Непосредственный впрыск прямой: За что любят и ненавидят непосредственный впрыск: Статьи

Содержание

Прямой впрыск. Зло или благо?

Насколько проблемны в Украине двигатели с непосредственным впрыском? Леонид ВОРОБЬЕВ, пообщавшись с экспертами, считает, что все не так уж плохо.

Сегодня уже мало кто вспоминает о карбюраторных двигателях, а ведь они изжили себя не так уж давно. Сколько копий было сломано на тему, стоит ли переходить на впрыск! И вот производитель уже не оставляет выбора, и автолюбитель вынужден смириться. Лишь спустя некоторое время приходит понимание всех преимуществ инжекторных моторов. Похожий сценарий можно наблюдать и сейчас: непосредственный впрыск медленно, но верно заменяет собой распределенный, как бы ни возражали против этого украинские владельцы автомобилей. А есть ли смысл возражать?

Для начала заметим, что непосредственный впрыск имеет очевидные преимущества. Он позволяет двигателю работать на сверхобедненных смесях, что в условиях ужесточающихся норм токсичности и дорожающего топлива весьма актуально.

Эффект налицо

В различных режимах движения мотор с непосредственным впрыском позволяет экономить топливо. Особенно явно экономия сказывается в городском цикле — в условиях мегаполиса значительную часть времени мотор работает на холостом ходу или при частичных нагрузках. Однако, чтобы добиться этого, пришлось усложнить конструкцию двигателя. Давление в топливной магистрали возросло в разы — иначе не обеспечить требуемый распыл топлива. Для работы с таким давлением усовершенствовали практически все компоненты системы. Они стали очень требовательны к качеству топлива, которое у нас до сих пор существенно отличается от европейского. Именно это и пугает потенциальных покупателей. Не возникнет ли проблем, не придется ли регулярно наведываться в сервис?

Конечно, определенные сложности в диагностике и обслуживании двигателей с непосредственным впрыском есть. Не все диагносты знакомы с этой системой и способны с ней работать. Кроме того, необходимо наличие специального оборудования — к примеру, форсунки без съемника уже не демонтируешь. Датчиков стало больше, появился неведомый для владельцев бензиновых автомобилей ТНВД. Логично предположить, что, чем сложнее конструкция, тем больше шансов, что она выйдет из строя. А компоненты системы непосредственного впрыска недешевы, к тому же они по большей части одноразовые. Взять тот же ТНВД — он ремонту не подлежит.

Дороже, но долговечнее

Однако, несмотря на все эти особенности, говорить о низкой надежности подобных систем было бы неправильно. За более высокой (по сравнению с традиционными системами) ценой стоит более высокое качество изготовления деталей, следовательно, и ресурс у них больше. К тому же не следует забывать об экономии денег на заправку. Здесь можно провести аналогию с дизелями: хотя они дороже в обслуживании, за счет умеренных аппетитов в итоге позволяют владельцу тратить на эксплуатацию меньше, особенно при больших пробегах.

Собственно, можно бесконечно долго спорить о преимуществах и недостатках систем непосредственного впрыска, но рано или поздно производители не оставят нам выбора. Экологические нормы не позволят.

4 главные проблемы (они не излечимы)

Двигатели с прямым (непосредственным) впрыском топлива в цилиндр давно перестали быть экзотикой на нашем рынке

Редакция

Почти все автопроизводители применяют такой впрыск хоть на некоторых моделях. Смысл простой: бензин подается не во впускной трубопровод, а прямо в цилиндры, под давлением до 250 бар. Основной посыл, как обычно, известен – экология и экономия. Но есть и врожденные проблемы.

1 Отложения на клапанах

Если у двигателей с распределенным впрыском поступающее в них топливо постоянно моет отложения и нагар на впускных клапанах, то при непосредственном впрыске бензин к ним не поступает. А потому любая частица грязи, каким-то образом осевшая на тарелке клапана, может прописаться там надолго, не давая тому герметично закрываться. В таких ситуациях иногда приходится демонтировать головку блока цилиндров: иначе до грязного клапана не добраться.

2 Топливная магистраль

Клапаны – это всего лишь одна составляющая особой изнеженности моторов с прямым впрыском: они физически не переносят грязи. В частности, они очень боятся плохого бензина с кучей различных примесей – от серы до фосфора. Топливный насос высокого давления для таких моторов изготовлен с микронными зазорами: твердые частицы для него смерти подобны. Поэтому топливный фильтр и сеточка на входе в насос низкого давления должны заменяться регулярно. Совсем уж тяжело приходится распылителям форсунок: они выступают в камеру сгорания и могут закоксовываться. Их необходимо периодически снимать для промывки – примерно раз в 50 – 60 тыс. км. Причем во дворе этого не сделать – надо посетить сервис.

3 Моторное масло

С моторным маслом – совсем беда: никаких «шаг вправо – шаг влево». С одной стороны, нужно подбирать масло так, чтобы оно не сильно загаживало камеру сгорания и впускные клапаны – для этого зольность масла не должна быть выше 1,0-1,1 %. С другой стороны – надо думать о трущихся парах: кулачки распредвалов и толкатели клапанов, пластинчатая цепь Морзе и т.п. Хорошую износостойкость обеспечит только высокозольное масло. В итоге надо выбирать между повышенным износом чистого двигателя и малым износом грязного, готового заклинить… А еще есть такая нехорошая вещь как LSPI (Low-speed pre-ignition) – нежелательное раннее зажигание. Топливо, подаваемое форсункой под высоким давлением, долетает до стенки цилиндра, не успевая испариться. На этой стенке всегда присутствует масляная пленка, фактически состоящая из свежего масла и частиц нагара. Часть несгоревшего топлива оказывается между кромкой поршня и стенкой цилиндра, активно смешиваясь как с моторным маслом, так и с частицами нагара, представляющими смесь сажи и химически активных веществ. Инициаторами последующего возгорания могут быть как раскаленные частицы нагара, так и отдельные присадки в моторных маслах. Результатом взрывообразного воспламенения являются ударная волна, механические разрушения деталей двигателя и т.п.

Специально для борьбы с таким явлением была введена новая спецификация масел – API SN Plus. На фоне подобных страшилок становится очевидным, что турбомоторы с прямым впрыском требуют более частой замены масла, чем прочие двигатели. Например, Hyundai/Kia на своих моторах T-GDI предлагает менять масло через 6 месяцев или через 7000-8000 километров.

4 Расход топлива

Обидный недостаток моторов с непосредственным впрыском – расход топлива. Дело в том, что классную экономичность они выдают только в городах и на дорогах местного значения, где скорости сравнительно невысоки. А вот при въезде на автомагистраль мотор переходит на стехиометрическую смесь, после чего перестает что-либо экономить по сравнению с «обычными» движками. Другое обидное обстоятельство – нелюбовь подобных двигателей к холодам. После холодного пуска они, при небольших нагрузках, очень медленно прогреваются. Непрогретый двигатель, конечно же, не особенно экономичен, а в салоне при этом довольно прохладно.

Само собой, что прямой впрыск – это однозначный шаг вперед в двигателестроении. Но и о возможных проблемах все-таки желательно помнить.

Редакция рекомендует:






Хочу получать самые интересные статьи

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.

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!

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.

Бензиновый двигатель с непосредственным впрыском топлива: устройство и особенности

Система непосредственного впрыска топлива в бензиновых двигателях на сегодняшний день представляет собой наиболее совершенное и современное  решение. Главной особенностью непосредственного впрыска можно считать то, что горючее подается в цилиндры напрямую.

По этой причине данную систему также часто называют прямым впрыском топлива. В этой статье мы рассмотрим, как работает двигатель с непосредственным впрыском топлива, а также какие преимущества и недостатки имеет такая схема.

Содержание статьи

Прямой впрыск топлива: устройство системы непосредственного впрыска

Как уже было сказано выше, горючее в подобных системах питания подается непосредственно в камеру сгорания двигателя. Это значит, что форсунки распыляют бензин не во впускном коллекторе, после чего топливно-воздушная смесь поступает через впускной клапан в цилиндр, а впрыскивают топливо в камеру сгорания напрямую.

Первыми бензиновыми двигателями с непосредственным впрыском стали моторы GDI на моделях японской компании Mitsubishi. В дальнейшем схема получила широкое распространение, в результате чего сегодня ДВС с такой системой подачи топлива можно встретить в линейке многих известных автопроизводителей.

Например, концерн VAG представил ряд моделей Audi и Volkswagen с атмосферными и турбированными бензиновыми двигателям TFSI, FSI и TSI, которые получили непосредственный впрыск топлива. Также двигатели с прямым впрыском производит компания BMW, Ford, GM, Mercedes и многие другие.

Такое широкое распространение непосредственный впрыск топлива получил благодаря высокой экономичности системы (около 10-15% по сравнению с распределенным впрыском), а также более полноценному сгоранию рабочей смеси в цилиндрах и снижению уровня токсичности отработавших газов.

Система непосредственного впрыска: конструктивные особенности

Итак, давайте в качестве примера возьмем двигатель FSI с его так называемым «послойным» впрыском. Система включает в себя следующие элементы:

  • контур высокого давления;
  • бензиновый ТНВД;
  • регулятор давления;
  • топливную рампу;
  • датчик высокого давления;
  • инжекторные форсунки;

Начнем с топливного насоса. Указанный насос создает высокое давление, под которым топливо подается к топливной рампе, а также на форсунки. Насос имеет плунжеры (плунжеров может быть как несколько, так и один в насосах роторного типа) и приводится в действие от распредвала впускных клапанов.

РДТ (регулятор давления топлива) интегрирован в насос и отвечает за дозированную подачу топлива, что соответствует впрыску форсунки. Топливная рейка (топливная рампа) нужна для того, чтобы распределить горючее на форсунки. Также наличие данного элемента позволяет избежать скачков давления (пульсации) горючего в контуре.

Кстати, в схеме используется специальный клапан-предохранитель, который стоит в рейке. Указанный клапан нужен для того, чтобы избежать слишком высокого давления топлива и тем самым защитить отдельные элементы системы. Рост давления может возникать по причине того, что горючее имеет свойство расширяться при нагреве.

Датчик высокого давления является устройством, которое измеряет давление в топливной рейке. Сигналы от датчика передаются на ЭБУ (электронный блок управления двигателем), который, в свою очередь, способен изменять давление в топливной рейке.

