Непосредственный впрыск или распределенный что лучше


Непосредственный впрыск. — DRIVE2

Любой работник автосалона с гордостью заявит вам, что двигатель предлагаемого вам автомобиля "оборудован новейшим непосредственным впрыском". Чаще всего, при этом, смысл и принцип работы нововведения объяснить затруднится, но зато посулит немыслимую экономию ("до 30%") и "увеличение мощности".

Между тем, "новейший" непосредственный впрыск, это технология разработанная еще в середине 30-х и серийно применявшаяся в годы Второй мировой, например, на истребителях "Мессершмитт 109".

Вскоре после войны немецкая инженерия несколько раз пыталась применить этот принцип на мелкосерийных автомобилях, в числе которых был и культовый Mercedes 300SL c механическим непосредственным впрыском — по сути, настоящий "бензиновый дизель".

Количество поломок систем первого поколения оказалось решающим — про принцип в промышленном масштабе забыли на пяток десятилетий, несмотря на заметную экономию на фоне примитивного карбюраторного смесеобразования.

Идея распылять топливо непосредственно в цилиндр стала практически полезной только в начале 90-х. Причина проста — экология и ее нормативы. Значительное количество времени при городском режиме движения автомобиль работает в режиме малых и частичных нагрузок, иногда топливо тратится практически "в пустую" — фактически только на поддержание холостых оборотов.

Хорошо было бы, подумали инженеры, для режимов малых нагрузок наполнять цилиндры бедной смесью, сильно отступив от пропорций стехиометрии. И если для полноценного горения за идеал принято соотношение 14.7 кг воздуха на 1 кг бензина плюс-минус 10%, то выгодным, с точки зрения экологии, было бы найти возможность поджигать смесь в несколько раз более бедную, экономя бензин. Раза так в 2-3 более бедную, иначе заметного результата не будет. Из практики однако известно, что уже соотношение более 15,7 вызывает проблемы с горением. При соотношениях более 22:1 эффективного воспламенения уже не происходит, что грозило затее провалом.

Вот тут-то про непосредственный впрыск и вспомнили. В отличие от обычного распределенного впрыска, где форсунка льет прямо во впускной канал, поместив форсунку прямо в цилиндр, мы получаем возможность управлять фазой и длительностью впрыска — впускной клапан уже не мешает. Это как видео против киноаппарата с обтюратором — когда источник топлива уже в цилиндре, управляй им как хочешь — ничто не мельтешит перед форсункой и не отвлекает от процесса. :)

Для режима частичных нагрузок впрыскивание организовали в момент начала такта сжатия. Топливо долетает до днища поршня специальной формы, попутно забирая часть тепла в цилиндре и препятствуя тем самым детонации, хорошо перемешивается с воздухом и вспыхивает к моменту конца сжатия совместно с дополнительно поданной порцией в итоговом соотношении всего около 40:1(!). В обычном же режиме, двигатель работает на уже привычном соотношении воздуха и бензина, близком к стехиометрии. Вот вам и зримая экономия.

Это как бы осязаемые плюсы. А теперь сюрприз, поговорим о недостатках.

Система питания обычного двигателя работает при давлении около 3,5 атм. Для этого нам требуется электронасос, не шибко отличающийся по конструкции, надежности и цене от насоса "Малыш" у вас на даче. Также потребуется несколько форсунок, по числу цилиндров — а это тоже не ахти какие большие затраты как при производстве так и при последующей возможной замене. Добавляем сюда только обычные шланги и фильтр. Неисправный насос сразу даст о себе знать и может быть довольно просто продиагностирован и заменен на аналогичный. С форсунками возни и проблем еще меньше — живут десятками лет.

А теперь вот вам, форсунка непосредственного впрыска, по сравнению с распределенным впрыском, это недешевые, сложные в производстве и довольно капризные форсунки с давлением от 50 до 200 атм. Сравните с 3,5 атм. Да, это не дизель с 1800-2500 атм, но уже совсем точно не "обычный" распределенный впрыск.

Систему дополнительно усложняет наличие ТНВД — самого насоса, который обеспечивает столь высокое давление. В принципе, любой насос — штука механическая. А если давления высокие, то потенциально проблемная.

Идем далее: осмоление и закоксовка рабочей части форсунки нарушают точность ее работы — чувствительность к качеству топлива заметно повышается. Надежность — нет.

Требования экологии подразумевают рециркуляцию картерных газов — избытка давления в масляной системе. Это минимум. А иногда еще и части выхлопных газов… То есть, пока двигатель не прогрет, часть выхлопных газов снова отправляется на впуск, "на переработку". Экология…

Вспоминаем теперь, что форсунка во впускные каналы уже не прыскает — грязь и отложения не смывает. А вентиляция именно через них и организована, что в итоге?! А вот что:

Закоксовывание приводит к затруднению закрытия клапана, что в скором времени гарантирует снижение компрессии в цилиндрах. Мотор начинает ощутимо потряхивать, а после цилиндры и вовсе отключаются. Применение масел обычного качества, что норма для всех производителей (LowSAPS, с низкой щелочностью и высоким NOACK индексом)
отпускает мотору пару-тройку лет сравнительно беспроблемного существования.

Теперь поговорим про прирост мощности и экономичности. Как современный (года так с 1990) автомобиль с условным 3-х литровым двигателем ел по городу 15-16 литров, так и ест. Без улучшений. Что с непосредственным впрыском, что с распределенным. Какие тесты журналисты не проводят — там везде примерно одни и те же цифры фактического расхода.

Мощность, точнее — момент? Для примера рассмотрим в сравнении два практически идентичных мотора — BMW N52 и BMW N53. Ну едва ли этот эксцесс в 20 Н/м можно назвать достижением, чиптюнингом можно достичь сравнимых результатов.

Что в итоге?

Непосредственный впрыск для реальных условий эксплуатации это:

1.Использование конструктивно сложных и потенциально ненадежных узлов и агрегатов.
2.Исключительно высокие требования к качеству топлива, а особенно — масла.
3.Снижение потребления топлива и увеличение мощности на практике малозначительны, или вообще отсутствуют.
4.Диагностирование неисправностей и ремонт значительно усложнены.

Покупая автомобили BMW, Audi, Mercedes и прочих марок с непосредственным впрыском топлива, найдите время разобраться с особенностями эксплуатации этих двигателей на основе практического опыта владельцев, а не рекомендаций производителя.

www.drive2.ru

Непосредственный впрыск — Энциклопедия журнала "За рулем"

Схема двигателя Volkswagen FSI с непосредственным впрыском бензина

Первые системы впрыска бензина непосредственно в цилиндры двигателя появились еще в первой половине ХХ в. и использовались на авиационных двигателях. Попытки применения непосредственного впрыска в бензиновых двигателях автомобилей были прекращены в 40-е годы ХХ в., потому что такие двигатели получались дорогостоящими, неэкономичными и сильно дымили на режимах большой мощности. Впрыскивание бензина непосредственно в цилиндры связано с определенными трудностями. Форсунки для непосредственного впрыска бензина работают в более сложных условиях, чем те, что установлены во впускном трубопроводе. Головка блока, в которую должны устанавливаться такие форсунки, получается более сложной и дорогой. Время, отводимое на процесс смесеобразования при непосредственном впрыске, существенно уменьшается, а значит, для хорошего смесеобразования необходимо подавать бензин под большим давлением.
Со всеми этими трудностями удалось справиться специалистам компании Mitsubishi, которая впервые применила систему непосредственного впрыска бензина на автомобильных двигателях. Первый серийный автомобиль Mitsubishi Galant с двигателем 1,8 GDI (Gasoline Direct Injection — непосредственный впрыск бензина) появился в 1996 г.
Преимущества системы непосредственного впрыска заключаются в основном в улучшении топливной экономичности, а также и некоторого повышения мощности. Первое объясняется способностью двигателя с системой непосредственного впрыска работать на очень бедных смесях. Повышение мощности обусловлено в основном тем, что организация процесса подачи топлива в цилиндры двигателя позволяет повысить степень сжатия до 12,5 (в обычных двигателях, работающих на бензине, редко удается установить степень сжатия свыше 10 из-за наступления детонации).

Форсунка двигателя GDI может работать в двух режимах, обеспечивая мощный (а) или компактный (б) факел распыленного бензина

В двигателе GDI топливный насос обеспечивает давление 5 МПа. Электромагнитная форсунка, установленная в головке блока цилиндров, впрыскивает бензин непосредственно в цилиндр двигателя и может работать в двух режимах. В зависимости от подаваемого электрического сигнала она может впрыскивать топливо или мощным коническим факелом, или компактной струей.

Поршень двигателя с непосредственным впрыском бензина имеет специальную форму (процесс сгорания над поршнем)

Днище поршня имеет специальную форму в виде сферической выемки. Такая форма позволяет закрутить поступающий воздух, направить впрыскиваемое топливо к свече зажигания, установленной по центру камеры сгорания. Впускной трубопровод расположен не сбоку, а вертикально сверху. Он не имеет резких изгибов, и поэтому воздух поступает с высокой скоростью.

В работе двигателя с системой непосредственного впрыска можно выделить три различных режима:
1) режим работы на сверхбедных смесях;
2) режим работы на стехиометрической смеси;
3) режим резких ускорений с малых оборотов;
Первый режим используется в том случае, когда автомобиль движется без резких ускорений со скоростью порядка 100–120 км/ч. На этом режиме используется очень бедная горючая смесь с коэффициентом избытка воздуха более 2,7. В обычных условиях такая смесь не может воспламениться от искры, поэтому форсунка впрыскивает топливо компактным факелом в конце такта сжатия (как в дизеле). Сферическая выемка в поршне направляет струю топлива к электродам свечи зажигания, где высокая концентрация паров бензина обеспечивает возможность воспламенения смеси.
Второй режим используется при движении автомобиля с высокой скоростью и при резких ускорениях, когда необходимо получить высокую мощность. Такой режим движения требует стехиометрического состава смеси. Смесь такого состава легко воспламеняется, но у двигателя GDI повышена степень сжатия, и для того чтобы не наступала детонация, форсунка впрыскивает топливо мощным факелом. Мелко распыленное топливо заполняет цилиндр и, испаряясь, охлаждает поверхности цилиндра, снижая вероятность появления детонации.
Третий режим необходим для получения большого крутящего момента при резком нажатии педали «газа», когда двигатель работает на малых оборотах. Этот режим работы двигателя отличается тем, что в течение одного цикла форсунка срабатывает два раза. Во время такта впуска в цилиндр для его охлаждения мощным факелом впрыскивается сверхбедная смесь (α=4,1). В конце такта сжатия форсунка еще раз впрыскивает топливо, но компактным факелом. При этом смесь в цилиндре обогащается и детонация не наступает.
По сравнению с обычным двигателем с системой питания с распределенным впрыском бензина, двигатель с системой GDI примерно на 10 % экономичнее и выбрасывает в атмосферу на 20 % меньше углекислого газа. Повышение мощности двигателя доходит до 10 %. Однако, как показала эксплуатация автомобилей с двигателями такого типа, они очень чувствительны к содержанию серы в бензине. Оригинальный процесс непосредственного впрыска бензина разработала компания Orbital. В этом процессе в цилиндры двигателя впрыскивается бензин, заранее смешанный с воздухом с помощью специальной форсунки. Форсунка компании Orbital состоит из двух жиклеров, топливного и воздушного.

