Какво представлява GDI двигателят?

GDI (Бензиново директно впръскване) е бензинов двигател с директно (директно) впръскване на горивото. Двигателите със съкращението GDI са произведени от японските компании Mitsubishi, Toyota, Nissan, корейските производители на автомобили, както и от Bosh.

Също така препоръчваме да прочетете статия за това какво е двигател на ТСОС. От тази статия ще научите за характеристиките, плюсовете и минусите на двигатели от този тип.

Идеята за изграждане на двигател с директно впръскване на гориво в цилиндрите се е родила отдавна, докато масовото GDI е въведено за първи път едва през 1995 година. Двигателите с технология GDI се намират най-вече в автомобилите на Mitsubishi. Моделът на писалката с такъв мощен агрегат беше моделът на Mitsubishi Galant, който получи 1.8 GDI мощност.

Характеристики и разлики на двигателите GDI

Принципът на двигателя GDI е един вид "симбиоза" на обичайните бензинови и дизелови ICE. Първоначално, за нормалната работа на всеки двигател с вътрешно горене в цилиндрите е необходимо да се осигури така наречената смес гориво-въздух. С други думи, определена част от горивото се смесва в необходимото съотношение с част от въздуха по отношение на различните режими на работа на двигателя.Съставът на сместа директно зависи от мощността на двигателя, ефективността, икономичността, екологосъобразността и редица други характеристики.

Повечето бензинови и дизелови двигатели днес:

  • двигатели с външно образуване на смеси. Те включват остарели карбураторни единици на бензин и модерни атмосферни, компресорни или турбо-бензинови инжектори. При тези двигатели процесът на приготвяне на сместа гориво-въздух се извършва отделно (във всмукателния колектор), след което готовият заряд навлиза в цилиндрите и се запалва от свещта на запалителната система;
  • двигатели с вътрешно образуване на смеси. Този тип уред представлява дизелови двигатели, в които част от дизеловото гориво се доставя директно на цилиндрите и се смесва с наличния там въздух. Запалването на заряда възниква от контакта на доставеното дизелово гориво с обема на въздуха, загрят чрез компресия, т.е. без участието на външен източник на запалване;

Двигателят GDI е бензинов двигател, при който процесът на образуване на смес е подобен на дизеловото гориво, т.е. горивото се впръсква директно в цилиндрите, където се смесва с въздуха, доставен по-рано.Същевременно получената смес гориво-въздух се запалва в цилиндъра чрез искра от запалителната свещ.

Ако каже друго, въздух влиза двигателя отделно GDI инжектор има директно впръскване на горивото в цилиндъра, след смесване на компонентите се случи, след което сместа се запалва чрез електрическа искра на свещта. Трябва да се добави, че по време на смесването на дизайнерите вземат под внимание редица аеродинамични характеристики за оптимално подреждане на сместа. Поради тази причина, дизайн на буталото и горивната камера се различава значително от аналози в двигатели с външно образуване на смес, както и предварително камера на двигателя. главата на бутало има специална форма за горелка спрей посоки на запалителната свещ, цилиндровата глава е получила директни вертикални входните канали, което позволява на "затягане" въздуха в цилиндрите на двигателя. Благодарение на такова устройство работната смес с гориво-въздух в GDI се движи по строго определен път.

Освен това, съставът на сместа се различава в различните секции от общия обем на цилиндъра. В резултат на това тези решения варират GDI двигатели могат да работят при много по-постно, което би било неподходящо за конвенционален бензинов двигател.Съотношението гориво-въздух, необходимо за искрово запалване, е концентрирано в цилиндъра GDI на мястото на запалителната свещ, докато при конвенционалните "ръбове" на цилиндъра сместа остава максимално изчерпана.

Също така препоръчваме да прочетете статия за това какво е двигател TDI. От тази статия ще научите за дизайните характеристики, предимствата и недостатъците на този тип единици.

Друга характеристика на двигателя GDI е наличието на две горивни помпи:

  • обичайната електрическа горивна помпа в резервоара за гориво;
  • помпа за високо налягане (горивна помпа) с механично задвижване от двигателя;

Това решение е и аналог на принципа на подаване на гориво в дизелов двигател. При двигателите GDI, налягането при впръскване е около 50 бара, докато в конвенционалните бензинови двигатели с вътрешно горене е около 3 бара.