Что касается инжекторной форсунки, элемент обеспечивает своевременную подачу  и  распыл топлива в камере сгорания, чтобы создать необходимую топливно-воздушную смесь. Отметим, что описанные процессы протекают под управлением ЭСУД (электронная система управления двигателем). Система имеет группу различных датчиков, электронный блок управления, а также исполнительные устройства.

Если же говорить о системе прямого впрыска, вместе с датчиком высокого давления топлива для ее работы задействованы: датчик коленчатого вала, ДПРВ, датчик положения дроссельной заслонки, воздухорасходомер, датчик температуры воздуха во впускном коллекторе, датчик температуры ОЖ и т.д.

Благодаря работе этих датчиков на ЭБУ поступает нужная информация, после чего блок посылает сигналы на исполнительные устройства. Это позволяет добиться слаженной и точной работы электромагнитных клапанов, форсунок, предохранительного клапана и ряда других элементов.

 Как работает система непосредственного впрыска топлива

Главным плюсом непосредственного впрыска является возможность добиться различных типов смесеобразования. Другим словами, такая система питания способна гибко изменять состав рабочей топливно-воздушной смеси с учетом режима работы двигателя, его температуры, нагрузки на ДВС и т.д.

Следует выделить послойное смесеобразование, стехиометрическое, а также гомогенное. Именно такое смесеобразование позволяет в конечном итоге максимально эффективно расходовать топливо. Смесь всегда получается качественной независимо от режима работы ДВС, бензин сгорает полноценно, двигатель становится более мощным, при этом одновременно снижается токсичность выхлопа.

  • Послойное смесеобразование задействуется тогда, когда нагрузки на двигатель низкие или средние, а обороты коленвала небольшие. Если просто, в таких режимах смесь несколько обедняется в целях экономии.  Стехиометрическое смесеобразование предполагает приготовление такой смеси, которая легко воспламеняется, при этом не является слишком обогащенной.
  • Гомогенное смесеобразование позволяет получить так называемую «мощностную» смесь, которая нужна при больших нагрузках на двигатель. На обедненной гомогенной смеси в целях дополнительной экономии силовой агрегат работает на переходных режимах.
  • Когда задействован режим послойного смесеобразования, дроссельная заслонка широко открыта, при этом впускные заслонки находятся в закрытом состоянии. В камеру сгорания воздух подается с высокой скоростью, возникают завихрения воздушных потоков. Горючее впрыскивается ближе к концу такта сжатия, впрыск производится в область расположения свечи зажигания.

За короткое время до того, как на свече появится искра, образуется топливно-воздушная смесь, в которой коэффициент избыточного воздуха составляет 1.5-3. Далее смесь воспламеняется от искры, при этом вокруг зоны воспламенения сохраняется достаточно количество воздуха. Указанный воздух выполняет функцию температурного «изолятора».

Если же рассматривать гомогенное стехиометрическое смесеобразование, такой процесс происходит тогда, когда впускные заслонки открыты, при этом дроссельная заслонка также открыта на тот или иной угол (зависит от степени нажатия на педаль акселератора).

В этом случае горючее впрыскивается еще на такте впуска, в результате чего удается получить однородную смесь. Избыток воздуха имеет коэффициент, близкий к единице. Такая смесь легко воспламеняется и полноценно сгорает по всему объему камеры сгорания.

Обедненная гомогенная смесь создается тогда, когда дроссельная заслонка полностью открыта,  а впускные заслонки закрыты. В этом случае воздух активно движется в цилиндре, а впрыск горючего приходится на такт впуска. ЭСУД поддерживает избыток воздуха на отметке 1.5.

Дополнительно к чистому воздуху могут быть добавлены отработавшие газы. Это происходит благодаря работе системы рециркуляции отработавших газов EGR. В результате выхлоп повторно «догорает» в цилиндрах без ущерба для мотора. При этом снижается уровень выброса вредных веществ в атмосферу.

Что в итоге

Как видно, прямой впрыск позволяет добиться не только экономии топлива, но и хорошей отдачи от двигателя как в режимах низких и средних, так и высоких нагрузок. Другими словами, наличие непосредственного впрыска означает, что оптимальный состав смеси будет поддерживаться на всех режимах работы ДВС.

Что касается недостатков, к минусам прямого впрыска можно отнести разве что повышенную сложность  во время ремонта и цену запчастей, а также высокую чувствительность системы к качеству горючего и состоянию фильтров топлива и воздуха.

Читайте также

Прямой впрыск TSI

 

 

Двигатель с системой непосредственного впрыска, прямого впрыска, топлива имеет важнейшее отличие от «классического» аналога — место расположения бензиновых форсунок. Форсунки в таком силовом агрегате расположены непосредственно внутри камеры сгорания, а не во впускном коллекторе, как в большинстве двигателей, из-за чего непрерывно в процессе работы подвергаются воздействию высоких температур. В норме вреда двигателю это не приносит: поступающий в камеру сгорания бензин забирает часть тепловой энергии и способствует охлаждению форсунок.

Совсем иначе обстоят дела при дооснащении двигателя с непосредственным впрыском ГБО. Без учета выше озвученных конструктивных особенностей быстрая гибель форсункам обеспечена.

Как решить проблему?

У владельцев автомобилей установка ГБО на двигатель TSI, TFSI, Skyactiv, Ecoboost, GDI, D-4 или NeoDi немного вариантов. Самый оптимальный — купить комплект ГБО поколения 4+.

Почему ГБО 4+

Газобаллонное оборудование поколения 4 Плюс — это подвид ГБО четвертого поколения, разработанный специально для двигателей с непосредственным впрыском топлива. Как альтернативу ГБО 4+ нужно рассматривать 5 и 6 ступени развития. Однако последние все же проигрывают четвертому поколению. Они сложнее в монтаже и настройке, но главное — значительно дороже. Неудивительно, что до сих пор газобаллонное оборудование 5 и 6 поколений является редкостью для российского рынка. В отличие от ГБО четвертого поколения.

Как устроено ГБО 4+

Установка ГБО на прямой впрыск TSI, TFSI и т.д., поколения 4+ продолжает идеи предшественника. Данное оборудование настолько же практично и экономично, является оптимальным соотношением надежности, эффективности и цены. Отличие между двумя подвидами заключается в том, что комплекты поколения 4+ дополнены системой, препятствующей прогоранию форсунок. Благодаря ей газ подается в камеру сгорания вместе с бензином, и соотношение 75% на 25% делает работу двигателя с ГБО абсолютно безопасной.

Дополнительные преимущества ГБО.

Вместе с уверенностью в безопасности газовой установки для двигателя, автовладелец выбравший ГБО 4+, получает и другие преимущества:

  • точное дозирование топлива во всем диапазоне работы силового агрегата;

  • сохранение ключевых эксплуатационных параметров двигателя, оптимизированных для использования бензина;

  • повышение стабильности работы двигателя в режиме использования газа;

  • автоматическое, плавное переключение между режимами газ/бензин;

  • предотвращение закоксованности бензиновых форсунок;

  • свыше 40% экономии на топливе.

Доступные варианты для непосредственного прямого впрыска топлива.

В производстве комплектов газобаллонного оборудования поколения 4+ преуспела компания STAG. Польский производитель предлагает различные варианты комплектов ГБО для четырех-, шести- и восьми цилиндровых двигателей с непосредственным впрыском топлива. Для каждого типа двигателя также создана специальная программная прошивка, позволяющая настроить параметры работы силового агрегата на ГБО поколения 4+ корректно и точно.

Установка гбо на авто в спб цена 4 Плюс — это готовое решение существующих проблем по приемлемой цене. Воспользуйтесь им, чтобы добиться от своего автомобиля максимальной надежности и эффективности. 

Непосредственный впрыск топлива — обзор

Непосредственный впрыск топлива

Еще одна технология, которая была внедрена относительно недавно в дополнение к VVT и турбонаддуву, — это непосредственный впрыск топлива в цилиндры бензиновых двигателей. Непосредственный впрыск топлива в цилиндры использовался в дизельных двигателях и использовался в ряде очень ранних двигателей, работающих на бензине. Однако более поздняя эра двигателей с электронным управлением включала впрыск топлива вне цилиндра во время такта впуска при относительно низком давлении, как описано в главе 4.В бензиновых двигателях с непосредственным впрыском топливо впрыскивается непосредственно в цилиндр и требует относительно высокого давления топлива. Для прямого впрыска топлива (DFI) топливные форсунки установлены в головке блока цилиндров и впрыскивают бензин в камеру сгорания из топливной рампы.

Двигатель с VVT, турбонаддувом и DFI имеет потенциал для улучшения экономии топлива, выбросов и производительности по сравнению с двигателем сопоставимого размера с фиксированной фазой клапана, который обычно является атмосферным и использует многоточечный впрыск топлива во впускной коллектор.Однако, чтобы воспользоваться преимуществами DFI, необходимо работать в нескольких режимах управления.

Одна из стратегий управления DFI настроена на очень низкую требуемую мощность двигателя, включая режим холостого хода и некоторые условия постоянной нагрузки двигателя при скоростях движения автомобиля от низких до средних. Другая стратегия контроля потребуется, когда выбросы выхлопных газов требуют стехиометрического состава воздуха/топлива для оптимальной работы каталитического нейтрализатора (см. главу 4). Тем не менее, другой режим управления используется в условиях работы с полным или почти полным дросселем, когда требуемая мощность двигателя равна или близка к его максимальной выходной мощности.Эта третья стратегия управления доступна для относительно коротких интервалов времени (например, подъем по относительно крутому склону), поскольку выбросы выхлопных газов кратковременно превышают установленные стандарты.

Стратегия контроля низкой производительности включала относительно высокий расход воздуха/топлива (например, A/F > 25:1). Как объяснялось в Главе 4, соотношение воздух/топливо выше стехиометрического приводит к температурам сгорания, превышающим стехиометрические, и приводит к увеличению выбросов NO x . Хотя эффективность преобразования каталитического нейтрализатора ниже оптимальной для выбросов NO x , при достаточно малой мощности двигателя все еще возможно соблюдение государственных норм.

Для этой стратегии управления мощностью двигателя с относительно низкими требованиями во время такта впуска в двигатель подается только воздух. Топливо впрыскивается во время последних нескольких градусов поворота коленчатого вала (около ВМТ) такта сжатия. Воздушно-топливная смесь для этого режима управления и стратегии не является однородной (как хотелось бы) для обычного многоточечного впрыска топлива во время такта впуска. Когда происходит сгорание, давление в камере сгорания повышается, так что крутящий момент/мощность производятся, но на относительно низком уровне.Для каждой конфигурации двигателя во время калибровки двигателя определяются уровни мощности, при которых используется стратегия управления обедненной смесью воздуха/топлива, превышающей стехиометрическую. Каждый производитель должен быть в состоянии обеспечить соответствие выбросов выхлопных газов государственным стандартам.