Работа форсунки Orbital

Воздух к воздушным жиклерам поступает в сжатом виде от специального компрессора при давлении 0,65 МПа. Давление топлива составляет 0,8 МПа. Сначала срабатывает топливный жиклер, а затем в нужный момент и воздушный, поэтому в цилиндр, мощным факелом впрыскивается топливно-воздушная смесь в виде аэрозоля.
Форсунка, установленная в головке цилиндра рядом со свечой зажигания, впрыскивает топливно-воздушную струю непосредственно на электроды свечи зажигания, что обеспечивает ее хорошее воспламенение.

Конструктивные особенности двигателя с непосредственным впрыском бензина Audi 2.0 FSI

Система питания с распределенным впрыском имеет следующие составные части:
— система подачи и очистки топлива;
— система подачи и очистки воздуха;
— система улавливания и сжигания паров бензина;
— электронная часть с набором датчиков;
— система выпуска и дожигания отработавших газов.

wiki.zr.ru

Распределенный впрыск топлива или непосредственный что лучше?

Дорогие друзья, сегодня узнаем много интересного о впрыске системы питания. И так: распределенный впрыск топлива или непосредственный? Что лучше и чем они отличаются?

Допустим у вас пришло время осуществить вашу мечту и вы серьезно взялись за выбор автомобиля. Дело серьёзное, и если выбор цвета и формы машины даётся довольно легко, то с подбором типа мотора могут возникнуть трудности, особенно у неподготовленных в техническом плане людей.

Если так, тогда вам однозначно следует внимательно прочитать эту статью.

Распределенный впрыск топлива: экономно и экологично

Не секрет, что распределённый впрыск топлива (инжекция)  – это современная технология, тесно связанная со сложной электроникой. Главной её «фишкой» является наличие индивидуальной форсунки у каждого цилиндра бензинового мотора.

Но, на самом деле, похожие системы, правда, имеющие механическое управление, появились ещё в конце ХIХ – начале ХХ веков. Использовались они в авиации, в гоночных машинах и иногда их интерпретации даже выходили на массовый автомобильный рынок.

Настоящий же бум распределенный впрыск пережил с появлением доступных микропроцессоров в конце 80-х годов и пользуется уважением у производителей транспортных средств и по сей день.

Перейдём к принципу работы и разновидностям системы распределенного впрыска (кстати, её ещё называют многоточечной системой).

Как мы уже упомянули, ключевой особенностью данной технологии являются топливные форсунки, которые устанавливаются по одной перед впускными клапанами каждого цилиндра двигателя.

Таким образом, в отличие от моновпрыска, удаётся добиться равномерного распределения топливно-воздушной смеси по цилиндрам, а также точной её дозировки.

В целом данная схема расположения форсунок позволила инженерам значительно повысить экологичность моторов, а также сделать их менее прожорливыми. Контролирует весь этот ансамбль электронный блок управления (ЭБУ).

Он при помощи многочисленных датчиков, передающих данные о температуре, положении педали газа, количестве поступающего воздуха и прочих параметрах, вычисляет оптимальный объём бензина для впрыска и в нужный для этого момент подаёт управляющий сигнал на открытие форсунок.

Момент впрыск топлива

Кстати, о времени открытия форсунок. Тут не всё так просто, и системы распределённого впрыска различаются в зависимости от того, в каком порядке происходит активация этих элементов. Существуют такие варианты впрыска:

  • одновременный;
  • попарно-параллельный;
  • фазированный.

Одновременный

При одновременной инжекции бензина все форсунки открываются единомоментно, и происходит это за один полный рабочий цикл двигателя (два оборота коленчатого вала). Не считаю это разумным ходом и не понимаю зачем лишний расход топлива.

Видимо это практиковалось на заре изобретения такого метода, когда не очень беспокоились об экологии и бензин был дешевый.

Попарно-параллельный

При попарно-параллельном открытии процесс разбивается таким образом, чтобы в один момент времени впрыск производили только две форсунки и только тех цилиндров, которые переходят в такты впуска и выпуска.

Здесь тоже наблюдается лишний впрыск, зачем он нужен в такте выпуска. Говорят это помогает при запуске двигателя в аварийном режиме. Ну хоть единовременно, и то хорошо.

Фазированный

Но самым современным из перечисленной тройки является фазированный алгоритм работы системы  распределенного впрыска топлива и используется в современных автомобилях. Он предусматривает включение каждой форсунки непосредственно перед тактом впуска соответствующего ей цилиндра. Это конечно разумно и правильно.

Главное в таком впрыске то, что форсунка впрыскивает топливную смесь во впускной коллектор на входе в цилиндр, непосредственно на впускной клапан. Впрыск производится на такте ВПУСК.

В погоне за показателями

Выше мы уже говорили о том, что система многоточечной инжекции позволила двигателям стать гораздо более «чистыми» по сравнению с предшественниками, оснащёнными моновпрыском или карбюратором.

Тем не менее, защитникам окружающей среды этого было мало и с каждым годом автопроизводителям приходилось учитывать всё более жёсткие экологические нормы.

Чем же отличается распределенный впрыск топлива от непосредственного?

А вот в чем. Как уже было сказано выше, при распределенном впрыске, смесь поступает в коллектор в область впускного клапана. А при непосредственном впрыске, прямо в камеру сгорания, минуя впускной коллектор.

Непосредственный впрыск

Непосредственный впрыск более точен и подаваемое давление топливной смеси выше, чем у распределенного впрыска. Такой принцип экономичнее (до 20% экономии топлива). экологичнее (топливо лучше сгорает). Но все же такой тип системы не лишен недоствтков и конструкторы пошли дальше.

А вот что из этого вышло, и какие технологии появились в результате, в Комбинированная система впрыска топлива TFSI.

 

 

//www.youtube.com/watch?v=lW7UOR68poQ

 

До встречи на страницах блога!

auto-ru.ru

Комбинированный впрыск топлива или непосредственно-распределенный,что это такое?

комбинированный впрыск, двигатели +с непосредственным впрыском топлива, комбинированный впрыск топлива, двигатель +с комбинированным впрыском, система питания +с комбинированным впрыском, комбинированный впрыск непосредственно распределенный, система распределенного впрыска топлива, распределенный +и непосредственный впрыск топлива, распределенный впрыск топлива +что +это, система непосредственного впрыска топлива, непосредственный впрыск топливаБензиновый двигатель с непосредственным впрыском топлива имеет большие преимущества такие как экономия, качество образования смеси, ее полное сгорание, увеличение мощности, уменьшение вредных выбросов, но в то же время на некоторых режимах работы образует большое количество твердых частиц сажи, которая в свою очередь попадает в атмосферу. Их содержание может превышать выбросы такого же по объему дизеля.

Для уменьшения выбросов в атмосферу и исполнения экологических норм ЕВРО-6 концерн VAG (Volkswagen Audi Gruppe) и чуть позже Toyota разработали комбинированную систему впрыска топлива объединяющую систему непосредственного впрыска и систему распределенного впрыска на одном двигателе. При изменении режимов работы двигателя внутреннего сгорания электронный блок управления переключает работу между системами впрыска. В результате инженерам удалось на двигателях с комбинированным впрыском увеличить мощность, крутящий момент, сократить расход топлива, уменьшить выбросы CO2 в окружающую среду и соответствовать экологическим нормам.

Сейчас комбинированная или непосредственно-распределенная система впрыска устанавливается на двигателях VAG TFSI объемом 1,8 и 2,0 литра и Toyota 6AR-FSE 2,0 литра. Система питания с комбинированным впрыском включает в себя элементы обоих систем: форсунки, топливную рампу высокого давления, форсунки, топливную рампу низкого давления, а также насос высокого давления обеспечивающий питание обеих систем.

Элементы обеих топливных систем установлены так же как на двигателях присущих им. Работа непосредственно-распределенной системы впрыска осуществляется в зависимости от нагрузки на двигатель внутреннего сгорания. При пуске, прогреве, а так же при максимальной нагрузке активна система непосредственного (прямого) впрыска топлива. И при разных режимах идет разное количество инжекции топлива например: при запуске – три впрыска на такте сжатия; на холодном двигателе – один впрыск на такте впуска; при прогреве двигателя и движении с максимальной нагрузкой – два впрыска, один на такте впуска, другой на такте сжатия. Форсунки непосредственного впрыска периодически подключаются для предотвращения их засорения. Система распределенного впрыска подключается только при частичной нагрузке и на средних мощностных характеристиках работы двигателя. В основном этот режим работы присущ размеренной городской езде с частыми остановками и стартами автомобиля.

комбинированный впрыск, двигатели +с непосредственным впрыском топлива, комбинированный впрыск топлива, двигатель +с комбинированным впрыском, система питания +с комбинированным впрыском, комбинированный впрыск непосредственно распределенный, система распределенного впрыска топлива, распределенный +и непосредственный впрыск топлива, распределенный впрыск топлива +что +это, система непосредственного впрыска топлива, непосредственный впрыск топливаОптимизация режимов впрыска топлива в соответствии с режимами работы двигателя позволяет достичь минимального выброса сажевых частиц в атмосферу с отработавшими газами. Необходимо отметить, что при выходе из строя одной из систем впрыска двигатель продолжает работать в аварийном режиме, а автомобиль имеет возможность двигаться.

allavtoengine.ru

Чем отличается распределенный впрыск и непосредственный

Существующие наиболее распространенные типы двигателей можно разделить на две части: распределенный впрыск и непосредственный впрыск.

1. Распределенный впрыск топлива подразумевает размещение форсунок индивидуально под каждый цилиндр. На такте впуска каждого цилиндра отдельная форсунка впрыскивает топливо (газ или бензин) в определенный момент. Дозированная порция топлива попадает на впускной клапан соответствующего цилиндра. Бензин, поступивший в цилиндры, испаряется, перемешиваясь с воздухом, образуя горючую смесь. Составные узлы системы распределенного впрыска:

  • системы подачи и очистки бензина, воздуха;
  • электроника, включающая в себя набор датчиков;
  • система, которая улавливает пары топлива и сжигает их.

2. Система непосредственного впрыска топлива относится также к инжекторным двигателям, но отличается в первую очередь расположением форсунок. Они расположены в головке блока цилиндров и под большим давлением подают топливо в камеру сгорания каждого цилиндра. В отличие от распределенного впрыска, где впрыск происходит во впускной коллектор, здесь впрыск идет прямо в цилиндры.

