также при движении под нагрузкой, то есть, в тех случаях, когда требуется увеличение выдаваемой мощности.

В двигателях для европейского рынка присутствует и третий режим — TWO-STAGE MIXING (двухэтапное смесеобразование). Впрыск при этом производится дважды: на такте впуска и в конце хода сжатия.

Смысл заключается в том, что небольшая порция бензина, впрыснутая не первом этапе, охлаждает стенки цилиндра и способствует увеличению массового количества всасываемого воздуха, что позволяет пропорционально увеличить и подачу топлива на второй стадии впрыска (в конце такта сжатия).

Совет: учитывая привередливость системы к качеству воздуха, следует уделять особое внимание профилактике воздушного фильтра, а впускной коллектор рекомендуется очищать каждые 25 — 30 тысяч км.

Кто портит воздух?

На холостом ходу (ХХ) мотор GDI работает также на двух режимах. Основным является Compression on Lean (обедненная смесь) — 625 — 650 об/мин. Однако постоянная работа на нем приводит к накапливанию в катализаторе высокотоксичного оксида азота (NO), что заметно по неприятному запаху из выхлопной трубы.

Чтобы выжечь это соединение, периодически включается режим STICH F/B (продувка). Обороты возрастают примерно до 750, на некоторых моделях — до 900.

По такому поведению мотора, работающего на ХХ, и можно распознать двигатель GDI. На исправном двигателе продувка кратковременно включается примерно через 4 минуты. Режим STICH F/B функционирует в свою очередь по двум вариантам: регулирование смесеобразования с учетом коррекции датчика кислорода (CLOSED LOOP) и нерегулируемый процесс (OPEN LOOP).

Стоит ли овчинка выделки?

Какие выгоды сулит новый двигатель с НВ, в том числе и системы GDI:

  • Ежедневная эксплуатация автомобиля в городских условиях, когда силовой агрегат постоянно работает на стабильных оборотах ХХ, сопровождается заметной экономией топлива — примерно на 20 — 25%. За городом расход горючего остается таким же, как и у агрегата с распределенным впрыском.
  • Особенности принципа смесеобразования обеспечивают «джедаю» взрывной характер, тяга и мощность агрегата превосходят аналогичные показатели обычного (распределенного) инжектора.
  • Он более чист с экологической точки зрения, правда, российский владелец от этого ничего не имеет, в отличие от японца. Ведь островные жители приобретают тот же Mitsubishi с двигателем GDI в основном для получения льготной скидки по транспортному налогу, а ремонт силового агрегата они перекладывают на будущего покупателя, как правило, зарубежного.
  • Некоторые утверждают, что GDI двигатель лучше запускается в зимнее время.

Следует заметить, что из двигателей прямого впрыска японского и корейского производства самые надежные и доработанные моторы стоят на автомобилях Мицубиси (Митсубиси).

Приключения японцев в России

И все-таки, перефразируя известную пословицу: что японцу хорошо, то русскому — смерть. В России все преимущества НВ перечеркиваются низким качеством отечественного бензина. В чем это выражается?

Недостаточно чистое топливо, да и просто высокий процент содержания серы в бензине приводит к ускоренному износу ТНВД и засорению форсунок. Ремонт последних, кстати, невозможен. Если промывка не получается, приходится заменять их новыми, что довольно накладно. Наиболее часто на форумах жалуются на «плавающие» обороты ХХ.

Одной из причин, если не главной, такого явления является вышеупомянутый насос. Как было сказано выше, холостые обороты изменяются регламентировано, в соответствии с прошивкой ЭБУ.

Когда износ качающего плунжера (плунжеров) достигает определенной величины, после перехода на режим Compression on Lean давление впрыска падает ниже допустимого, и компьютер возвращает систему в режим обогащения. После нормализации давления процессор снова пытается переключить работу впрыска на «обедненный» режим.

То есть, частота переключений увеличивается, а если на процесс накладываются и другие факторы, то периодичность становится хаотичной, что и приводит к неприятным дерганиям на ХХ. Скорее всего, потребуется диагностика и ремонт ТНВД, чистка форсунок, а также удаление сажи из впускной системы.

То, что часть отработанных газов из экологических соображений направляется во впускной коллектор, приводит к засаживанию каналов, регулирующих заслонок, клапанов. В системах распределенного впрыска впускные клапаны омываются топливом, которое подается форсунками в коллектор, и проблема отложения сажи не стоит так остро.

Еще одна проблема заключается в отсутствии достаточного количества квалифицированного персонала по обслуживанию подобных систем. Определить причину неисправности и сделать необходимый ремонт проблематично даже в крупных городах, а что уж говорить о российской глубинке.

Наибольшая опасность для двигателя с прямым впрыском исходит от бензина. Горючим следует заправляться на проверенных АЗС. Категорически нельзя использовать различные присадки, октаноповышающие добавки — это прямой путь убить топливный насос.

Несмотря на серьезные недостатки, система прямого впрыска пока еще не похоронена. Многие владельцы японских авто утверждают, что довольны этим движком. Да и круг автопроизводителей расширяется. К примеру, GDI-моторами комплектуются корейские Hyundai Avante и Hyundai Gamma. Возможно, в ближайшем будущем новые двигатели избавятся от своих болезней, и гадкий утенок превратится, наконец, в красивого лебедя.

Источник: https://avtodvigateli.com/marki/gdi.html

Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
АвтоРем
Где собирают автомобили Hyundai

Закрыть