Для любого двигателя DFI существует предел мощности двигателя, для которого может использоваться эта стратегия управления бедной смесью. Когда требуемая мощность достигает или превышает этот уровень, стратегия управления возвращается к поддержанию стехиометрии воздуха/топлива.Для стратегии стехиометрического регулирования топливо впрыскивается непосредственно в цилиндр во время такта впуска. В этом случае воздушно-топливная смесь образуется внутри цилиндра. Конфигурация клапанов двигателя такова, что «вихрь» поступающего воздуха смешивается с топливом, образуя по существу однородную смесь. Фактически, полученная смесь более однородна, чем при традиционном впрыске топлива во впускной канал. Это условие приводит к сгоранию с отработавшими газами, концентрация которых ближе к оптимальной для эффективности преобразования каталитического нейтрализатора (см. главу 4).

Исключением из стратегий управления стехиометрической и обедненной смесью является работа двигателя при полностью открытой дроссельной заслонке, как упоминалось выше. За исключением гоночных автомобилей, которые не должны соответствовать нормам выбросов, максимальная выходная мощность для уличных транспортных средств является довольно редким режимом работы. Стратегия управления для этого режима работы предполагает непосредственный впрыск топлива в цилиндр во время такта впуска с воздухом/топливом меньше стехиометрического и фактически соответствует максимальной мощности для заданных оборотов.Хотя это соотношение воздух/топливо несколько различается между моделями двигателей, в целом оно находится в диапазоне массы воздуха/массы топлива ≃ 12:1.

В общем, двигатель DFI, который также оснащен турбонаддувом и VVT, имеет характеристики и уровень выбросов выше, чем у традиционного двигателя без наддува, с фиксированным расположением клапанов и с распределенным впрыском топлива того же рабочего объема. Тенденция в современных транспортных средствах состоит в том, чтобы включать эти технологии.

Понимание синхронизации прямого впрыска (DI)

Стенограмма

— Это Андре из Академии высоких характеристик, добро пожаловать на этот вебинар, где мы собираемся исследовать влияние момента впрыска или момента впрыска топлива на двигатель с непосредственным впрыском.Мы видим, что в наши дни все больше и больше двигателей, с которыми мы имеем дело на вторичном рынке, теперь оснащены непосредственным впрыском, и это определенно становится тенденцией, к которой стремятся все производители. Таким образом, особенно для тюнеров, которые, возможно, были более знакомы с работой с двигателями с впрыском во впускные каналы, в какой-то момент вам, вероятно, потребуется начать изучать технологию прямого впрыска, и хотя с непосредственным впрыском можно многое сделать, это довольно сложно. сложная тема, сегодня мы сосредоточимся только на одном небольшом аспекте, а именно на времени впрыска.Другими словами, здесь мы говорим о том, где именно в цикле двигателя происходит событие впрыска топлива. Теперь, с обычным двигателем с распределенным впрыском, у нас нет особых ограничений, у нас, по сути, есть полная свобода, потому что мы можем впрыскивать топливо на протяжении всего цикла двигателя.

Очевидно, что во время такта впуска впускной клапан открыт. Это единственный случай с двигателем с впрыском через порт, когда топливо и воздух фактически всасываются в цилиндр.Однако, что мы можем сделать, так это продолжать впрыскивать топливо против закрытого впускного клапана в течение оставшейся части хода. Итак, такт сжатия, рабочий такт и такт выпуска, а затем это топливо будет в основном в этом порту, против этого впускного клапана, когда произойдет следующее событие впуска, и оно будет втянуто в цилиндр. Поэтому нередко можно увидеть рабочий цикл впрыска в диапазоне от 85% до 95%.

Конечно, мы могли бы запустить, хотя это и не рекомендуется, 100% рабочий цикл форсунки, когда форсунка буквально все время открыта.Так вот что там происходит. И это дает нам гораздо больше свободы с точки зрения подачи топлива в цилиндр или того, куда именно мы собираемся впрыскивать топливо. Одно из распространенных заблуждений или мифов, которые я слышу, заключается в том, что в двигателе с инжекторным впрыском мы можем впрыскивать только во время такта впуска, когда впускной клапан открыт, а это совсем не так. Это в конечном итоге ограничило бы нас только примерно четвертью, или на самом деле это чуть больше четверти нашего цикла двигателя, наш впускной клапан открывается до начала такта впуска и закрывается немного позже.

Таким образом, мы можем быть ограничены где-то около 30% рабочего цикла форсунки, и очевидно, что даже у оригинальных автомобилей мы видим гораздо больший рабочий цикл форсунки, чем это. Так что с непосредственным впрыском все совсем по-другому. Прямой инжектор устанавливается, как следует из его названия, прямо в цилиндр, прямо в камеру сгорания, поэтому он впрыскивает топливо непосредственно в камеру сгорания. Это означает, что существует гораздо большее ограничение на то, когда мы можем впрыскивать топливо в двигатель.Это означает, что мы действительно можем впрыскивать топливо только во время такта впуска и части такта сжатия.

Таким образом, событие впрыска должно быть завершено до того, как произойдет событие зажигания. Мы не собираемся впрыскивать топливо даже после того, как сгорание уже началось. Так что, конечно, в зависимости от нашего фактического момента зажигания, это, вероятно, дает нам окно где-то в районе 300, может быть, 320 градусов цикла двигателя, когда мы можем впрыскивать топливо. Вспоминая снова, тонкий, но важный аспект работы двигателя, четырехтактный двигатель, есть 720 градусов вращения коленчатого вала на один полный цикл двигателя.Другими словами, коленчатый вал должен провернуться дважды за один полный цикл двигателя.

Таким образом, это дает нам чуть меньше половины всего цикла двигателя, когда мы можем впрыскивать топливо. Итак, еще раз, особенно для тех, кто пришел из тюнинга с впрыском через порт, есть несколько действительно важных аспектов, на которые нам нужно обратить внимание, когда дело доходит до тюнинга этих двигателей с прямым впрыском или с прямым впрыском. Одна из вещей заключается в том, что для вас действительно важно следить за рабочим циклом инжектора.Теперь нам также нужно понять, как рассчитывается рабочий цикл форсунки. Это немного отличается от производителя ECU к производителю ECU.

Сейчас мы видим много ЭБУ вторичного рынка с поддержкой прямого впрыска, конечно, есть также варианты, когда мы можем перепрошить заводской ЭБУ. Итак, обычно мы обнаруживаем, что существует некоторая предельная точка, которая ограничивает событие впрыска, то есть ограничивает точку, в которой мы должны фактически остановить событие впрыска топлива. Так, например, мы можем захотеть ограничить его где-то примерно 30 или 40 градусами до самой продвинутой точки воспламенения, которую мы, вероятно, будем использовать.Еще один способ сделать это — использовать блок управления двигателем Syvecs, который мы недавно настраивали. Syvec использует другой метод, когда они берут полный такт впуска и полный такт сжатия, а затем для ограничения вы можете указать процент от всех 360 градусов.

Так что там немного по-другому. Если вы делаете это таким образом, с Syvecs вы также должны помнить о фактическом времени зажигания, которое повлияет на это. Другими словами, если мы говорим об угле опережения зажигания, которое мы могли бы использовать при малой нагрузке, мы могли бы использовать 35, 40 градусов или даже больше.Когда мы полностью открываем дроссельную заслонку, мы, вероятно, будем гораздо более отсталыми, поэтому нам нужно учитывать это, когда мы выбираем нашу предельную точку. Другой аспект здесь заключается в том, что мы смотрим на начало точки впрыска для расчета рабочего цикла.

Другими словами, в ECU, который мы собираемся использовать для нашей демонстрации, Motec M1, ECU смотрит на точку, которую мы выбрали для начала впрыска, и выглядит так: в нашей предельной точке, которую мы установили в ECU, а затем он решает, сколько доступного цикла двигателя мы используем для нашего события впрыска.Итак, еще раз, потому что мы очень ограничены в типе рабочего цикла, который мы можем использовать в DI-двигателе, просто как приблизительное руководство по виду ширины импульса, ширины импульса форсунки, которую мы хотели бы видеть или хотели бы использовать, если мы используем двигатель со скоростью 7000 об/мин, широко открытый дроссель, полная мощность, мы, вероятно, захотим ограничить ширину импульса форсунки где-то в районе максимум семи миллисекунд. Так что снова намного короче, чем то, что мы, вероятно, увидим в двигателе с впрыском через порт. Хорошо, просто чтобы дать вам некоторое представление о том, как все это работает, давайте перейдем к экрану моего ноутбука, и я просто хочу дать вам немного пробежаться по ЭБУ Motec.Итак, в данный момент наш двигатель работает, и мы находимся в рабочем листе учета топлива.

Двигатель FA20 уникален тем, что включает как портовые, так и непосредственные форсунки. Чтобы сегодня мы могли сосредоточиться только на аспекте DI, я полностью отключил внедрение портов. Так что мы работаем только на прямом впрыске. Так что это наши временные ограничения здесь. Итак, для начала у нас есть первичный датчик времени подачи топлива.

Давайте просто развернем это на весь экран. Итак, у нас есть двумерная таблица времени впрыска в зависимости от оборотов двигателя.На данный момент для нашего вебинара я только что настроил это как простую двухмерную таблицу. Если мы нажмем A для настройки оси, мы также можем добавить вторую ось, в этом случае у нас есть возможность добавить ось положения дроссельной заслонки, чтобы мы могли немного больше участвовать в нашем прямом впрыске. настройки, и мы можем варьировать точку прямого впрыска, точку синхронизации в зависимости от положения дроссельной заслонки и оборотов двигателя. У нас также есть эта двумерная таблица, графически отображаемая справа.

Итак, вы можете видеть, что для большей части этой таблицы я на данный момент установил очень простые настройки. У нас есть 320 градусов, а затем прямо на очень высоких оборотах мы увеличиваем до 375 градусов. Поэтому важно, прежде всего, понять, что означают эти цифры. Итак, мы говорим здесь о начале инъекции. Итак, это снова немного отличается от того, как мы обычно описываем внедрение портов.

Скоро я расскажу об этом подробнее. И мы говорим об этом по сравнению с точкой в ​​верхней части такта сжатия.Так что в этом случае, например, при 3000 об/мин мы начинаем наш импульс впрыска, 320 градусов вращения коленчатого вала до верхней мертвой точки на такте сжатия. Так что на самом деле это означает, что если бы у нас было 360, мы были бы в самом начале такта впуска, когда поршень начинает опускаться в отверстие. Итак, у нас также есть первичный предел времени подачи топлива.