Преимущество систем непосредственного впрыска - экономичность и соответствие экологическим стандартам. Такие двигатели на 15-20% более экономны, чем распределенный впрыск, а также соответствуют нормам Евро 5, тогда как распределенный впрыск - Евро 4.

Отличия ГБО для двигателей с распределенным и непосредственным впрыском

Пока что большинство автомобилей в Украине комплектуются двигателями распределенного впрыска, для которых подходит ГБО 4-го поколения. Для прямого впрыска предназначены ГБО 5-го и 6-го поколений. Их принципиальная разница в следующем:

  • в 4-м поколении газ подается на редуктор под давлением 15-16 атм., где переходит в газовую фазу. С редуктора газ подается на форсунки, установленные перед впускным коллектором;
  • 5-е поколение исключает редуктор. Жидкий газ сразу подается на форсунки благодаря системе из нескольких насосов: два общих (один в баллоне, второй - под капотом) и индивидуальные форсуночные насосы. Форсунки располагаются на рампе;
  • 6-е поколение не предусматривает ни редуктора, ни газовых форсунок - газ подается в цилиндры через родные бензиновые форсунки.

ГБО с непосредственным впрыском (TSI, FSI) требовало решения вопроса смазки бензиновых форсунок, стоящих в двигателе, что и было реализовано в ГБО 6. Если ГБО 5 использует соотношение "бензин/газ" 20/80, то в ГБО 6 газ подается через родные узлы.

Установка ГБО непосредственного впрыска занимает до 3-х дней, ГБО распределенного впрыска устанавливается быстрее - 8-12 часов. В силу ответственности установки данных комплектов рекомендуем обращаться только в авторизированные центры. PRIDE GAS - официальный дистрибьютор в Украине итальянского производителя AEB, чьи системы PRIDE by AEB отлично зарекомендовали себя на украинских дорогах. 3 года гарантии и индивидуальный подход к каждому клиенту - это только часть того, что мы готовы вам предложить.

PRIDE GAS - не стоит рисковать своим автомобилем, доверьте установку ГБО нам!

Также интересные статьи от PRIDE GAS:

ГБО Италия: подбор ГБО по марке автомобиля

ГБО Италия для двигателей с непосредственным впрыском

Рекомендуемые комплекты ГБО для двигателей распределенного впрыска 4 поколения

pride-gas.com

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.

1gai.ru

Несовершенство непосредственности: надежность и проблемы моторов с прямым впрыском

«В новый век – с новой системой питания!». Похоже, с таким девизом европейские производители стали внедрять технологию. А что им оставалось? Требования по снижению расхода топлива заставляли делать моторы сложнее, к тому же непосредственный впрыск (особенно в сочетании с наддувом) позволял увеличить мощность. И при этом оставлял мотор вполне экономичным на малой нагрузке. Начал входить в моду и даунсайз – постепенно для машины С-класса стало вполне нормальным иметь мотор объемом в литр, а мощные авто начинаются с объема в 1,4. Даже седаны D+ и Е классов не брезгуют моторами 1,4 и 1,6 с турбонаддувом.

Снова те же грабли, но в XXI веке

Собственно о минусах подобной системы питания было известно с самого начала. Сложность и высокая стоимость сюрпризом не были – опыт внедрения непосредственного впрыска накопился изрядный. Надежность сложных систем честно постарались увеличить. Правда, цену особенно опустить не пытались.

Как известно, для подачи топлива непосредственно в цилиндры нужен насос высокого давления. Вообще-то и в системах «обычного» распределенного впрыска в системе питания давление немаленькое, но у прямого впрыска оно примерно в 10 раз больше.

На дизельных моторах непосредственный впрыск и ТНВД появился существенно раньше, и ресурс узлов был не таким уж низким. У бензиновых все получилось иначе: насосы оказались весьма недолговечными. Почему? Потому что дизтопливо имеет более высокие смазочные свойства, чем бензин, и без специальных смазывающих присадок ресурс всех узлов трения очень мал.

Современные мембранные ТНВД не так зависят от смазки, как поршневые, но, тем не менее, нуждаются в ней. Да и в целом насос высокого давления – штука довольно хрупкая, любые загрязнения выведут его из строя. Улучшить ситуацию смогли введением стандарта на смазывающие присадки в топливе. Конечно, 15% масла, как в двухтактные моторы, добавлять не стали, но топливо Евро-4 и выше обязательно содержит небольшое количество специальных смазок. Не в последнюю очередь – именно для ТНВД на бензиновых машинах. Учитывая, что официальный запрет на продажу топлива Евро-3 вступил в России в силу лишь 1 января 2015 года, неудивительно, что «непосредственные» машины у нас жили так недолго и несчастливо.

С форсунками ситуация аналогичная, они дороже и менее надежны, чем на системах распределенного впрыска. Требования к их работе тоже намного выше. Небольшое изменение факела распыла, даже без изменения общего расхода подачи, ведет к серьезным нарушением работы мотора. В результате для сохранения работоспособности резко растут требования по чистоте топлива и рабочей температуре.

Пьезофорсунки еще и имеют ограниченное количество циклов срабатывания, чувствительны к перегреву, а также обладают склонностью при выходе из строя «лить» бензин, что может вызвать гидроудар при запуске. Особенно это характерно для очень распространенных «высокоточных» пьезофорсунок Bosch, которые имеют ограниченный ресурс, а компания на протяжении последних десяти лет не может создать действительно хорошо работающий вариант.

Склонность к закоксовке впускных клапанов и худшие условия их работы проявились на моторах Мицубиси довольно быстро. Обычно форсунки подают бензин на впускной клапан и охлаждают его. И заодно смывают с него отложения. У непосредственного мотора такой возможности нет, клапан греется сильнее, больше нагревает воздух, а масло из системы вентиляции картера и из сальника клапана постепенно образует «шубу», которая затрудняет газообмен и приводит к зависанию клапанов и его перегреву. Особенно тяжело приходится моторам с повышенным расходом масла, а в самой критической группе риска – моторы, которые часто работают с малой нагрузкой, то есть в пробках.

Плохие пусковые качества из-за неудовлетворительного испарения топлива при пуске тоже проявились давно. Оказалось, что оптимизация формы факела впрыска на холодном и горячем моторе должна производиться более тщательно. Любое попадание топлива на стенки цилиндра приводит к резкому увеличению количества несгоревшего топлива и попаданию его в масло. А при запуске при отрицательных температурах большое значение приобретает качество распыла бензина: оно должно оказаться намного выше, чем при обычной работе, и давление топлива на пуске должно быть очень высоким. Поначалу этого не учли.

Повышенное количество твердых частиц в выхлопе проявилось позже, когда непосредственный впрыск на европейских машинах уже стал мэйнстримом. Более точные исследования показали, что эта особенность смесеобразования роднит такой бензиновый мотор с дизелем. Действительно, в процессе работы образуются частички сажи, которые необходимо тоже как-то задерживать. Например, вводя сажевый фильтр, как на дизельных моторах. Компания Mercedes уже анонсировала подобную опцию для своих машин.

Попадание топлива в масло из-за неисправностей топливного насоса высокого давления – в общем-то чисто конструктивный недостаток насосов Bosch, но в силу их широкого распространения и общности конструкций насосов свойственен почти всем моторам с непосредственным впрыском. Бензин в масле не так уж и страшен, но в больших количествах ведет к снижению вязкости масла до критической, что приводит к повреждениям моторов. И, к тому же, дает повод многим «экспертам» говорить о том, что топливо является причиной «масляной чумы».

Что же делать?

Почти у всех проблем есть пути решения. Например, двойной впрыск, когда топливо подается и в цилиндры, и во впускной трубопровод – это справляется сразу со сложностью с закоксовкой клапанов, экологичностью и плохим запуском в холода. Такая схема применялась на некоторых двигателях Volkswagen EA888, но продавались они исключительно в США и были заточены под жесткие экологические нормы Калифорнии. Но в конце 2014-го комбинированный впрыск появился и у нас – на моторе 6AR-FE (2 литра, 150 л. с.) Toyota Camry последнего поколения. Пока сложно судить о надежности, ибо пробеги машин пока небольшие в основной массе, однако предпосылки хорошие.

Под капотом 2015–н.в. Toyota Camry XLE

С поршневыми кольцами и топливными насосами приходится разбираться чисто конструктивными методами, экспериментируя с формой – часто «дизайн» поршневой группы производители дорабатывают уже после того, как машина вышла на рынок и поразила всех угаром масла. Так, скажем, делала Toyota в 2005 году, доводя до ума моторы серии ZZ (еще без непосредственно впрыска), а позже – Volkswagen с уже упомянутыми выше EA888. Насосы высокого давления тоже стараются сделать надежнее – эта задача технически выполнима.

Но все непросто: система очень сложная и дорогая – накладным для производителей выходит не только себестоимость конечной продукции, но и исследования с экспериментами. А маркетологи не дают возможности по 10 лет заниматься испытаниями, требуют все более новых моторов с еще более привлекательными характеристиками.

Рискнуть в сегодняшнем автобизнесе репутацией производителя ненадежных машин считается делом благородным. Если что, всегда выручит отзывная кампания. Куда хуже – показаться производителем консервативным или, не дай бог, незацикленным на идее спасения планеты от выхлопных газов. Вот это, как мы видимо по примеру Volkswagen и Mitsubishi – действительно страшно. Тут можно и самостоятельность компании потерять, и топ-менеджмента лишиться.

www.kolesa.ru

Как работает непосредственный впрыск и так ли он хорош: service_193 — LiveJournal


Дифирамбов прямому впрыску достаточно написано в рекламных материалах. А мы попробуем говорить относительно беспристрастно.

Что такое непосредственный впрыск

Это такое устройство топливной системы, при котором бензин впрыскивается форсункой прямо в цилиндр. Этим он отличается от впрыска "обыкновенного" - когда форсунка впрыскивает топливо во впускной коллектор.

Называть эту систему инновационной, пожалуй, уже поздновато - она была реализована на многих самолетах времен Великой Отечественной войны. Так, например, она была применена на истребителе Ла-5ФН.

А вот на автомобилях относительно массовой она стала уже в конце двадцатого-начале двадцать первого века, примерно с появлением электронного управления двигателем. Это в первую очередь была фирма Mitsubishi с системой, которую они назвали GDI. Потом за ними потянулись и другие японские марки - так, например, можно назвать Toyota с двигателем D-4. Потом все это как-то притихло, и вот начавшее падать знамя непосредственного впрыска подхватил концерн VAG, да так, что по этой узкой тропинке между экономией на топливе и экономией на стоимости компонентов двигателя ломанусь и многие другие автопроизводители.

Для чего все это затевалось

Как бы ни кипел и бушевал внутренний инженер внутри любого сотрудника автомобильной компании, разработка большинства тех систем, что мы видим в современных автомобилях, вызвана была отнюдь не желанием сделать самый высокотехнологичный продукт. Нет, как правило, толчком всех инноваций в системах, управляющих формированием смеси, служат экологические нормы. Широким росчерком пера регулирующие органы вводят новые нормы. После этого (а как правило, несколько раньше) автопроизводители внедряют новые системы, позволяющие этим нормам удовлетворять.