Впръскване на гориво и сортове GDI

Моторите GDI имат редица разлики в дизайна, така че те могат да бъдат разделени на две групи:

  • за вътрешния японски пазар;
  • за европейските пазари;

Такива единици се различават в дизайна на самия мотор, в характеристиките на инжекционната помпа и в конструкцията на системата за впръскване на горивото. Версиите за Япония имат два основни режима на впръскване на горивото GDI:

  1. режим на прекомерно изгаряне;
  2. превъзходен режим на изход;

Първият режим включва работата на двигателя върху прекомерно изхвърлена смес, която има съотношение 37: 1-43: 1. Този режим на работа се поддържа от компютъра при умерени скорости до 110-120 км / ч. като се отчита гладкото ускорение, т.е. без натиск върху педала на газта. В този режим двигателят GDI осигурява максимален въртящ момент. Инжекторите впръскват гориво в момента, когато буталото е на компресионния ход и не достигне TDC. Инжекторът за впръскване на гориво в този случай се получава под формата на еднообразна струя, след което има въртящ се поток по посока на часовниковата стрелка за най-добро смесване с въздуха в цилиндъра.

Във втория режим се приема стехиометричният състав на сместа гориво и въздух. Посоченият режим на работа се активира, когато двигателят е натоварен (високоскоростно шофиране, теглене на ремарке, шофиране нагоре и т.н.)

Във вариантите за Европа, GDI моторът получи допълнителен двуетапен режим на смесване. Посоченият режим се изчислява за активно ускорение от място или необходимост от резки ускорения при изпреварване. В този режим горивото се впръсква в цилиндрите стъпаловидно (на два етапа за 4 цикъла).

При хода на всмукване, първата инжекция се извършва в този режим, което води до най-слаба смес в цилиндъра със съотношение от около 60: 1. Тази смес не е предназначена за запалване. Основната задача е ефективното охлаждане на горивната камера, тъй като по-голям обем въздух и гориво могат да бъдат доставени в охлажданата камера при компресиращия ход. С други думи, това решение прави възможно подобряването на пълненето на цилиндрите. След това при компресионния ход се извършва втора инжекция, след което съставът на сместа вече е 12: 1, т.е. работната смес става максимално обогатена.

В резултат на това цилиндрите са ефективно запълнени и двигателят дава максималната налична мощност. В сравнение с двигателите, които са разпределили инжекцията, GDI е с 10% по-мощен. В резултат на това европейските версии на GDI са по-еластични и могат да придадат по-голям въртящ момент на "дъното", ако е необходимо, да се ускорят рязко при шофиране със скорост 30-60 км / ч.

Също така имайте предвид специалния режим на GDI двигателя, наречен stich F / B. Този режим на работа придобива най-приблизително отношение към стехиометричния състав на сместа гориво-въздух и също така е разделен на два под-режима: затворен контур и отворен контур.

В първия случай съставът на сместа се регулира от показанията на датчика на кислород, втората сензорите не влияят на състава на сместа от гориво и въздух. Тази функция е разликата между GDI и други мотори по време на работа на празен ход. двигателя ECU променят динамично режими компресия на постно и Щих F / B, докато двигателят работи на празен ход, традиционно духаше цилиндри. Специална особеност е увеличаването на оборотите на празен ход до 900-950 об / мин. по време на прехода между посочените режими. Тази промяна в режимите на работа на GDI обикновено се извършва веднъж на всеки 4 минути. Всички режими се превключват под управлението на компютъра. Ако говорим за удобството на водача, смяната на режими и промени в работата на двигателя едва се усеща.

Що се отнася до GDI токсичност, японските инженери са разработили специални катализатори за двигатели, които работят на високо постно. В резултат на това нивото на азотните оксиди в отработените газове на този двигател е в рамките на Евро-3. Заслужава да се отбележи, че високото съдържание на сяра, което е отбелязано в домашното бензина, бързо довежда катализатора преобразуватели се провалят.

Неизправности и проблеми на двигателите GDI

Основният проблем на този тип двигател е повишената чувствителност към качеството на горивото, както и всички фактори и счупвания, които могат да повлияят на качеството на сместа.

На двигателите GDI черните запалителни свещи бързо се превръщат в черни и неактивни. Горивното оборудване на такива двигатели е много по-чувствително към наличието на вода и механични примеси в бензина. образуване на сажди в всмукателния колектор и натрупването на сажди на клапаните са в състояние да променят процеса на смесване, като траекторията на потока в цилиндъра е счупен. В резултат на това GDI губи мощност и работи с забележими прекъсвания.

За да се предотврати по GDI двигатели се препоръчва да се промени свещта всеки 10-20000. Изминатите километри, както и веднъж в 25-30000. Км. За почистване на всмукателния колектор на въглеродни отлагания и сажди на стените. Също така периодично трябва да наблюдавате състоянието на инжекторите, да проверявате качеството на пръскането с гориво и да почиствате инжекторите.