Опять же, на данный момент я настроил это очень просто, это всего лишь одно значение. Таким образом, это в основном отключит событие впрыска, если он рассчитает, что событие впрыска будет продолжаться за 60 градусов до верхней мертвой точки.Теперь, хотя может показаться хорошей идеей иметь возможность впрыскивать прямо до момента, когда происходит наше событие зажигания, в действительности мы обнаруживаем, что если мы подойдем слишком близко к фактическому событию зажигания, это на самом деле приведет к очень плохой работе двигателя. . Получаем плохое горение. Поэтому мы хотим быть здесь достаточно консервативными.

Очевидно, что каждый двигатель будет отличаться от других. Остальные параметры, которые у нас есть, в данный момент нас не будут интересовать. Это связано с вторичным впрыском, который является системой впрыска через порт на FA20, поэтому мы проигнорируем его в целях сегодняшней демонстрации.Итак, вот как это выглядит в нашем программном обеспечении Motec M1. Конечно, в каждом программном обеспечении это будет выглядеть немного по-разному.

Но то, о чем мы здесь говорим, фактические принципы, лежащие в основе настройки или калибровки времени впрыска, останутся неизменными, независимо от того, настраиваем ли мы Motec, Syvec или перепрошиваем заводские ЭБУ. Итак, это также важно, потому что многие ЭБУ не могут легко отображать такие аспекты, как рабочий цикл форсунки для наших прямых форсунок.И мы не всегда можем иметь четкое представление о том, что происходит. Так что это действительно хорошо, если мы сможем понять, как вычислить это для себя. Так что я просто собираюсь пройти через этот процесс сейчас.

И на самом деле то, о чем мы собираемся здесь говорить, — это просто базовая математика, взятая из нашего курса по основам настройки EFI. Итак, что я сделаю, так это проверю это, если смогу, на нашем калькуляторе здесь. Итак, давайте просто вернемся к экрану моего ноутбука. Одна из ключевых вещей здесь, и это действительно очень хорошее уравнение, просто чтобы всегда иметь в виду, что если вы хотите рассчитать, сколько времени занимает цикл двигателя при определенных оборотах, мы можем очень легко сделать это всего за один шаг.Что мы хотим сделать, так это разделить 120 на обороты двигателя.

Итак, если бы, например, мы хотели узнать, какое время цикла было при 6000 об/мин, мы могли бы ввести 120, деленное на 6000, и мы бы увидели, что это занимает 0,02 секунды или в другом слова, которые мы обычно будем произносить в миллисекундах, здесь мы говорим, что это занимает 20 миллисекунд. Итак, еще один тонкий аспект, я уже упоминал об этом, но я повторюсь, мы должны помнить, что в одном цикле двигателя 720 градусов.Итак, что мы могли бы сделать, так это сделать еще один шаг, если мы разделим наши 720 на 20, просто будем говорить здесь о миллисекундах и представить это так, что это означает, что за каждую миллисекунду коленчатый вал будет поворачиваться на 36 градусов. . Итак, теперь, когда мы это понимаем, и это именно то, как мы будем работать, если мы смотрим на один из наших журналов, и у нас, возможно, не было рабочего цикла форсунки, возможно, наш ЭБУ не может отображать для нас окончание впрыска. , что мы могли бы сделать, так это вычислить это. Итак, давайте возьмем пример, где мы знаем, что наша начальная точка впрыска составляет 360 градусов.

И мы используем длительность импульса инжектора 8,5 миллисекунд. Итак, что мы можем сделать, так это рассчитать, как долго длится событие инъекции. Итак, мы знаем, что каждую миллисекунду коленчатый вал поворачивается на 36 градусов. Итак, если мы теперь умножим это на продолжительность нашего события впрыска, 8,5 миллисекунд, то мы обнаружим, что теперь требуется 306 градусов вращения коленчатого вала. Итак, чтобы узнать, где заканчивается наше событие впрыска, если мы возьмем нашу начальную точку, 360, и вычтем длину нашего события впрыска, 306, мы обнаружим, что наше событие впрыска завершится примерно за 54 градуса до вершины. мертвая точка.

Это, вероятно, будет довольно незначительно, поэтому я предложил, мы говорили о 7000 об / мин, но 8,5 миллисекунды, вероятно, немного долго с точки зрения нашего времени впрыска. Итак, теперь, когда у нас есть это, опять же, даже если вы не говорите о DI, это действительно хорошая проверка работоспособности, если вы просто пытаетесь выяснить, что происходит в вашем двигателе, и вы хотите понять, как долго вы Если у вас есть доступ для впрыска топлива или, если на то пошло, 120, разделенное на обороты нашего двигателя, даст вам время цикла в миллисекундах.Или на самом деле в секундах, вы, конечно, можете преобразовать в миллисекунды. Итак, давайте поговорим о нашей стратегии инъекций. Таким образом, если мы впрыскиваем топливо слишком поздно в цикле двигателя, мы знаем, что потенциально начнем мешать нашему событию сгорания, и в итоге мы получим нестабильное сгорание, двигатель не будет работать очень хорошо, и это будет действительно очевидно, когда вы зайдете слишком далеко, вы обнаружите, что крутящий момент упадет, и вы обнаружите, что двигатель работает очень и очень неровно.

С другой стороны, если мы впрыскиваем топливо слишком рано, то, что мы собираемся делать, как только мы превысим 360 градусов, по сути, мы начнем впрыскивать топливо, когда такт выпуска все еще завершается. Так что, очевидно, это не особенно умно. Мы попадаем в ситуацию, которую мы не можем достичь в двигателе с впрыском через порт, мы попадаем в ситуацию, когда мы буквально просто выкачиваем топливо прямо из выхлопной трубы. Это может звучать очень глупо и может показаться очевидным, но я просто объясню ситуацию, в которой я оказался в самом начале нашей разработки FA20.В тот момент мы все еще использовали очень раннюю версию пакета Motec M1 для Toyota 86.

И в этот момент у нас был впрыск топлива, наше событие синхронизации непосредственного впрыска, настроенное на основе окончания впрыска. Причина, по которой это было сделано, заключается в том, что именно так мы обычно говорим о времени впрыска при впрыске в порт. Так что мы просто скопировали ту же самую философию в наш прямой впрыск. Таким образом, мы действительно четко знали, где заканчивается событие инъекции.Но, конечно, без возможности автоматически видеть, какой была точка начала впрыска, по мере того, как вы увеличиваете время впрыска, ширину импульса впрыска, событие начала впрыска начинает наступать все раньше и раньше, и мы достигли точки на динамометре, где мы впрыскивали все больше и больше топлива и, конечно же, не видели никаких улучшений.

И мы дошли до того, что, как только я на самом деле сделал расчеты, мы впрыскивали довольно значительный путь в такте выпуска. Итак, опять же, должно быть довольно ясно, но иногда может быть не так ясно, как вы думаете.Определенно не лучший способ получить хорошую экономию топлива или хорошие выбросы, я могу гарантировать вам это. Итак, да, важно понимать, опять же, если вы исходите из истории инъекций в порт, что, когда мы говорим о событиях синхронизации инъекций для DI, мы будем говорить с точки зрения начала инъекций. Нам не всегда нужно использовать конец инъекции для инъекции в порт.

Конечно, системы позволяют изменить это значение на начало впрыска или даже центр впрыска, но, по моему собственному опыту, окончание впрыска является наиболее распространенным для систем впрыска через порт.Так что с системой DI, очевидно, потому что у нас есть такое маленькое окно для впрыска топлива, это одна из причин, почему мы также используем очень высокое давление топлива. Другое, конечно, потому, что мы впрыскиваем против более высокого давления в цилиндре, которое мы увидим, когда пройдем цикл сжатия. Но, конечно, когда мы возьмем заводской двигатель с непосредственным впрыском и начнем улучшать мощность, может быть, увеличим давление наддува, может быть, добавим выхлопную систему с более свободным потоком и повысим эффективность двигателя, нам понадобится больше топлива. чтобы соответствовать дополнительному потоку воздуха, и, конечно, когда мы это делаем, ширина импульса инжектора, естественно, будет увеличиваться.Таким образом, мы можем бороться с этим, если мы имеем дело с заводским двигателем с непосредственным впрыском в определенной степени, увеличив целевое давление топлива, когда мы находимся под высокой нагрузкой.

Конечно, есть пределы того, как далеко вы можете зайти с этим. Хорошо, сейчас мы проведем небольшую демонстрацию. И мы собираемся использовать функцию оптимизации крутящего момента на нашем динамометрическом стенде Mainline, чтобы посмотреть, как мы можем настроить или оптимизировать момент подачи топлива с непосредственным впрыском. После этого мы собираемся перейти к некоторым вопросам и ответам, поэтому, если у вас есть что-то, что вы хотели бы, чтобы я объяснил более подробно, или что-то, связанное с вебинаром в целом, временем прямого впрыска в целом, пожалуйста, спросите тех, кто в комментарии и чат, и я займусь этим в ближайшее время.Теперь один из первых моментов, когда дело доходит до выбора времени прямого впрыска, очевидно, хорошо, если у нас есть что-то, на чем можно основывать наше время.

Во многих случаях мы можем реконструировать заводскую карту времени впрыска. Итак, если мы можем на мгновение перейти к экрану моего ноутбука, у нас есть файл заводского ПЗУ от двигателя Subaru FA20, Toyota 86, то же самое. А это наш непосредственный впрыск, наша базовая заводская карта синхронизации прямого впрыска. Итак, что мы видим здесь, так это то, что по оси X у нас есть нагрузка на двигатель.Теперь, поскольку это настройка на основе MAF, мы рассматриваем нагрузку в граммах на оборот.

По сути, все то же самое, несмотря на то, что когда мы двигаемся вправо от этой таблицы, мы увеличиваем нашу нагрузку, мы увеличиваем наш воздушный поток. Затем на нашей вертикальной оси с левой стороны у нас есть обороты двигателя. Таким образом, интересно то, что если мы посмотрим на общие области круиза на холостом ходу, мы впрыскиваем около 320 градусов перед верхней мертвой точкой. Однако вы можете видеть, что прямо при очень высоких оборотах и ​​высокой нагрузке событие синхронизации впрыска фактически смещается вперед, и впрыск происходит до достижения верхней мертвой точки.И снова это приводит нас к тому странному месту, где технически мы начинаем впрыск до того, как поршень достигнет верхней мертвой точки.