Нам сложно сейчас судить о том, какая мотивация была у фирмы Mitsubishi, но исходя из общих тенденций - как минимум, очень схожая.

Главной особенностью ("киллер-фичей", если задействовать сленг из другой профессиональной области) технологии GDI позиционировалась возможность работы на сверхбедных смесях. Здесь сразу надо сделать отступление и рассмотреть обычный режим работы двигателя.

На такте впуска поршень в цилиндре идет вниз, открывается впускной клапан, а форсунка "брызгает" топливом. Порцию топлива вместе с воздухом засасывает в цилиндр создаваемым разрежением. Попутно из-за турбулентности и тому подобных эффектов топливо перемешивается с воздухом, и продолжает это делать на такте сжатия, когда впускной клапан закрыт, а цилиндр идет вверх. Таким образом, к моменту достижения верхней мертвой точки в цилиндре оказывается сжатая равномерная смесь. Причем количество топлива, впрыснутое форсункой, рассчитывается так, чтобы его соотношение к воздуху составляло 1:14,7 (или немного беднее/богаче в зависимости от требуемого режима работы двигателя) - такая смесь называется стехиометрической, и горит лучше всего.

А идея работы на сверхбедной смеси заключается в том, что топливо впрыскивается в цилиндр на такте сжатия, когда поршень уже почти достиг верхней мертвой точки. Благодаря специальной форме днища поршня, впрыснутая порция топлива завихряется таким образом, что по центру камеры сгорания (в районе свечи зажигания) образуется область со стехиометическим соотношением, а вокруг нее - сплошной чистый воздух. Суммарно соотношение топлива к воздуху в цилиндре составляет вплоть до 1:40, за что и получено название сверхбедной смеси. При этом режим этот применяется на малых нагрузках, когда горения этого малого заряда смеси достаточно для того, чтобы крутить двигатель.

Еще этот режим называется "послойным" (слой воздуха-слой нормальной смеси) или гетерогенным (т.к. состав смеси в цилиндре неоднородный). Вот так это выглядит на картинке:

При этом, разумеется, никто не запрещает и не мешает работать в штатном режиме - впрыскивая топливо на такте впуска (пусть и в цилиндр, а не во впуск). За время такта впуска и сжания воздух перемешается с топливом ничуть не хуже. Более того, этот режим даже необходим - в режимах средних и больших нагрузок.

Увы, засада ждала со стороны той же экологии. В режиме сверхбедной смеси в камере сгорания оказались идеальные условия для образования оксидов азота (NOx) - высокая температура и избыток воздуха. Для решения этой проблемы стали городить специальное дополнение к катализатору. В нем оксиды азота задерживались, а потом, при переходе в режим гомогенной смеси, получаемыми соединениями CH восстанавливались до безобидных соединений. Поэтому мотор с послойным смесеобразованием на холостом ходу будет периодически переходить на режим обычного смесеобразования, а потом возвращаться обратно.

Все эти механизмы решения проблемы в итоге тратили слишком много ресурсов при сомнительном результате - существенной экономии топлива послойное смесеобразование так и не дало. Настолько, что и VAG в конечном итоге отказался от режима послойного смесеобразования - хотя в его линейке и остались двигатели со словами FSI - но самого режима " Fuel Stratified Injection" (так это расшифровывается) в нем не осталось. Преемником стали системы TSI, которые хоть этого режима и не имеют, но по-прежнему впрыскивают топливо непосредственно в цилиндр.

А зачем тогда непосредственный впрыск?

Хотя затея со сверхбедной смесью и провалилась, непосредственный впрыск остался. Это не случайно. Возможность впрыскивать топливо в произвольном количестве и в произвольный момент позволяет гораздо более гибко управлять составом смеси, добиваясь более высоких показателей как в части экологичности, так и в части мощности. Конечно, никакой революции эта технология не принесла, но управлять точнее стало можно.

Надо заметить, впрочем, что дальнейшая практика показала, что в некоторых режимах непосредственный впрыск приводит к повышенному количеству токсичных выбросов. Поэтому у того же концерна VAG есть системы, содержащие в себе два набора форсунок - низкого давления для впрыска в коллектор, и высокого давления - для впрыска в цилиндр.

Конструктивные отличия системы с непосредственным впрыском

Существенных отличий, если говорить о топливной системе, а не о программе в блоке управления, не так уж и много. В сущности, это просто наличие ТНВД в топливном контуре:

Помимо насоса, в системе еще присутствует датчик давления и клапан-регулятор давления топлива, управляемый электронно. Это необходимо, так как блок управления может менять давление топлива в магистрали высокого давления в зависимости от режима.

Так это ж почти дизель? Зачем тогда вот это все?

Да, по схеме топливной системы это почти дизель. Но разница в принципе воспламенения, величинах давления и других параметрах довольно велика. Поэтому все же, несмотря на все "навороты", это классический бензиновый двигатель со всеми присущими ему особенностями. А об устройстве дизеля мы поговорим в следующем выпуске.

service-193.livejournal.com

так ли он страшен? — Сообщество «Club Mercedes-Benz (Новосибирск)» на DRIVE2

Как и многое в мире техники, непосредственный впрыск — это хорошо забытое старое, реализованное благодаря современным технологиям в материалах и системах управления двигателем. Осторожно дебютировав в конце прошлого столетия, к нынешнему дню он всецело завладел умами инженеров ряда автомобильных компаний. Но некоторые из них относятся к этому осторожно. А кто-то, серийно поэкспериментировав с ним, вернулся к распределенному впрыску. Почему? И с чем придется иметь дело потребителю, купившему автомобиль с direct injection?

В облаках и на трассах
Возрожденный менее 20 лет назад прямой, или непосредственный, впрыск имеет более чем вековую историю. Ведь двигатели, работающие на тяжелом топливе, построены именно по такому принципу — форсунки у них располагаются внутри камер сгорания. Их разработкой, как мы знаем, разные конструкторы занимались со второй половины XIX века. А патент был получен Рудольфом Дизелем в 1892 году. В 1925-м свет увидела другая конструкция, пускавшаяся на бензине, который воспламенялся свечой зажигания. Но далее мотор был способен работать на многих горючих жидкостях — солярке, керосине, масле. Эти вещества зажигались уже от сжатия.

По-настоящему бензиновый мотор с непосредственным впрыском появился только в 1937-м. Это был известный авиационный Daimler-Benz DB 601, для которого Bosch разработал механическую систему подачи топлива. Оказалось, для самолета direct injection — оптимальный вариант. За компенсацию в виде несколько увеличившегося веса и требовательности к качеству топлива 12-цилиндровый V-«образник» приобрел большую мощность и стабильность работы во всех режимах, в том числе режимах полета, включая «высший пилотаж». DB 601 выпускался по лицензии в Италии и Японии, в Германии, устанавливаясь на многие самолеты, самый известный из которых — Messerschmitt BF 109.

В 1940 году по пути Daimler пошли в BMW. Непосредственный впрыск у баварцев имела 14-цилиндровая двухрядная «звезда», устанавливавшаяся в том числе, на популярный у люфтваффе Focke-Wulf Fw 190. Не намного отстали от немцев советские конструкторы. Аналогичный по конструкции BMW двигатель АШ-82ФН с прямым впрыском появился в 1942-м и помог завоевать истребителю Ла-5ФН превосходство в воздухе. А далее наступила эпоха реактивных двигателей…

DB 601 (слева), BMW 801 (в центре) и АШ-82ФН (справа) появились примерно в одно время, но различались конструкцией. Мотор Daimler-Benz был привычным в автомобильном смысле V12. BMW и советский двигатель имели радиальное расположение цилиндров в два ряда и в шахматном порядке. Разными были объем и мощность. Почти 34-литровый DB развивал 1100–1200 л.с., BMW — 42 л и более полутора тысяч «лошадей». А такого же литража русскую «звезду» форсировали до 1700–1900 л.с.

К автомобилям прямой впрыск «вернулся» в 1951 году. Немецкая компания Goliath, принадлежащая концерну Borgward, уповая на топливную экономичность на фоне послевоенной разрухи, решилась выпускать небольшое купе с двухцилиндровым двухтактным моторчиком с топливной аппаратурой Bosch. Модель 700 Sport, правда, не отличалась топливным аппетитом и, вместе с тем, требовала непривычного для карбюраторных машин обслуживания.

Goliath 700 Sport стал первым автомобилем, примерившим непосредственный впрыск топлива. Нельзя сказать, что машина не удалась. Просто небогатый немецкий народ не был готов к эксплуатации пусть и экономичного, но сложного в обслуживании мотора

Инженеров и маркетологов Mercedes-Benz подобные проблемы, похоже, не волновали. 300 SL образца 1954 года, известный как «крыло чайки», имея тот же «бошевский» впрыск на трехлитровой рядной «шестерке», был автомобилем несколько иного порядка, далеко не бюджетным. Что говорить о его спортивных версиях, выступавших с 1951-го. И тем более о тех «серебряных стрелах», которые появились позже для участия в Формуле 1 и имели уже V8.

«Дорожный» Mercedes-Benz 300 SL и его трехлитровая рядная «шестерка», мощность которой с помощью непосредственного впрыска была поднята со 115 до 240 л.с. Модель неплохо выступала на «длинных» гонках, пока не появился 300 SLR — уже с V8, также оснащенным прямым впрыском

С форкамерой
Гонки гонками — там и топливо другое, и многотысячный ресурс не нужен. Однако запускать direct injection в серийное производство компании не спешили. Хотя работы по получению оптимального смесеобразования, конечно, велись. Например, в 70-х годах с оглядкой на дизели некоторые японские фирмы экспериментировали с форкамерно-факельным зажиганием. Суть его сводилась к тому, что помимо основной над поршнем существовала еще форкамера. В нее подавалась богатая смесь, в обычную камеру — бедная. Воспламенение происходило в форкамере с помощью свечи зажигания. А уже из нее вырывавшийся факел поджигал основной объем горючего. Кстати, первые опыты с подобной схемой ставились в СССР. В середине 50-х мелкой партией была выпущена «шестерка» ГАЗ-51Ф. Она была мощнее обычного агрегата на 10 л.с. и чуть экономичней. Что, судя по всему, никак не компенсировало сложности производства ее головки блока. Ситуация с японскими моторами была иная. Они получались экономичными, но, с запасом укладываясь в тогдашние нормы по выбросам СО, давали убойную концентрацию оксида азота. Вспомним, что тогда еще отсутствовали качественные системы очистки отработавших газов.