Итак, немного в такте выпуска. Теперь я протестировал это взад и вперед на паре автомобилей как на Motec, так и на Syvecs, а также заводскую калибровку через EcuTek, и мы обнаружили, что действительно получаем преимущество от опережения времени там около 370, 375, даже я думаю Я использую в Motec, и это не имеет особого смысла.Очевидно, мы не хотим впрыскивать топливо через выхлоп. Таким образом, я понимаю, что событие синхронизации здесь на самом деле не учитывает мертвое время форсунки. Таким образом, это событие синхронизации представляет собой ширину импульса, подаваемого с компьютера на инжектор.

И очевидно, что даже с прямым впрыском у нас все еще есть некоторая задержка в фактическом открытии инжектора, и что мы на самом деле обнаружили, так это то, что при очень высоких оборотах, около 7000 об/мин, задержка имеет событие впрыска, задержанное до точки, где мы прошли верхнюю мертвую точку.Другой момент здесь, если мы можем просто взглянуть на этот поршень, конструкция поршня для двигателя с непосредственным впрыском также оказывает большое влияние на то, как топливно-воздушная смесь распределяется через камеру сгорания, и мы можем видеть, что у нас есть карман или карман вентилятора, вырезанный в верхней части поршня, чтобы помочь направить поток топлива. Что мы обнаружили, так это то, что в камере сгорания FA20 прямой инжектор расположен слева, я думаю, справа от вашего экрана, и он просто распыляет топливо по существу в этот карман, когда поршень близок к верхней мертвой точке. центр.Поэтому, конечно, мы должны принять это во внимание, потому что это практически не будет иметь никакого эффекта, когда поршень переместится за верхнюю мертвую точку. Так что всегда отличная идея, если вы можете получить базовую калибровку для вашего стандартного двигателя и посмотреть, что производители оригинального оборудования делают с синхронизацией впрыска.

Очевидно, это будет действительно хорошим руководством для начала настройки. Вы знаете, что у вас будут безопасные номера. Но, конечно, мы также должны понимать, что методы или требования ОЕ могут сильно отличаться от наших.Производителей оригинального оборудования всегда будут гораздо больше интересовать выбросы, чем мощность и крутящий момент. Так что, пока мы не обязаны соблюдать требования по выбросам, мы можем оптимизировать время впрыска, чтобы обеспечить максимальный крутящий момент.

Итак, что мы собираемся сделать, так это настроить тест оптимизации крутящего момента на нашем динамометрическом стенде Mainline. И я просто объясню, что происходит на этом тесте. Просто выведите это на наш экран. Итак, вот что у нас есть на вертикальной оси: крутящий момент регистрируется на динамометрическом стенде Mainline.На горизонтальной оси в этот момент я сейчас смотрю на время подачи топлива от нашего ECU.

Итак, у нас есть коммуникационная сеть CAN, идущая между нашим Motec M1 и нашим диностендом Mainline, так что диностенд Mainline может видеть точное время нашего впрыска. Мы можем видеть прямо сейчас, что он сидит на 320 градусов. Давайте просто покажем вам, как это меняется. Я просто перейду к нашему программному обеспечению, давайте установим его на 280, и мы увидим, что это изменится в нашем динамометрическом стенде. Итак, что я собираюсь сделать, так это запустить нашу машину, и мы собираемся разогнаться до 3000 об/мин на четвертой передаче.

И что я собираюсь сделать, так это попытаться удерживать положение дроссельной заслонки относительно фиксированным. И мы собираемся, давайте попробуем снизить нашу уставку обратно до 3000 об/мин. Что мы собираемся сделать, так это сначала я собираюсь увеличить событие времени впрыска до 360 градусов. А потом я начну наш тест и уменьшу время впрыска до 200 градусов. Возможно, нам действительно не нужно заходить так далеко.

Вероятно, в этот момент будет довольно очевидно, что происходит.Во-вторых, пока я делаю этот тест, мы посмотрим на данные, как только тест будет завершен. Мы также регистрируем корректировку подачи топлива с обратной связью. Таким образом, топливная коррекция с замкнутым контуром будет постоянно удерживать нас на нашей цели лямбда-1. Но они также дадут нам действительно хорошее представление о том, что происходит с нашим временем впрыска после завершения теста.

Итак, все довольно стабильно, я просто собираюсь удерживать нашу нагрузку около 60 кПа. Просто очистите там все и начните наш тест.Итак, что я собираюсь сделать сейчас, это просто попытаться удерживать нашу нагрузку, наше давление в коллекторе действительно постоянным, и вы сможете увидеть красную линию, проведенную там на нашем динамометрическом стенде. И мы собираемся сделать это так гладко, как мы можем. Очевидно, мы также наблюдаем некоторые скачки крутящего момента, что довольно типично для такого рода испытаний.

Надеюсь, это будет довольно быстрый тест, который, по крайней мере, покажет вам общее представление о том, что мы можем ожидать при изменении времени впрыска.Итак, опускаемся ниже 290, 280 градусов. И мы можем видеть, что мы прошли пик крутящего момента, и наш крутящий момент фактически падает сейчас, так что, очевидно, это не идеально, если мы на самом деле стремимся к пиковому крутящему моменту. Что вам нужно сделать с этим конкретным графиком, так это немного сгладить его мысленно. Очевидно, это немного нелогично, и я просто пытаюсь сделать довольно быструю и грязную работу, чтобы показать вам, что происходит.

Конечно, если вы хотите немного больше вовлечься в это, вы можете не торопиться и рассмотреть все немного подробнее.Хорошо, до 200 градусов, я просто отступлю, и мы посмотрим на наши результаты. Что мы можем видеть, так это то, что динамометрический стенд показывает нам, что в этой конкретной точке нагрузки мы получили пиковый крутящий момент в 126 ньютон-метров, который был достигнут при 312 градусах времени впрыска. Таким образом, событие впрыска начинается за 312 градусов до верхней мертвой точки. Теперь нам нужно немного помнить, что это довольно неустойчивый график, и мы видим относительно постоянное значение крутящего момента в этой области, вероятно, от 305 до, возможно, около 320, 325.

Таким образом, мы не можем попытаться прочитать это, например, с точностью до десятой доли градуса, мы, вероятно, в пределах пяти градусов. Но то, что мы действительно видим, является очень четким признаком того, что, когда мы возвращаем синхронизацию к верхней мертвой точке на такте сжатия, мы видим, что наш крутящий момент довольно резко падает, когда мы приближаемся к 200. И мы также видим действительно большое негативное влияние на это когда у нас есть событие впрыска полностью на 360 градусов до верхней мертвой точки. Так что, конечно же, опять же для тех из вас, кто больше знаком с настройкой двигателей с впрыском через порт, мы не ожидаем увидеть такого резкого влияния на наш крутящий момент при изменении момента впрыска.В двигателе с впрыском через порт иногда может быть довольно сложно действительно зарегистрировать достаточно значительное изменение, чтобы даже указать нам направление, в котором мы должны двигаться.

С двигателем с непосредственным впрыском это очень-очень ясно, это очень-очень очевидно. Итак, что мы там сделали, давайте еще раз взглянем на экран нашего ноутбука, здесь мы сосредоточились только на нашей ячейке на 3000 об/мин. Очевидно, у нас есть полная таблица, двумерная таблица, и, конечно, мы можем сделать ее трехмерной, чтобы воспроизвести ту фабричную таблицу, которую мы уже рассматривали.Интересно также, что 3000 об/мин, мы, вероятно, работаем где-то около этой точки здесь, вы можете видеть, что то, что мы только что зарегистрировали здесь на нашем динамометрическом стенде Mainline, в основном точно отражает то, что представляет собой карта OE. Наверное, опять же не обязательно, что удивительно.

Хорошо, что я хочу сделать, это просто вывести наш временной график здесь, и мы просто немного уменьшим масштаб. И я просто объясню, что у нас происходит на нашем экране здесь. Итак, мы подняли обороты наверх, мы видим, что мы на 3000 об/мин.У нас есть давление в коллекторе. Поэтому для целей этого теста я попытался удержать его на уровне около 60 кПа.

Я проделал довольно хорошую работу, но вы можете видеть, что она немного меняется вверх и вниз. Это один из ключей к получению хороших результатов этих тестов оптимизации крутящего момента. Если мы не будем очень точно поддерживать давление в коллекторе в одной ячейке, то, очевидно, это повлияет на крутящий момент нашего двигателя. У нас есть мое положение дроссельной заслонки, у нас есть наша лямбда выхлопа по сравнению с нашей целью.Очевидно, что при управлении с обратной связью они совпадают именно так, как мы и ожидали.

Вот наши более интересные моменты, у нас есть время впрыска топлива. Итак, мы можем видеть в начале нашего теста, что мы на 360 градусов, а здесь мы прошли весь путь до 200 градусов. Как видите, угол опережения зажигания зафиксирован на отметке 34 градуса. Теперь то, что я хотел показать вам здесь, это наша следующая группа, у нас есть наша замкнутая топливная коррекция. Так что это многое говорит нам о том, что здесь происходит или где мы получаем преимущество от нашего времени подачи топлива.

Итак, в начале нашего теста на 360 градусов, надеюсь, вы сможете увидеть эти цифры. У нас есть замкнутая система управления, вытягивающая около 5% топлива, чтобы добраться до цели лямбда-1. Что мы можем видеть, так это то, что когда мы начинаем возвращать нашу синхронизацию с 360 градусов, поэтому мы начинаем замедлять нашу синхронизацию впрыска, мы можем видеть, что наша подстройка замкнутого контура фактически падает. И мы можем видеть, что, вероятно, примерно в этой точке, возможно, где-то здесь, наша замкнутая петля ушла от минус 5.от 2% до минус 3,3%, и это также достаточно точно совпадает, ну, мы на 326 градусах, но мы довольно близки к точке, где наш тест MBT, наш тест оптимизации крутящего момента показал, что наша синхронизация впрыска была оптимальной. Мы можем видеть, что наш триммер замкнутого контура остается достаточно ровным вокруг этой точки, а затем, когда мы продолжаем замедлять время впрыска, мы видим, что наш триммер замкнутого контура снова падает.

Таким образом, это действительно показывает нам очень ясно, даже если у нас нет доступа к значению крутящего момента от динамометрического стенда, это дает нам некоторое направление движения.Конечно, это будет не так ясно и очевидно, как на динамометрическом стенде, но это даст вам некоторое представление о том, где было правильное значение времени впрыска. Итак, двигаясь дальше, мы рассмотрели настройку только одной ячейки, и, очевидно, у нас есть эта двухмерная или, возможно, трехмерная таблица. Способы, которыми мы можем справиться с этим, мы можем продолжать тот же самый процесс. Таким образом, мы можем по существу настроить нашу таблицу времени впрыска в установившемся режиме.

Опять же, как мы только что видели, наша подстройка с обратной связью меняется, так что это становится итеративным процессом.По мере того, как мы корректируем время впрыска, нам также придется вернуться и настроить подачу топлива, чтобы мы оставались на цели. Триммер с замкнутым контуром, который я только что показал, это небольшое исправление, и мы на самом деле не хотим, чтобы он выполнял очень большую работу, мы всегда хотели бы, чтобы наши триммеры с замкнутым контуром были очень близки к нулю. Теперь при более высоких диапазонах оборотов и особенно при более высоких нагрузках вы, вероятно, не захотите настраивать эти ячейки в устойчивом состоянии. И действительно, в этом случае мы можем обращаться с этой таблицей немного так же, как с тем же процессом, через который мы прошли бы, если бы настраивали момент зажигания или, возможно, момент кулачка.

Мы можем выполнить несколько рамповых прогонов на динамометрическом стенде с фиксированным временем впрыска, а затем мы можем продолжить и добавить, может быть, 20 градусов. Мы всегда хотим сделать разумный шаг на начальном этапе. Если мы попытаемся изменить только на пять или два градуса, мы, вероятно, вряд ли увидим эффект от этого изменения, поэтому мы можем сделать изменение на 20 градусов. Мы можем сделать это со всей нашей таблицей и сделать еще один скачок. Скорее всего, вы быстро увидите, что в некоторых областях мы пошли назад.

Особенно, если вы оптимизировали это в стабильном состоянии.Если вы измените то, что вы считаете оптимальным в устойчивом состоянии, скорее всего, вы откатитесь назад с точки зрения крутящего момента и мощности. Но при более высоких оборотах, когда мы не можем настроиться в устойчивом режиме, вы можете начать видеть направление движения, которое даст вам улучшение крутящего момента. Если мы увидим такое улучшение, мы просто продолжим и пойдем в этом направлении. Теперь, когда мы начинаем немного приближаться к сути, мы можем начать делать точную настройку времени впрыска, вносить небольшие изменения, другими словами, я только что предложил вам начать с 20 градусов, и мы можем начать снижать это обратно. до 10 или даже пяти градусов.

Теперь еще одна причина, по которой вам обязательно нужно увеличить время впрыска на более высоких оборотах при более высокой нагрузке, снова заключается в том, что это важно, чтобы дать вам максимально возможное окно для подачи топлива в двигатель. Итак, мы закроем все там и перейдем к некоторым вопросам и ответам, и снова, если у вас есть какие-либо вопросы, пожалуйста, задавайте их в комментариях или в чате. Томми Буэно спросил, может ли система прямого впрыска OEM поддерживать давление более 40 фунтов на квадратный дюйм или 2.8 бар наддува? Скорее всего, нет, это было бы не в состоянии. Это действительно одно из ограничений, которые мы сейчас наблюдаем в двигателях с непосредственным впрыском топлива. У нас нет поддержки на вторичном рынке форсунок большего размера.

Кроме того, более крупные насосы являются действительно ограниченным предложением. Мы начинаем видеть, что некоторые производители присоединяются к этому, но, конечно, это не так просто, как обратиться к любому из десятков поставщиков инжекторов, которые сейчас присутствуют на рынке, для портовых инжекторов и купить набор из 1000 или 1600 или даже 2000-кубовые форсунки, установите их на свой двигатель, и все готово.Таким образом, 40 фунтов на квадратный дюйм само по себе на самом деле не показатель воздушного потока, но если вы говорите о турбокомпрессоре, который будет поддерживать 40 фунтов на квадратный дюйм, я предполагаю, что вы действительно стремитесь раздвинуть границы. Итак, что мы видим в настоящее время с ограниченным количеством двигателей с непосредственным впрыском топлива, которые действительно сильно нагружаются, что мы чаще всего видим, так это то, что система прямого впрыска будет как бы сопровождаться надстройкой. послепродажная система впрыска портов. Так что это фактически приводит его в действие очень похоже на нашу Toyota 86 здесь.

На заводе FA20 имеет как портовые форсунки, так и прямые форсунки, лучшее из обоих миров, и это дает нам невероятную гибкость и возможность создавать большую мощность, не ограничиваясь этими прямыми форсунками. Действительно хорошим примером этого является компания Radium Engineering в Соединенных Штатах, они производят комплект для двигателя Eco Boost, который в основном крепится болтами к головке блока цилиндров, по сути, это похоже на прокладку впускного коллектора. И впускной коллектор крепится болтами к этой проставке, и в нем есть место для набора форсунок вместе с топливной рампой и так далее.Конечно, тогда вам понадобится ЭБУ, который может это контролировать. Они становятся все более распространенными.

Я знаю, что Syvecs ECU способен на это, а также Motec M1, который мы здесь используем, может работать как с портовыми, так и с прямыми форсунками. Вполне вероятно, что на рынке есть и другие модели, о которых я не знаю. Cypher Mark спросил, можете ли вы объяснить, как синхронизация форсунки влияет на величину опережения зажигания, которую вы можете запустить, или имеет ли это вообще какое-либо влияние. Итак, да, это имеет эффект, и вы, вероятно, обнаружите, что есть две области действия, если я действительно хочу просто разбить это на голые кости.Когда мы смотрим на высокие обороты и работу с высокой нагрузкой, вам действительно нужно будет увеличить время впрыска, чтобы у вас физически было достаточно большое окно для впрыска топлива.

Что может произойти, и я не могу подробно объяснить физику, стоящую за этим, но в зависимости от того, когда мы впрыскиваем в цикле двигателя, это может влиять на охлаждение заряда, всасываемого заряда. Таким образом, тепло в камере сгорания, тепло нашего впускного заряда, является одним из факторов детонации, так что это может повлиять на величину угла опережения зажигания, которую двигатель может сделать, может выдержать до появления детонации.Так что это еще один параметр, который вам действительно нужно проверить. Но с другой стороны, я не уверен на 100%, под каким углом вы подходите к этому вопросу. С другой стороны, нам, очевидно, нужно убедиться, что наше событие впрыска завершено задолго до того, как мы начнем наше событие зажигания.

Wittlebeast спросил, как определить размеры форсунок на этих двигателях, онлайн-калькуляторы? Сейчас нам нравится Энди, это действительно не большая проблема, потому что нет доступных форсунок послепродажного обслуживания, как я упоминал ранее.Мы просто не можем пойти и купить комплект 1500-кубовых форсунок для Subaru FA20. Есть некоторые двигатели, которые поддерживаются, Extreme DI, я думаю, может быть компанией, о которой я думаю, производит некоторые форсунки, которые, я думаю, совместимы с автомобилями группы VW, Audi. Это не то, что я лично углублялся в себя. Одна из трудностей заключается в том, что на вторичном рынке у нас очень мало информации о форсунках с прямым впрыском.

Так, например, получить точные значения расхода, получить значения задержки, значения мертвого времени для инжекторов DI почти невозможно.Опять же, мы, вероятно, находимся в зачаточном состоянии послепродажной поддержки двигателей с прямым впрыском, поэтому, конечно, в течение следующих пяти или 10 лет, когда двигатели с прямым впрыском станут основным двигателем, над которым мы будем работать, все это, вероятно, изменится, так что я предполагаю, что ответ есть смотреть это пространство. Хорошо, ребята, это подводит нас к концу вебинара, поэтому, если у кого-то есть дополнительные вопросы, пожалуйста, не стесняйтесь задавать их на нашем форуме, и я буду рад ответить на них там. Спасибо, что присоединились к нам, увидимся на следующей неделе.

Почему на мотоциклах нет прямого впрыска газа?

Уважаемый MOby,

Сегодня я смотрел на чертежи нового GSX 1000GT в разрезе, и мне пришло в голову, что мотоциклы все еще используют впрыск через порт.Между тем, непосредственный впрыск становится довольно распространенным явлением в легковых и грузовых автомобилях.

Мой последний подвесной двигатель Yamaha имел изящную систему впрыска под высоким давлением. Очевидно, что проблема не в технике. DI полезен для удовлетворения требований по выбросам; так что кажется, что есть преимущества для его реализации.

Итак, МО, что удерживает производителей мотоциклов от систем прямого впрыска?

Спасибо, 

MM


Дорогая Мими,

Мы обратились к нашему любимому источнику информации по такого рода вещам, директору по исследованиям и разработкам в MV Agusta и CRC Брайану Гиллену.(Поскольку я не знаю мотоциклов с непосредственным впрыском, как и моих старых автомобилей, мне пришлось сначала спросить Брайана, что это было?)

BG говорит: непосредственный впрыск топлива имеет распыление форсунки непосредственно в камеру сгорания.

«Простой ответ заключается в том, что с текущими стандартами выбросов мотоциклов, доступным пространством и целевыми розничными ценами впрыск через порт остается лучшим решением на данный момент.

  • Распределительный впрыск использует один топливный насос низкого давления (обычно 4 бар) с низким потреблением энергии для привода топливного насоса и форсунок, что непосредственно приводит к снижению затрат.
  • Для прямого впрыска требуется топливный насос низкого давления, а также топливный насос высокого давления (обычно более 200 бар): для привода этого топливного насоса требуется много энергии, включая более крупный генератор, и, кроме того, больше все дорогие форсунки приводят к гораздо более высоким затратам».

Чао!

BG

Распределительный впрыск, в случае нового Suzuki, впрыскивает топливо непосредственно перед каждой парой впускных клапанов.

 

Тем временем форсунка прямого впрыска вставляется прямо в камеру сгорания.(изображение предоставлено Bosch)

Преимущества прямого впрыска газа, или GDI, включают более низкие температуры в камере сгорания, что обеспечивает более высокую степень сжатия (идеально подходит для нагнетателей или турбокомпрессоров), что приводит к повышению эффективности использования топлива, снижению выбросов CO2 и общему лучше все. Однако есть и недостатки, и по этой причине в последнее время это…

(Bosch)

… PDI, или порт и непосредственный впрыск. Это дополняет сильные стороны портовых и прямых систем.По словам Bosch, каждая система обеспечивает свои преимущества с точки зрения топливной экономичности и выбросов в различных условиях эксплуатации: «Распределенный впрыск топлива отличается меньшими потерями на трение при частичной нагрузке, в то время как непосредственный впрыск превосходит почти полную нагрузку благодаря повышенному пределу детонации. Благодаря хорошей гомогенизации смеси при впрыске во впускной коллектор образуется меньше частиц, снижается уровень шума и потребляется меньше топлива в ситуациях с низкой нагрузкой двигателя благодаря более низким потерям на трение по сравнению с непосредственным впрыском.