Какое-то время с 1982 года головка блока цилиндров с форкамерами и дополнительными клапанами все-таки выпускалась серийно. Ими оснащалась модификация мотора ЗМЗ-402, которая устанавливалась на ГАЗ-3102

Форкамерно-факельное зажигание отложили — вероятно, до лучших времен. О непосредственном впрыске, похоже, и не забывали. Развивали технологии обработки металлов и электронику, управляющую двигателем. В результате сначала Mitsubishi в 1996 году, затем Toyota в 1997-м, представили свои GDI и D4.

По слоям
Зачем, спрашивается, вообще нужен прямой впрыск топлива? С авиационными двигателями или, скажем, моторами Mercedes 50-х годов все понятно. Там впрыск благодаря более качественному по сравнению с карбюратором распылу и получению однородной горючей смеси сам по себе давал прирост мощности. Но если сейчас сравнивать идентичные агрегаты с распределенным и прямым впрыском, то никакой разницы в лошадиных силах не обнаружится. Где-то по характеристикам установки с direct injection выглядят даже хуже. Так в чем смысл? В стремлении производителей следовать общим тенденциям — увеличивать КПД при снижении расхода топлива и вредных выбросов. Все это и ранее было достижимо с помощью оптимизации подачи смеси и процессов горения. Теперь же впрыск топлива вышел на новый виток эволюции.

Что же необходимо для этой самой «оптимизации»? На первый взгляд, немного. Топливный насос высокого давления, форсунки, расположенные в камере сгорания и способные обеспечить более тонкий распыл. И особая форма дна поршня, которая «подкручивает» смесь, определяя ее лучшее смешивание и направляя к свече зажигания. Но это только «физическая» верхушка direct injection. Под ней — «интеллектуальное» электронное управление, позволяющее реализовать различные варианты впрыска.

Например, основная заслуга и суть прямого впрыска — работа в ненагруженных режимах на сверхобедненной смеси с соотношением воздуха и бензина примерно 40:1. Подобная просто так от свечи не вспыхнет. Здесь существует своя хитрость — небольшое количество бензина подается в камеру сгорания в самом конце такта сжатия. Подкручиваясь с помощью отформовки поршня, бензин концентрируется у свечи, где получается сравнител

www.drive2.ru

Barik-CZ › Блог › Тонкости настройки форсированных двигателей работающих на современных ЭБУ.

Следующий аспект, который необходимо обсудить, это влияние фазы топливоподачи на эффективные показатели двигателя с искровым зажиганием.

Современные ЭБУ позволяют настраивать не только гоночные автомобили, но и открывают новые возможности при установке на обычные машины, и при этом не потеряв функционала всех основных бортовых систем

Распределённый впрыск, или многоточечный впрыск (Multi Point injection, MPi) — каждый цилиндр обслуживается отдельной изолированной форсункой во впускном коллекторе вблизи впускного клапана. В то же время различают несколько типов распределённого впрыска:

Одновременный (Simultaneous, Batch Fire Injection) — все форсунки открываются одновременно.

Попарно-параллельный (Bank Fire Injection) — форсунки открываются парами, причём одна форсунка открывается непосредственно перед тактом впуска, а вторая перед тактом выпуска. В связи с тем, что за попадание топливо-воздушной смеси в цилиндры отвечают клапаны, это не оказывает сильного влияния. В современных моторах используется фазированный впрыск, попарно-параллельный используется только в момент запуска двигателя и в аварийном режиме при поломке датчика положения распределительного вала (так называемой фазы).

Фазированный впрыск (Sequential Injection) — каждая форсунка управляется отдельно и открывается непосредственно перед тактом впуска.

Непосредственный впрыск (Direc Injection, DI) — впрыск топлива происходит прямо в камеру сгорания.

Одновременный или групповой тип распределенного впрыска (Simultaneous or Bank Fire Injection)

При групповом типе распределенного впрыска все инжектора впрыскивают топливо одновременно, один раз в течение одного оборота коленчатого вала, то есть два раза в течение полного рабочего цикла в четырехтактном двигателе (см. картинку выше). Таким образом, при групповом механизме организации подачи топлива, форсунки иногда впрыскивают бензин в уже закрытый клапан, и все же данный тип имеет свои преимущества в простоте.

Сверх того, тот факт, что впрыск топлива происходит дважды, это в свою очередь позволяет использовать инжектора меньшего размера, что уменьшает стоимость. Кроме того, использование форсунок меньшего размера имеет дополнительное преимущество при работе двигателя на не высоких частотах вращения, при малой нагрузке, и особенно на холостом ходу т.к. это позволяет увеличить длительность открытия форсунок и пропустить второй импульс т.е. впрыскивать только один раз за каждых два оборота коленчатого вала. Это в свою очередь улучшит точность измерения длительности открытия форсунок, потому что большинство инжекторов становятся неустойчивыми при длине импульса меньше 2 миллисекунд.

Видео Sequential Injection vs Batch Fire Injection

Фазированный впрыск (Sequential Injection)

Большинство современных автомобилей используют фазированную систему распределенного впрыска, которая позволяет осуществлять подачу топлива синхронно с открытием впускных клапанов индивидуально для каждого цилиндра.

Обычно, на серийных автомобилях фаза впрыскивания начинается около 40-50 градусах до начала открытия впускного клапана. Чтобы обойти трудности, вызванные использованием больших форсунок, распыляющих именно тогда, когда впускной клапан открыт, достаточно часто производители устанавливают малого размера инжектора. Поэтому в режиме круиз и малых нагрузках, форсунки заканчивают впрыск топлива еще до момента закрытия впускных клапанов. Это снижает вредные выбросы, уменьшает расход и улучшает реакцию на педаль газа.

Однако, с увеличение частоты вращения и нагрузки, сток форсунок уже не достаточно для впрыскивания топлива в столь короткий промежуток времени, пока впускной клапан открыт (в среднем около 250 градусах). Поэтому, для обеспечения подачи необходимого количества топлива, время открытия форсунок значительно увеличивается и момент впрыскивания происходит даже после закрытия впускных клапанов, этот заряд используется на следующем такте впуска. Становится очевидно, что с увеличением нагрузки и частоты вращения, уже нет разницы, в таком случае, между фазированным и одновременным типом распределенного впрыска. Поэтому и мощность, на серийных двигателях, примерно одинаковая при сравнении обоих систем. На самом деле, только на малых нагрузках и скоростях вращения, фазированный впрыск имеет преимущество в серийных двигателях.

При настройках форсированных двигателей не все уделяют достойное внимание фазам топливоподачи. Более того, даже профессионалы, не всегда могут сказать, как повлияет настройка подачи топлива на эффективные показатели конкретного двигателя. Со своей стороны могу сказать одно – эффект положительный, в пределах 4-5% от максимальных показателей, нормальное явление на любом двигателе.

Конечно, кто-то может сказать, что настраивал фазы топливоподачи и результат был практически незаметный. И такое бывает, но всему есть объяснение. Результат будет положительным только в случае правильно подготовленной и установленной самой системы впрыска, и не важно, на атмосферном гоночном двигателе или высокофорсированном с нагнетателем.

Ниже привожу реальный пример на 2.0 литра атмосферном гоночном двигателе Форд:

И график мощности в л.с.

Полный размер

Я не могу точно сказать, какой будет результат в улучшении характеристик, все зависит от того, что уже сделано и установлено на конкретном двигателе, но вот, что надо сделать, для получения максимально возможного результат я постараюсь рассказать.

При постройке гоночного или высокофорсированного двигателя нас особо не волнуют работа двигателя на малых нагрузках, скоростях вращения и вредные выбросы (эмиссия). Поэтому, первое, что необходимо сделать, так это установить достаточно большие форсунки, которые способны в короткий промежуток времени впрыснуть необходимое количество топлива при максимальной мощности. Обычно, когда гоночный двигатель работает на фазированной системе впрыска, фазы настраиваются таким образом, что бы момент окончания впрыска приходился до закрытия впускного клапана.

Некоторые полагают, что длительность открытия форсунок не должна превышать период времени пока впускной клапан открыт. К примеру, если впускной распредвал имеет полную фазу 290 градусов, то длительность открытия форсунок (время впрыскивания топлива) будет ограничено 290 градусами поворота коленчатого вала. Для низких частот вращения этo правда, но как только мы приближаемся к оборотам двигателя, где максимальная мощность, в таком случае лучше всего результат будет при длительности открытия форсунок в пределах 430-500 градусов (или, если 720 градусов полный рабочий цикл, то оптимальным duty cycle форсунок будет 60-70%). Таким образом, если у нас установлен распределительный вал с полной фазой 290 градусов, момент открытия форсунок будет происходить 140-210 градусов до начала открытия впускного клапана.

Для того что бы двигатель работал с использованием всех преимуществ системы фазированного распределенного впрыска, используют второй ряд форсунок. В таком случае, основной ряд форсунок, который установлен в близости впускных клапанов, используется для холостого хода, малых нагрузок и обычно имеют размер до трех раз меньше, чем второй ряд инжекторов.

В зависимости от мощности и возможностей ЭБУ на котором будет производится настройка есть несколько техник, но это уже не так и важно, я приведу основное правило которое не плохо работает. Фазы основных, встроенных форсунок можно настроить по принципу, как и на сток т.е., скажем, установить момент открытия форсунок где-то 40 градусов до начала открытия впускных клапанов. При впрыскивание топлива на закрытый впускной клапан, большая часть мгновенно испаряется и это образовавшееся облако паров топливно-воздушной смеси, с отличной гомогенностью, как раз будет готово к моменту открытия впускного клапана, и при поступлении в камеру сгорания улучшит процесс сгорания.

А вот при настройке фаз второго ряда форсунок, необходимо выбрать за отправную точку момент закрытия форсунок, так будет намного проще и удобнее (во всяком случае, для меня это так). Сам момент или фазу конца впрыска топлива можно узнать только при настройке на динамометрическом стенде и постоянно следить за изменяющимся при этом значении лямбда (или AFR, кому как удобно). Но обычно, это близко к моменту закрытия впускного клапана. Фаза особо не зависит от нагрузки, поэтому достаточно сделать 2D таблицу фаз от частоты вращения коленчатого вала.

Также стоит упомянуть о дополнительном преимуществе использование второго ряда форсунок, т.к. они включаются при уже достаточно мощном воздушном потоке, а располагают их обычно как можно дальше от впускных клапанов, в таком случае, из-за хорошего смесеобразования и эффекта охлаждения воздушного заряда впрыскиваемым топливом форсунок второго ряда, происходит увеличение плотности и как следствие увеличивается наполняемость цилиндров – больше кислорода, больше крутящего момента.

Как я уже упоминал, настройка фаз топливоподачи имеет смысл только при условии, что в режиме максимальной мощности форсунки будут загружены в пределах 60%-70%. Если инжектора будут слишком большие, и скажем, максимальная загрузка составит всего 40-45%, результат будет отрицательный из-за плохого распыла, смесеобразования и естественно ухудшенного охлаждения при испарении. Особенно это заметно на двигателях с нагнетателем. Также, если вы планируете получать максимально возможный результат от использования настройки фаз топливоподачи – помните, что при загрузке инжекторов 75-80% и выше, не фига ничего не получится.