Это также объясняет, почему непосредственный впрыск является лучшим выбором для подвесного морского двигателя, который будет работать гораздо чаще при более широких и устойчивых открытиях дроссельной заслонки, чем типичный мотоциклетный двигатель.

Во всяком случае, согласно этой четырехлетней статье Car & Driver на PDI, около половины новых автомобилей и грузовиков в США использовали непосредственный впрыск по состоянию на 2017 год, а PDI существует с тех пор, как Toyota внедрила его в Lexus IS350 3.5 2006 года выпуска. -литровый V-6.

Ford активно использует PDI в своих двигателях V-6 и V-8 с турбонаддувом и без наддува, включая пикап F-150 Raptor и суперкар Ford GT — оба они оснащены новым на тот момент двигателем 3.5-литровый EcoBoost V-6 с портом и непосредственным впрыском. В 2018 году Ford построил новый 5-литровый V-8 для своего Mustang GT, Coyote Generation 3, в котором используется то, что теперь называется «прямой впрыск топлива через порт».

Изображение предоставлено Ford

«Двигатель мощностью 460 лошадиных сил и 420 фунт-футов. крутящего момента представляют улучшения по сравнению с текущей моделью мощностью 435 лошадиных сил и 400 фунт-футов», — сказал Форд. «Результатом стал двигатель, который обеспечивает надежный крутящий момент на низких оборотах, мощность на высоких оборотах и ​​улучшенную топливную экономичность».

Во многом это было связано с непосредственным впрыском, который позволил увеличить степень сжатия на 1 пункт до 12:1, и все те хорошие вещи, которые вытекали из этого.

Тем не менее, это слишком сложно для увеличения мощности на 5%: 460 л.с. при 3850 фунтах дают нам 8,4 фунта/л.с. Это почти так же хорошо, как у Kawasaki Z400, который мы только что протестировали, 8,3. Но удачи вам в том, чтобы не отставать от мотоцикла, который выдавал больше всего л.с. в нашем сравнении 900 нейкедов некоторое время назад: у Triumph Speed ​​Triple 1 л.с. на каждые 3,8 фунта (и цифры в л.с. у мотоцикла указаны для задних колес). Но тогда он не вмещает четырех человек и имеет подстаканники.

В конце концов, почему мотоциклы не используют непосредственный впрыск, звучит так, как будто это сводится к тем же причинам, по которым мы редко используем нагнетатели и турбокомпрессоры; мотоциклы, как правило, достаточно быстры для большинства из нас уже без дополнительной сложности и веса.Хотя непосредственный впрыск газа или GDI помогает снизить выбросы и повысить производительность, недостатки перевешивают преимущества на большинстве мотоциклов (на всех мотоциклах, насколько я знаю), где вес и упаковка всегда имеют большее значение, чем на лодках и автомобилях. И до сих пор велосипеды могут достигать своих целей по выбросам без GDI. Будем надеяться, что тенденция сохранится.


Направляйте свои вопросы, связанные с мотоциклами, на [email protected] . Помните, что единственный глупый вопрос — это тот, который вы задаете публично, используя свое настоящее имя.О брат.

Почему в некоторых двигателях используется прямой и портовый впрыск

В каждом новом автомобиле, продаваемом сегодня в США, используется впрыск топлива, но не все системы впрыска топлива одинаковы. Некоторые автомобили используют впрыск через порт, в то время как другие используют непосредственный впрыск. Некоторые даже используют оба. В чем преимущество этого? Джейсон Фенске из Engineering Explained рассказывает об этом в прилагаемом видео.

Впрыск топлива — это более точный способ подачи топлива в цилиндры, чем его предшественник, карбюратор.Он получил широкое распространение в 1980-х годах благодаря развитию электронного управления. Впрыск через порт — впрыск топлива во впускной канал — был стандартным с того времени и до начала века.

Непосредственный впрыск впервые был использован в самолетах, а механическая версия использовалась в Mercedes-Benz 300SL 1950-х годов. Но эта технология не получила широкого распространения до 2000-х годов, когда более строгие стандарты экономии топлива вынудили автопроизводителей искать новые способы повышения эффективности.EcoBoost от Ford и SkyActiv от Mazda — это всего лишь несколько примеров семейств двигателей, в которых используется непосредственный впрыск. Как следует из названия, непосредственный впрыск предполагает подачу топлива непосредственно в камеру сгорания цилиндра, и это делается при гораздо более высоком давлении, чем впрыск через порт.

Совсем недавно автопроизводители начали комбинировать две системы впрыска топлива. Toyota, например, использует свою систему D-4S на пикапе Tacoma и спортивном автомобиле 86.

Эти системы, как правило, используют впрыск через порт при более низких нагрузках двигателя и оборотах, а непосредственный впрыск при более высоких оборотах, говорит Фенске.Но это зависит от автопроизводителя, отмечает он.

Распределительный впрыск

обеспечивает лучшую и более стабильную воздушно-топливную смесь при более низких оборотах двигателя, что приводит к более плавной работе при запуске. На более высоких оборотах непосредственный впрыск обеспечивает больший охлаждающий эффект, обеспечивая большую мощность и меньшую вероятность детонации.

Toyota D-4S работает в «стратифицированном» режиме, ориентированном на эффективность, и в «однородном» режиме для большей мощности. В стратифицированном режиме в основном используется впрыск через порт для создания различных топливно-воздушных смесей, в том числе более обедненных смесей, чтобы быстро довести двигатель и каталитические нейтрализаторы до рабочей температуры.

В гомогенном режиме постоянно используется одна и та же, более богатая топливно-воздушная смесь с использованием как прямых, так и портовых форсунок.

Уменьшение нагара – еще одна причина для использования обоих типов впрыска. Исследования показали, что двигатели с непосредственным впрыском, как правило, более склонны к образованию нагара, чем двигатели с распределенным впрыском, особенно на впускных клапанах. Добавляя порт впрыска, топливо может вымыть эти клапаны, чтобы уменьшить нагар.

Чтобы узнать больше, нажмите на видео выше.

Газовые двигатели с непосредственным впрыском | Успешное сельское хозяйство

Обсуждения непосредственного впрыска топлива почти полностью сосредоточены на дизельных двигателях. Однако прямой впрыск все чаще используется в бензиновых двигателях, начиная от двигателя семейного автомобиля и заканчивая пикапами, а теперь и двигателями меньшего размера. Тем не менее, впрыск топлива в газовом двигателе полностью отличается от систем с форсунками дизельных насосов.

В середине 1970-х годов на многих европейских автомобилях, импортируемых сюда, была внедрена система механического впрыска топлива Bosch.В 1980-х годах GM и Ford представили гибридную топливную систему, называемую впрыском через дроссельную заслонку (TBI). Он состоял из дроссельной заслонки и форсунки над ней. Топливо вводили в окружающую среду при атмосферном давлении.

В 1986 году компания Ford первой внедрила настоящий впрыск топлива на рынок пикапов. Этой инновацией стала система впрыска топлива во впускной коллектор (PFI). В этой конструкции для каждого цилиндра предусмотрена топливная форсунка, установленная на стыке впускного коллектора с головкой блока цилиндров (расположенная примерно в 100 мм или менее 4 дюймов от впускного клапана).

Преимущества ввода через порт

В то время как General Motors TBI работала при низком давлении топлива (от 9 до 13 фунтов на квадратный дюйм), система Ford работала при 45 фунтах на квадратный дюйм. Когда промышленность перешла на PFI, диапазон рабочего давления топлива составлял от 45 до 60 фунтов на квадратный дюйм.

Необходимость соответствовать более строгим стандартам выбросов и экономии топлива привела к внедрению прямого впрыска бензина (GDI).

В этой конструкции в камеру сгорания головки блока цилиндров помещается форсунка специальной конструкции, аналогичная топливной форсунке в дизеле.Это устройство впрыскивает газ непосредственно в камеру сгорания под давлением до 2200 фунтов на квадратный дюйм.

Преимущество GDI по сравнению с PFI заключается в том, что топливо не теряется при транспортировке, поскольку эмульгированная смесь проходит через впускной канал головки блока цилиндров. Основное преимущество заключается в фазовом переходе, который происходит с газом в баллоне. Благодаря скрытой теплоте парообразования это обеспечивает эффект охлаждения топливно-воздушной смеси, поскольку тепло используется для перевода жидкого бензина в разреженное состояние.

Более низкая температура наддувочного воздуха от GDI позволяет увеличить степень сжатия двигателя во многих приложениях почти до дизельного значения 14: 1. Самый эффективный способ улучшить экономию топлива в двигателе внутреннего сгорания — это увеличить степень сжатия.

Несколько форсунок

Тем не менее, эволюция этих систем не стояла на месте. Последней тенденцией является сочетание двигателей PFI и GDI. В этой конструкции количество форсунок вдвое превышает количество цилиндров.Форсунка PFI находится на конце головки блока цилиндров направляющей впускного коллектора, а форсунка — в камере сгорания. Контроллер двигателя переключается между этими двумя топливными форсунками.

Традиционно двигатель заправляется через форсунку PFI при запуске или работе на холостом ходу и при очень малых нагрузках. В других режимах работы двигатель питается от системы GDI. Не существует рабочего состояния, когда обе системы используются одновременно.

Проблемы с отложениями на клапане

Поскольку многие производители проводят испытания в реальных условиях до того, как проект будет запущен в производство, они не могут дублировать все сценарии, приводящие к ошибкам GDI.В GDI нет смачивания топливом обратной стороны впускного клапана. Однако при перекрытии кулачков продукты сгорания возвращаются туда и превращаются в нагар. Эти отложения скапливаются на впускном клапане и блокируют поступление воздуха в цилиндр.

Явление, называемое преждевременным зажиганием на низких оборотах (LPSI), может возникать, когда двигатель холодный или находится в промежуточных температурных режимах и работает на низких оборотах и ​​при умеренных нагрузках.

В лучшем случае LSPI просто приведет к шуму при горении или поломке свечи зажигания.Тем не менее, во многих случаях оно настолько сильное, что может привести к соскальзыванию кольца с поршня или изгибу шатуна.

Серия событий, которые могут привести к LSPI, слишком техническая и подробная, чтобы описывать ее здесь. Однако было установлено, что моторное масло вносит огромный вклад. Было обнаружено, что моторные масла с высоким содержанием кальция очень склонны вызывать LSPI.

По этой причине крайне важно, чтобы, если вы эксплуатируете двигатель GDI, вы использовали именно то масло, которое указывает производитель, которое будет смесью с низким содержанием кальция.General Motors, например, маркирует свое масло с низким содержанием кальция как Dextros.

Уход за отложениями на клапане

При использовании системы PFI/GDI рабочее состояние двигателя с LSPI может вызываться системой PFI и больше не вызывает беспокойства. Имейте в виду, что ни одна из автомобильных компаний не будет обязана удовлетворять претензии в отношении двигателя, поврежденного LSPI, после истечения срока гарантии на двигатель.

Если у вас есть двигатель только с GDI, вам необходимо использовать высококачественную топливную систему и очиститель инжектора, чтобы поддерживать чистоту иглы инжектора.Однако из-за того, что топливо поступает в отверстие цилиндра, очиститель в баке не удалит отложения с впускного клапана.

В настоящее время на рынке представлено множество отличных чистящих средств, которые можно вводить в систему впуска при работе двигателя на высоких оборотах холостого хода, что будет способствовать разрыхлению отложений на клапанах, чтобы их можно было сжечь.

Это надежный протокол для выполнения этого обслуживания каждые 5000–7000 миль. Как только углерод станет слишком твердым или толстым, его будет невозможно удалить химическим путем.В этом случае необходимо снять головку блока цилиндров.

Если двигатель представляет собой систему PFI/GDI, уход за ним не требует большего, чем использование указанного моторного масла и хорошего очистителя топливной системы в баке каждые 3000 миль. Химия будет поддерживать чистоту клапанов вместе с иглами форсунок PFI и GDI и сделает систему беззаботной.

Не беспокойтесь о двигателе только для GDI. Но я настоятельно рекомендую вам следовать шагам обслуживания, которые я изложил здесь, для многолетней бесперебойной работы.Если нет, вы, вероятно, будете ставить новый двигатель на автомобиль в будущем.

Прямой впрыск Против. Обычный впрыск



Двигатели GDI

GDI, также известный как прямой впрыск бензина, представляет собой тип впрыска топлива, при котором бензин под высоким давлением впрыскивается прямо в камеру сгорания каждого цилиндра. Для сравнения, традиционный впрыск топлива через порт впрыскивает бензин во впуск под низким давлением.

Как работает прямой впрыск бензина?

Бензиновые двигатели с непосредственным впрыском работают путем подачи бензина под высоким давлением непосредственно в камеру сгорания.Это значительно точнее, чем карбюраторы или предыдущие системы впрыска топлива.

История двигателей GDI

В 1925 году был разработан первый двигатель GDI для использования в двигателях некоторых грузовиков. позже, в 1950-х годах, несколько немецких автомобилей использовали механическую систему GDI Bosch, но эта технология использовалась редко, пока Mitsubishi не разработала электронную систему GDI для серийных автомобилей в 1996 году. производители установили GDI.

Преимущества двигателей GDI

BMW GDI, фото Ton1 ~ Commonswiki, CC By-SA 3.0, через Wikimedia Commons

1. Эффективность

Из-за прямого впрыска сгорание становится более эффективным благодаря контролю количества, времени и схемы подачи бензина в цилиндр. Эта точность увеличивает мощность двигателя при уменьшении размера двигателя.

2. Экономичность и мощность

Непосредственный впрыск способствует лучшему сгоранию, что снижает расход топлива, экономит деньги и сводит к минимуму воздействие на окружающую среду, а также снижает температуру цилиндров. Более низкие температуры улучшают степень сжатия, обеспечивая большую мощность и экономичность при том же количестве топлива. Некоторые производители заявляют, что двигатели GDI могут развивать крутящий момент на 50% больше, при этом экономия топлива снижается на 15%.

Источник: Netcarshow.com

Недостатки двигателя GDI

На дороге было несколько серьезных препятствий. Отложения на впускных клапанах двигателей GDI были обычным явлением. Мы перечислили основные недостатки GDI:

1. Нагарообразование


Мощность двигателя GDI — палка о двух концах. Хотя вы получаете много преимуществ от GDI, накопление нагара может лишить вас всех плюсов, связанных с ним. с этим типом двигателя. Поскольку двигатели GDI закачивают газ непосредственно в цилиндр, грязь из всасываемого воздуха и сажа от продувки скапливаются на стенках впускного коллектора.


Нагар. фото Стива Палланте/euromotive.ca

В результате накопления углерода поток воздуха в цилиндры уменьшается, и вы теряете крутящий момент и эффективность использования топлива, которые являются преимуществами, которые GDI был разработан для обеспечения в первое место.


2. Большая нагрузка на поршневые кольца

Для работы обычных топливных форсунок обычно требуется давление топлива от 46 до 65 psi .Для сравнения, топливным форсункам GDI потребуется давление не менее 2000 фунтов на квадратный дюйм . Форсунки распыляют под таким высоким давлением, что часть бензина может быть выброшена из камеры сгорания.

Источник: cartreatments.com

Обслуживание двигателей GDI

любые потенциальные серьезные проблемы с двигателем:



  • В то время как автомобили с GDI требуют обслуживания каждые от 20 до 40 000 миль , надлежащее техническое обслуживание между ними поможет уменьшить накопление углерода.
  • Масло следует заменять с рекомендованной производителем периодичностью и с предписанным маслом для оптимальной работы впускных клапанов.
  • Заменяйте свечи зажигания при установленном пробеге, чтобы ограничить количество несгоревшего топлива в камере сгорания.
  • Используйте топливо премиум-класса с дополнительными моющими средствами Для поддержания деталей двигателя в чистоте и без отложений.
  • Используйте средство для очистки топливной системы, чтобы поддерживать систему GDi в хорошем рабочем состоянии.

Непосредственный впрыск: определение, функции, компоненты, работа

Прямой впрыск, как и система непрямого впрыска, представляет собой способ подачи топлива в двигатели внутреннего сгорания. это распространено в бензиновых (бензиновых) двигателях, но теперь используется в дизельных двигателях, чтобы придать одинаковое качество типам двигателей.

Системы прямого впрыска используются в бензиновых двигателях для повышения эффективности и удельной мощности, а также для снижения выбросов выхлопных газов.

Сегодня вы узнаете об определении прямого впрыска, функциях, схеме, работе, компонентах. вы также узнаете о его преимуществах и недостатках.

Подробнее: Понимание системы впрыска топлива в автомобильных двигателях

Что такое система прямого впрыска?

Система прямого впрыска — это процесс впрыска топлива, который позволяет впрыскивать топливо непосредственно в верхнюю часть поршня в камере сгорания. Непосредственный впрыск бензина (GDI), также известный как прямой впрыск бензина (PDI), представляет собой систему смесеобразования для двигателей внутреннего сгорания, работающих на бензине (бензине).Топливо впрыскивается непосредственно в камеру сгорания.

Этот прямой бензиновый двигатель был представлен в 1925 году для двигателя грузовика с низкой степенью сжатия. он был довольно популярен на немецких автомобилях с использованием механической системы GDI Bosch в 1950-х годах. он стал более популярным, когда в 1996 году Mitsubishi представила электронную систему GDI. Однако в последние годы эта система получила широкое распространение в автомобильной промышленности.

Принцип непосредственного впрыска впервые реализован на дизельных двигателях.это основной тип системы впрыска топлива, которую использует дизельный двигатель. В простом дизельном двигателе с прямым впрыском топливо впрыскивается в камеру сгорания над поршнем непосредственно. Сжатие воздуха внутри камеры поднимает температуру выше 400 градусов по Цельсию, что затем воспламеняет дизельное топливо сразу же, когда оно распыляется непосредственно в камеру сгорания.

Подробнее: Основные части поршней и их функции

Функции системы прямого впрыска

Ниже приведены функции системы непосредственного впрыска в автомобильных двигателях

  • Для эффективного сжигания топлива
  • Чтобы увеличить мощность
  • Более чистые выбросы и
  • Повышенная экономия топлива.

Подробнее: Об аккумуляторах, используемых в автомобилях

Компоненты системы непосредственного впрыска

Ниже представлены компоненты топливной системы с непосредственным впрыском:

  • Форсунки
  • ТНВД
  • Линии высокого давления
  • Насос подачи топлива
  • Топливный фильтр
  • Губернатор
Схема прямого впрыска:

Подробнее: Все, что вам нужно знать об автомобильном масляном фильтре

Принцип работы

Работа системы прямого впрыска менее сложна и ее легко понять.Обычно бензиновые двигатели работают за счет всасывания в цилиндр смеси бензина и воздуха. Эта смесь сжимается поршнем, а затем воспламеняется искрой от свечи зажигания, вызывая взрыв. Этот результирующий взрыв перемещает поршень вниз, создавая мощность.

Традиционно в системе непрямого впрыска топлива бензин и воздух предварительно смешиваются в камере вне цилиндра, известной как впускной коллектор. Теперь в системе прямого впрыска воздух и бензин предварительно не смешиваются.Вместо этого воздух поступает через впускной коллектор, а бензин впрыскивается непосредственно в цилиндр.

В камере сгорания существует способ распределения топлива, известный как «режим заряда». Эта зарядка включает режим гомогенной зарядки и режим расслоенной зарядки. В режиме гомогенного заряда топливо равномерно смешивается с воздухом по всей камере сгорания за счет коллекторного впрыска. Тогда как в режиме послойного заряда вокруг свечи зажигания находится зона с большей плотностью топлива, а вдали от свечи находится более бедная смесь (меньшая плотность топлива).

В системе прямого впрыска используются общие методы создания желаемого распределения топлива по всей камере сгорания. Эти методы впрыска включают распыление, воздушное наведение или впрыскивание через стену.

Посмотрите видео, чтобы понять, как работает система прямого впрыска:

Подробнее: Общие сведения о системе трения и рекуперативного торможения

Преимущества и недостатки системы прямого впрыска

Преимущества:

Ниже приведены преимущества прямого впрыска бензиновых двигателей:

  • Низкие эксплуатационные расходы
  • Высокий крутящий момент на низких оборотах
  • Прочность
  • Увеличенный срок службы двигателя

Подробнее: Понимание гидравлической тормозной системы

Недостатки:

Несмотря на преимущества прямого впрыска, все же существуют некоторые ограничения.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.