С теорией на сегодня закончим и пора приступать к конкретным замерам и посмотреть как влияет фаза топливоподачи на лямбду и мощностные характеристики двигателя.

Но, для лучшего понимания, необходимо пояснить кое-что. В программном обеспечении ЭБУ немного по-другому используется нумерация градусов коленчатого вала, не как обычно в направлении слева направо от верхней мертвой точки на такте сжатия, а наоборот справа налево, т.е. цифры указывают на то, сколько градусов до, а не после. Поэтому я специально подготовил такую диаграмму.

Для начала предлагаю посмотреть на влияние фазы топливоподачи на состав топливно-воздушной смеси (лямбда в данном случае) при работе двигателя на холостом ходу.

Полный размер

www.drive2.ru

Непосредственный и распределенный впрыск

Многие современные инжекторные двигатели оснащаются различной системой впрыска топлива. Уже давно ушел в историю моновпрыск, а тем более карбюратор, и сейчас остались два основных вида – это распределенный и непосредственный тип (на многих автомобилях они «скрыты» под аббревиатурами MPI и GDI). Однако простой обыватель реально не понимает в чем разница, а также — какой из них лучше. Сегодня мы закроем этот пробел в конце будет видео версия и голосование, так что читаем-смотрим-голосуем …

СОДЕРЖАНИЕ СТАТЬИ

Действительно пришел в салон смотришь на комплектации, а там сплошные MPI или GDI, могут быть еще и ТУРБО варианты. Начинаешь спрашивать консультанта, а он однозначно хвалит непосредственный впрыск, а вот распределенный (ну если уж денег не хватает). НО чем он так хорош то? Зачем переплачивать, и тратится именно на него?

Распределенный или многоточечный впрыск топлива

Начнем именно с него, все потому что он появился первым (перед своим оппонентом). Прототипы существовали еще на заре 20века, правда они были далеко от идеала и зачастую использовали механическое управление.

Сокращение MPI (Multi Point Injection) – многоточечный распределенный впрыск. По сути это и есть современный инжектор

Сейчас с развитием электроники карбюратор и прочие системы питания, которые были на заре, уходят в прошлое. Распределенный впрыск это электронная система питания, которая основана на инжекторах (от слова injection — впрыск), топливной рампе (куда они устанавливаются), электронном насосе (который крепится в баке). Все просто ЭБУ дает приказания насосу качать топливо, оно по магистрали идет до топливной рампы, далее в инжектора и после распыляется на уровне впускного коллектора.

Но эта система также шлифовалась годами. Существуют три типа впрыска:

  • Одновременный. Раньше в 70 – 80 годы никого не заботила цена на бензин (стоял он дешево), также никто не думал об экологии. Поэтому впрыск топлива происходил сразу во все цилиндры, при одном обороте коленчатого вала. Это было крайне не практично, потому как обычно (в 4 цилиндровом двигателе) — два поршня работают над сжатием, а другие два отводят отработанные газы. И если подавать бензин сразу во все «горшки» то другие два просто выкинут его в глушитель. Крайне затратно по бензину и очень вредно по экологии.
  • Попарно-параллельный. Этот вид в распределительном впрыске как вы наверное уже догадались, происходил в два цилиндра по очереди. То есть топливо поступало именно туда, где сейчас происходит сжатие.
  • Фазированный тип. Это самый совершенный на данный момент метод, здесь каждая форсунка живет «своей жизнью» и управляется отдельно. Она подает бензин именно перед тактом впуска. Здесь происходит максимальная экономия смеси, а также высокая экологическая составлявшая

Я думаю с этим понятно, именно третий тип сейчас устанавливается на все современные модели автомобилей.

ГДЕ РАСПОЛАГАЕТСЯ ИНЖЕКТОР. Здесь кроется основное отличие распределительного впрыска от непосредственного. Форсунка находится на уровне впускного коллектора, рядом с блоком двигателя.

Смешение воздуха и бензина происходит именно в коллекторе. От дроссельной заслонки поступает дозированный воздух (который вы регулируете педалью газа), при достижении им форсунки впрыскивается топливо, получается смесь, которая уже затягивается через впускные клапана в цилиндры мотора (дальше сжатие, воспламенение и отвод отработанных газов).

ПЛЮСАМИ такого метода можно назвать относительную простоту конструкции, дешевизну, также сами инжектора не должны быть сложными и устойчивыми к высоким температурам (потому как не имею контакта с горючей смесью), работают дольше без очистки, не так требовательны к качеству топлива.

МИНУСЫ больший расход топлива (по сравнению с оппонентом), меньшая мощность

НО из-за простоты, дешевизны и неприхотливости устанавливаются на большое количество моторов не только бюджетного сегмента, но и D-класса.

Непосредственный впрыск

Появился не так давно, в 80 – 90 года прошлого века. Развитием активно занимались такие бренды как MERCEDES, VOLKSWAGEN, BMW и т.д.

Сокращение GDI (Gasoline Direct Injection) – впрыск непосредственно в камеру сгорания

Впрыск происходит по принципу фазированного типа, то есть каждая форсунка управляется отдельно. Зачастую они закреплены в рампу высокого давления (что-то наподобие COMMON RAIL), но бывают и отдельные элементы топливо подходит именно к каждой отдельно.

КАКОЕ ЗДЕСЬ ОТЛИЧИЕ – форсунки вкручиваются в сам блок двигателя и имеют непосредственное соприкосновение с камерой сгорания и воспламененной топливной смесью.

Воздух также подается через дроссель, далее по впускному коллектору – через клапана заходит в цилиндры мотора, после этого на цикле сжатия впрыскивается топливо, смешиваясь с воздухом и воспламеняясь от свечи. ТО есть смесь происходит непосредственно в двигателе, а не во впускном коллекторе, в этом то и кроется основная РАЗНИЦА!

ПЛЮСЫ. Топливная экономичность (может достигать до 10%), большая мощность (до 5%), лучшая экология.

МИНУСЫ. Нужно понимать форсунка находится рядом с воспламененной смесью, из этого вытекает:

  • Сложная конструкция
  • Сложное обслуживание
  • Дорогой ремонт и профилактика
  • Требование к качеству топлива (иначе банально забьется)

Как видите эффективно-технологично, но дорого обслуживать.

Что же лучше — таблица?

Предлагаю подумать, составил таблицу по плюсам того и другого типов

Распределенный (MPI) плюсы: Непосредственный (GDI) плюсы:
Дешевый Мощнее (около 5%)
Простой Меньший расход (до 10%)
Работают больше без очистки Экологичнее
Не требовательны к качеству топлива
Инжектора проще конструкция

Как видите и тот и другой тип имеют весомые преимущества перед другим, видимо пока существуют оба.

Сейчас видео версия смотрим.

А теперь голосование, как ВЫ считаете что лучше – MPI (распределенный) или GDI (непосредственный)?

НА этом заканчиваю, думаю, моя статья и видео были вам полезны. Читайте наш АВТОБЛОГ, подписывайтесь на обновления.

(14 голосов, средний: 4,64 из 5)

Похожие новости

Можно ли заливать дизельное масло в бензиновый двигатель. Какие .

Расточка блока цилиндров. Зачем нужно двигателю и можно ли сдела.

впрыск На вопрос о том, что делается при воздействии на педаль акселератора, можно услышать от большинства автовладельцев банальный ответ, который правильным можно назвать лишь наполовину: происходит увеличение либо уменьшение подачи топливной смеси в силовой агрегат.

На самом деле, при помощи газовой педали осуществляется управление воздухоподачей внутрь цилиндров. А в зависимости от температуры мотора и его реальной производительности, будет подано и необходимое количество топлива для приготовления оптимального состава горючей смеси.

Например, у давно устаревших двигателей с карбюратором дозировка бензина осуществлялась по принципу разрежения воздуха, находящегося за заслонкой дросселя, управление которой осуществлялось педалью «газ». Сразу стоит сказать, что дозировка бензина в таком типе силового агрегата не отличалась точностью, вследствие чего карбюраторный мотор нельзя было назвать экономичным и экологически безопасным. В итоге это и послужило толчком к полному списанию карбюраторных моторов с производства.

Карбюраторные системы впрыска топлива с успехом заменили системы форсунок, подача и впрыск топливной смеси в которых осуществляется под давлением, его обеспечивает бензонасос.

Выделяют три основных типа систем впрыска:

Однако сегодня на автомобилях применяются только последние две. Если говорить о центральной системе распределения впрыска (моновпрыске), то ее работа оказалась неэффективной, поскольку топливная смесь неравномерно распределялась по цилиндрам, а на впуске возникало значительное сопротивление, в результате чего не удалось достичь требуемого уровня экономичности. По этой причине и в связи с ужесточением норм экологической безопасности, моноврпрыск, как и карбюратор, также канул в Лету.

Относительно распределительной (многоточечной) системы впрыска MPI -Multi Point Injection можно сказать, что в ее работе также далеко не все в порядке. Однако, ее «конкуренту» – системе прямой подачи топлива, которую с конца ХХ века стал использовать на всем своем модельном ряде концерн Mitsubishi, более чем за 15 лет так и не получилось отправить MPI в отставку. Теме не менее, по прогнозам специалистов, это когда-нибудь да случится, и систему распределительного впрыска, как карбюратор и центральный впрыск отправят на «свалку автомобильной истории».

Действительно ли использование системы прямой топливоподачи настолько эффективно и оправдано, что скорое вытеснение с рынка MPI неизбежно? Дабы правильно ответить на этот вопрос, стоит провести сравнение этих систем топливоподачи.

В отличие от центрального типа топливовпрыска в этих обеих системах бензин впрыскивается через форсунку в цилиндр силового агрегата, но в распределенной системе предусмотрен впускной коллектор, через который вначале проходит топливо.

Во время прямой подачи топлива его впрыск осуществляется непосредственно в цилиндр, а точнее, в его камеру сгорания. Пожалуй, это и является главным отличием двигателей, которые у разных производителей имеют свои буквенные обозначения: CGI (Mercedes), FSI (Volkswagen), GDI (Mitsubishi), HPi (Peugeot) от модельного ряда моторов MPI.

Интересно, а чем же так хорош прямой впрыск топлива в цилиндр? Реально – ничем, если учитывать конструкционные особенности моторов. А все потому что в этом случае на создание горючей смеси и испарение паров бензина выделено слишком мало времени, чем при его прохождении через впускной коллектор, когда на выходе в цилиндр поступает уже полностью готовая смесь.

Рассмотрим и другие отличия агрегатов HPi, GDI, CGI и FSI от модельного ряда MPI-моторов:

  1. В системе прямого впрыска, давление проходящего через форсунку топлива, в несколько десятков раз выше, нежели в системе распределенного впрыска. Это достигается благодаря применению ТНВД в конструкции силовых агрегатов с прямым топливовпрыском.
  2. Специальная конструкция форсунок системы прямой топливоподачи позволяет раскручивать капельки бензина на выходе, благодаря чему быстрее осуществляется их испарение. В то время как вся функция форсунки распределительной системы состоит из средств формирования топливного факела.

Как видно, система топливоподачи MPI гораздо проще во всех отношениях. Но, это далеко не все. В двигателях с прямой подачей топлива на их производительность влияет распределение воздуха внутри них и количество впрыснутого топлива в цилиндры. По этой причине поршневая часть в агрегатах с системой прямого впрыска имеет сложную профилированную конструкцию.

Подобную функцию выполняют и клапаны впуска в конструкции коллектора системы прямой подачи топлива. В конструкции HPi, GDI, CGI и FSI агрегатов предусмотрено послойное образование горючей смеси. Это говорит о том, что полностью сгорает лишь небольшое количество топлива, находящееся вблизи свечи зажигания либо происходит процесс разрушения этого облака из горючего для того, чтобы сделать всю рабочую смесь более обогащенной. В силовых бензиновых агрегатах конструкции MPI каналы для впуска топлива необходимы исключительно для впрыска смеси бензина с воздухом в цилиндры, поэтому они не имеют заслонок и винтовой формы, как моторы с прямой топливоподачей.

Такими «наворотами» перечисление отличий системы прямой подачи топлива от распределенной не заканчивается. Однако, большинство заметных моментов уже описаны выше. Если копнуть поглубже, то стоит отметить, что топливный насос высокого давления, наличие специального впускного коллектора, поршневой части особой конструкции и сложной системы форсунок отчасти можно отнести к недостаткам, наличие которых вовсе не говорит, что лишенным этого двигателям MPI придется сойти с дистанции. Во всяком случае, в ближайшее время.

Но, рано или поздно, это все же произойдет. И опять-таки по той же причине, которая относительно недавно сделала карбюратор и систему центральной подачи топлива достоянием политехнических музеев – отсутствие у системы распределенной подачи бензина высоких показателей экономии топлива без потери мощности силового агрегата, и большое количество вредных соединений в выхлопных газах автомобиля. Проведенные тестирования систем топливоподачи выявили, что силовые агрегаты с системой прямого впрыска топлива в отличие от других моторов, имеющих одинаковый объем, позволяют экономить порядка 20-25% топлива, при этом их мощность возрастает на 10%. Естественно, что ни один из существующих автопроизводителей не станет пренебрегать заявленными удовольствиями!

Но, наличие большого количества преимуществ вовсе не говорит об отсутствии недостатков. У системы прямой подачи топлива есть свой «скелет в шкафу». Если рассматривать экологическую составляющую использования прямого впрыска, то она практически идеальна, за исключением одного «но» – повышенного содержания сажи в выхлопных газах. Это и делает систему прямой топливоподачи единственным конкурентом дизельным силовым агрегатам. А это уже реальная возможность FSI поладить с MPI. Это было бы классно, но, во всяком случае, этим системам придется ладить друг с другом в одном двигателе.

Именно эту идею и воплотили в жизнь конструкторы компании Volkswagen, объединив в одном моторе обе системы MPI и FSI. Двигатели 1,8 и 2,0 TFSI относятся к третьему поколению агрегатов EA888.

Любой работник автосалона с гордостью заявит вам, что двигатель предлагаемого вам автомобиля «оборудован новейшим непосредственным впрыском». Чаще всего, при этом, смысл и принцип работы нововведения объяснить затруднится, но зато посулит немыслимую экономию («до 30%») и «увеличение мощности».

Между тем, «новейший» непосредственный впрыск, это технология разработанная еще в середине 30-х и серийно применявшаяся в годы Второй мировой, например, на истребителях «Мессершмитт 109».

Вскоре после войны немецкая инженерия несколько раз пыталась применить этот принцип на мелкосерийных автомобилях, в числе которых был и культовый Mercedes 300SL c механическим непосредственным впрыском — по сути, настоящий «бензиновый дизель».

Количество поломок систем первого поколения оказалось решающим — про принцип в промышленном масштабе забыли на пяток десятилетий, несмотря на заметную экономию на фоне примитивного карбюраторного смесеобразования.

Идея распылять топливо непосредственно в цилиндр стала практически полезной только в начале 90-х. Причина проста — экология и ее нормативы. Значительное количество времени при городском режиме движения автомобиль работает в режиме малых и частичных нагрузок, иногда топливо тратится практически «в пустую» — фактически только на поддержание холостых оборотов.

Хорошо было бы, подумали инженеры, для режимов малых нагрузок наполнять цилиндры бедной смесью, сильно отступив от пропорций стехиометрии. И если для полноценного горения за идеал принято соотношение 14.7 кг воздуха на 1 кг бензина плюс-минус 10%, то выгодным, с точки зрения экологии, было бы найти возможность поджигать смесь в несколько раз более бедную, экономя бензин. Раза так в 2-3 более бедную, иначе заметного результата не будет. Из практики однако известно, что уже соотношение более 15,7 вызывает проблемы с горением. При соотношениях более 22:1 эффективного воспламенения уже не происходит, что грозило затее провалом.

Вот тут-то про непосредственный впрыск и вспомнили. В отличие от обычного распределенного впрыска, где форсунка льет прямо во впускной канал, поместив форсунку прямо в цилиндр, мы получаем возможность управлять фазой и длительностью впрыска — впускной клапан уже не мешает. Это как видео против киноаппарата с обтюратором — когда источник топлива уже в цилиндре, управляй им как хочешь — ничто не мельтешит перед форсункой и не отвлекает от процесса. 🙂

Для режима частичных нагрузок впрыскивание организовали в момент начала такта сжатия. Топливо долетает до днища поршня специальной формы, попутно забирая часть тепла в цилиндре и препятствуя тем самым детонации, хорошо перемешивается с воздухом и вспыхивает к моменту конца сжатия совместно с дополнительно поданной порцией в итоговом соотношении всего около 40:1(!). В обычном же режиме, двигатель работает на уже привычном соотношении воздуха и бензина, близком к стехиометрии. Вот вам и зримая экономия.

Это как бы осязаемые плюсы. А теперь сюрприз, поговорим о недостатках.

Система питания обычного двигателя работает при давлении около 3,5 атм. Для этого нам требуется электронасос, не шибко отличающийся по конструкции, надежности и цене от насоса «Малыш» у вас на даче. Также потребуется несколько форсунок, по числу цилиндров — а это тоже не ахти какие большие затраты как при производстве так и при последующей возможной замене. Добавляем сюда только обычные шланги и фильтр. Неисправный насос сразу даст о себе знать и может быть довольно просто продиагностирован и заменен на аналогичный. С форсунками возни и проблем еще меньше — живут десятками лет.

А теперь вот вам, форсунка непосредственного впрыска, по сравнению с распределенным впрыском, это недешевые, сложные в производстве и довольно капризные форсунки с давлением от 50 до 200 атм. Сравните с 3,5 атм. Да, это не дизель с 1800-2500 атм, но уже совсем точно не «обычный» распределенный впрыск.

Систему дополнительно усложняет наличие ТНВД — самого насоса, который обеспечивает столь высокое давление. В принципе, любой насос — штука механическая. А если давления высокие, то потенциально проблемная.

Идем далее: осмоление и закоксовка рабочей части форсунки нарушают точность ее работы — чувствительность к качеству топлива заметно повышается. Надежность — нет.

Требования экологии подразумевают рециркуляцию картерных газов — избытка давления в масляной системе. Это минимум. А иногда еще и части выхлопных газов… То есть, пока двигатель не прогрет, часть выхлопных газов снова отправляется на впуск, «на переработку». Экология…

Вспоминаем теперь, что форсунка во впускные каналы уже не прыскает — грязь и отложения не смывает. А вентиляция именно через них и организована, что в итоге?! А вот что:

Закоксовывание приводит к затруднению закрытия клапана, что в скором времени гарантирует снижение компрессии в цилиндрах. Мотор начинает ощутимо потряхивать, а после цилиндры и вовсе отключаются. Применение масел обычного качества, что норма для всех производителей (LowSAPS, с низкой щелочностью и высоким NOACK индексом)
отпускает мотору пару-тройку лет сравнительно беспроблемного существования.

Теперь поговорим про прирост мощности и экономичности. Как современный (года так с 1990) автомобиль с условным 3-х литровым двигателем ел по городу 15-16 литров, так и ест. Без улучшений. Что с непосредственным впрыском, что с распределенным. Какие тесты журналисты не проводят — там везде примерно одни и те же цифры фактического расхода.

Мощность, точнее — момент? Для примера рассмотрим в сравнении два практически идентичных мотора — BMW N52 и BMW N53. Ну едва ли этот эксцесс в 20 Н/м можно назвать достижением, чиптюнингом можно достичь сравнимых результатов.

Непосредственный впрыск для реальных условий эксплуатации это:

1.Использование конструктивно сложных и потенциально ненадежных узлов и агрегатов.
2.Исключительно высокие требования к качеству топлива, а особенно — масла.
3.Снижение потребления топлива и увеличение мощности на практике малозначительны, или вообще отсутствуют.
4.Диагностирование неисправностей и ремонт значительно усложнены.

Покупая автомобили BMW, Audi, Mercedes и прочих марок с непосредственным впрыском топлива, найдите время разобраться с особенностями эксплуатации этих двигателей на основе практического опыта владельцев, а не рекомендаций производителя.

Смотрите также

Комментарии 71

а как вам давление наддува 1,5 бара на 87 октане при непосредственном впрыске? и это на минеральном масле типа автола, без ЭБУ, с закисью и метанолом!

Идеально масло для непосредственного выпрска это масла на базе ПАО и Эстеров

ПАО 3.8 — вспышка — 213С, застывания — (-72С)

ПАО 4 — вспышка — 228-230С, застывания — (-60С -64С -67С)

ПАО 6 -вспышка — 270С, застывания — (-53С)

ПАО 7 — вспышка — 277С, застывания — (-42)

*(Это данные из технических таблиц)

MillersOilsCFS 5W-40 NT — температура вспышки – 232С, tC застыв. -44С

IdemitsuZeproRacing 5w-40 — вспышка — 230С, застывания -50С.

Red Line 0w-40 — вспышка -222С, застывания -60С (по паспорту), испаряемость NOACK — 9%.

Red Line 5w-40 — вспышка — 232C, застывания -45С (по паспорту), испаряемость NOACK — 6%.

Татнефть Ультра 5w-40 — вспышка — 252С, застывания -56С (по паспорту), испаряемость NOACK — 5,7% (вспышка — 246С -данные Ойл Клаба)

Ред Лайн/Идемитсу/Миллерс примерно похожи на ПАО 4 (50-60%) + с учетом Эстеров (18-20% у Миллерс ) и минералки для растворения присадок.

50-60% ПАО -это много. С учетом, что в ТОПовых Кастролах и Мобилах 20% (по тех докам MSDS).

В старых ПАО маслах Валволин, в техдоках указывалось, что состав ПАО 4 — 64%, загустители 8-9%. Примерно такая картина и у Идемитсу, Ред Лайн и Миллерс.

Как видно, полностью ПАО только Татнефть

для непосредственного впрыска идеальны масла с кальцием примерно ниже 1600 ppm
читайте патент
речь идет о lspi
drive.google.com/file/d/0…4cll3M2s/view?usp=sharing

ПАО не панацея от всех бед.
В настоящий момент ПАО целесообразно использовать лишь в качестве дополнительного компонента для т.н. масел longlife!

Не согласен. Кальций уменьшают для уменьшения общей зольности.

Современные низкозольноые масла спецификации АСЕА С3 это сильно задушенное по присадкам масла. Для чего душат?

1. Новые экологические норма Европы по выбросам фосфатов.
2. Для уменьшения зольности.

Страдают моюще-диспергирующая способность и противоизносные свойства.
По выбросам фосфатов, которые попадают в камеру сгорания, а затем негативно отражаются на ДПФ фильтрах, есть такой момент.

Делали расчеты на зольность и выбросы между разницами малозольных и полнозольных масел, и разницой в качестве топлива (Евро 4 и Евро5).

Так вот, разница в количествах выброса между маслами полнозольник/малозольник и топливом Евро4/Евро5 отличается в 20-100 раз!

Т.е. разница во вреде от использования полнозольного масла против малозольного на столько мизерна, что не стоит данный вопрос даже рассматривать, а лучше беспокоиться о качестве топлива.

Теперь о другом факторе (второй момент). Зольность в масле. Зола образуется при окончательном сгорании элементов содержащих соли металлов. Для уменьшения зольности, производители масел пытаются перейти на беззольные аналоги, но по эффективности для замены традиционному пакету ZDDP пока ни чего не найдено.
Зола имеет свойство абсорбировать в себя продукты нитрации и окисления, т.е. углеродистые вещества. Абсорбируясь в золу продукты окисления увеличиваются в размерах и превращаются в тяжелые смолистые вещества. Удержать, которых, масло, в себе, уже не в состоянии. Смолистые вещества липнут на самых горячих участках двигателя (клапана, канавки поршневых колец и турбина. В основном, в первую очередь страдают клапана). Поэтому масла с индексом С3/С4/С2 рекомендуют для двигателей с прямым непосредственным впрыском топлива, где клапана не омываются топливом и их самоочистка не происходит. Технологии самоочистки клапанов в двигателях с прямым впрыском топлива, до сегоднешнего дня не существует. Но С3 не спасает от данной напасти, а лишь несколько замедляет процесс закоксовывания.

Теперь самое важное и главное, о чем не договаривают рекламодатели и многие знатоки двигателей, рекламирующих масла со спецификацией С3/С4/С2!

1. Процесс смолообразования происходит строго в определенный момент, когда упущен момент замены масла. Первая стадия это стадия индукции, когда масло еще имеет диспергирующие свойства, вторая стадия это стадия смолообразования, когда диспергирующих свойств больше нет и продукты окисления и нитрации начинают резко увеличиваться в размерах, и тут хоть С3 или А3 разницы практически ни какой, только сам процесс смолообразования чуть медленнее у С3.

ПРИЧЕМ! именно у С3 первая стадия индукции очень короткая из-за нехватки моюще-диспергирующих присадок!

2. Когда речь идет о полностью ПАО маслах, то абсолютно нет ни какой разницы по содержанию золы. Углеродистых веществ (продуктов окисления) в ПАО маслах не образуется или образуется очень медленно и незначительно мало!

3. При уменьшении зольности сильно страдают проитвоизносные свойства из-за нехватки присадков ZDDP. Сами инженера разработчики современных двигателей Мерседес, БМВ, Ауди НЕ рекомендуют Россиянам применять новые масла с последними допусками и масла со спецификацией С, из-за их малой противоизносной способности и способности борьбы с кислотами, по причине плохого качества топлива и тяжелых условий эксплуатации. Они рекомендуют полнозольные масла с полным содержанием ZDDP со старыми допусками.

4. Масла со спецификацией С не выдерживают высоких температур! Легко начинается процесс полимеризации. Мне самому до конца не ясно почему это происходит.

Очень много слов ни о чем!
melbu.livejournal.com/168497.html
Щепотку соды добавьте в любое масло и отложений не будет!

Я вижу, что ПАО уже конкретно превратили в религию!
А фактически — это безумство!

www.drive2.ru/b/2406066/
не я сно ему, чего тут не ясного: сода увеличивает щелочное число в разы и не дает прилипать в результате окисления.

Вместо щелочной неорганики в маслах С класса применяются беззольные детергенты органического происхождения.

ПАО не панацея и в настоящий момент применяется лишь как компонент, использование его в качестве базы нецелесообразно.

Эти слова основаны на матчасти. Вы видете только то, что хотите услышать. Наука родилась не вчера, ПАО эстеровые масла эксплуатируются с 30-х годов 20-го века, но все еще замена не найдена. За этот период каких только испытаний не проводила наука. И тут в раз уменьшением кальция все не решается.

Для минеральных ГК масел, куда приписывают маркетинговые пробеги под 15-20 тыс.км, возможно и стоит уменьшить кальций, чтобы образованный в итоге пластилин был менее плотнее и чернее

Эти слова основаны на прочтении достаточного количества литературы и на глубоком анализе всего этого: например drive.google.com/drive/fo…ZiWElMNDhZNkk?usp=sharing

Зачем ссылки? Выкладывайте скриншоты с переводом и с подчеркнутыми текстами! Ссылки это не докозательство. Тоже могу выбросить 10 ссылок и сказать, что анализ глубочайший

не хочу!
Это вы выкладываете картинки, а я не хочу!
я говорю своими словами, коротко и по делу!

Вот текст своими словами. Поверите?

Сранение масел III группы и IV ПАО

1. Смазывающая способность ПАО в 6,5 раза выше, чем у гидрокрекинга, прочность адсорбционной пленки 6,5 тонн/см2 у ПАО против 900 кг/см2 у парафинового гидрокрекинга.

ПАО вместе с Эстерами обладает прочностью масляной пленки уже в 22-25 тонн/см2.
Помнить! что в момент пуска и до нагрева масла до 150С ни какая противоизносная/противозадирная присадка не работают, работает только сама база и загустители.
Минимальная необходимая прочность масляной пленки на холостом ходу составляет 10 тонн/см2 (распределительная система).
На парафиновом гидрокрекинговом масле в момент пуска и до полного прогрева идет усиленный износ распредвалов и толкателей. Именно поэтому с пробегом авто теряет мощность.

2. Максимальная рабочая температура гидрокрекинга это 130С, дальше он просто перестает быть маслом.Масло превращается в воду. Адсорбционная пленка разрывается.

ПАО же, меняет свою вязкость только до 50С, выше вязкость и характеристики ПАО уже не меняются и остаются рабочими вплоть до 250-350С! Минимальная темепратура ПАО это -72С -55С против -17С у гидрокрекинга, путем добавления в гидрокрекинг антидепрессантов, минимальная температура ГК достигается до -35С. Антидепрессанты не дают парафинам связываться в кристаллические цепочки.

3. Гидрокрекинговое масло после остановки двигателя полностью стекает в картер из-за отсутствия полярности молекул. Двигателисты давно заметили, автомобиль вечером приезжает своим ходом на ремонт, ремонт начинают рано утром. При разборе обнаруживают, что цинидры и распредвалы покрыты слоем ржавчины.

Одним из лучших преимуществ ПАО-Эстеров является то, что они не стекают в картер даже через сутки после остановки автомобиля. Помните рекламу Кастрол Магнатек про умные молекулы, которые работают с первой секунды пуска двигателя? Там говорится именно про Эстеры. Хотя в этом Магнатеке самих Эстеров нет уже с 1999 года, просто реклама осталась.

4. Потеря вязкости и важного параметра HTHS. Любое гидрокрекинговое масло состоит из базы (0w=3.5 cst; 5w=4 cst и т.д.) + чтобы достичь второго значения Y, в масло добавляют полимерные загустители в больших количествах. Вот тут-то все современные производителя борятся между собой у кого круче загустители тот и получает крутые допуски. Но нет в Природе таких загустителей, которые не просаживались бы (не подвергались бы деструкции молекул — потере связи молекул) и не горели бы (полимеризация). Вязкость гидрокрекинговой 5w-40 уже через 1000 км становится 5w-30, а еще через 4000 км становится 5w-20. Во время езды, гидрокрекинговый 5w-40 становится 5w-10, затем после охлаждения восстанавливается заново, но уже не полностью.
На самом деле загустители быстро теряют молекулярную связь при езде и быстро восстанавливают вязкость после остывания, но не до конца. ПАО +Эстеры практически не содержат загустителей, т.к. они программируются уже в момент производства, Эстеры выступают как конструктор дающий чудо свойства маслам. Именно поэтому Гидрокрекинговые масла имеют индекс вязкости выше 180, а ПАО+Эстеры от 150 до 160, т.к. не содержат загустителей. Помнить! Загустители это главное зло в любом масле!

5. В ПАО маслах не образуется сажа, не образуется серная кислота, не образуется кокс в канавках поршневых колец и клапанах, не образуются смолы. Даже при пробеге в 800 тыс.км двигатель во всех его скрытых частях будет кристально чистым. Чего не скажешь про гидрокрекинг, он коксуется в любом случае, даже если с виду двигатель чист, то на самых горячих участках (клапана, канавки поршневых колец) неизбежно образуется кокс, т.к. углероды имеют свойство к нитрации, т.е. молекулы распадаются на тяжелые углеродистые соединения при окислении и затем уже эти соединения слипаются между собой образуя кристаллические решетки (нагары коксы лаки и т.д.).

6. Прокачиваемость и охлаждаемость ПАО выше на 30-40%, что не маловажно для тяжелых условий и для двигателей с турбонаддувом, где температура в турбине и в зоне подшипника турбины достигает 950С!

7. Запуски в мороз. Гидрокрекинг кристализуется и мутнеет уже при температуре -14С -17С, окончательная потеря текучести достигается при температуре -30С -35С. ПАО масло остается текучим до -46С -70С, в зависимости от плотности ПАО и Эстеров.

8. Присадки гораздо эффективнее работают с ПАО, т.к. молекулы ПАО не замещают их, не мешают присадкам, доказано всеми старыми и новейшими исследованиями.

9. Срок хранения ПАО не ограничен. Гидрокрекинг ограничен.

10. Износостойкость с ПАО не теряется на всем протяжении моточасов, у гидрокрекинговых масел износ от моточасов резко увеличивается, скачкообразно, и замена раз в 3000-5000 км не спасает положение.

«>

ravon-r2.ru


Смотрите также