Прямой впрыск топлива: Главные плюсы и минусы двигателей с непосредственным впрыском топлива

Главные плюсы и минусы двигателей с непосредственным впрыском топлива

Содержание

Прямой впрыск топлива – хорошо или плохо?

Главные плюсы и минусы двигателей с непосредственным впрыском топлива

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.

Главные плюсы и минусы двигателей с непосредственным впрыском топлива

 

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.

Главные плюсы и минусы двигателей с непосредственным впрыском топлива

 

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.

Главные плюсы и минусы двигателей с непосредственным впрыском топлива

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.

 

Главные плюсы и минусы двигателей с непосредственным впрыском топлива

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.

Как работает непосредственный (прямой) впрыск топлива и чем он лучше?

Если Вы читали статью о том, как работает двигатель, то знаете, что бензиновые двигатели работают, высасывая смесь бензина и воздуха в цилиндр, сжимая его поршнем, когда тот движется вверх, и поджигая его искрой от свечи зажигания; в результате взрыва происходит сильное увеличение давления в камере сгорания, что приводит к движению поршня вниз, производя энергию — в конечном счёте вращательную.

Традиционная (непрямая) система впрыска топлива предварительно смешивает бензин и воздух в камере в непосредственной близости от цилиндра — камера эта называется впускным коллектором. В системе непосредственного впрыска, однако, воздух и бензин не смешиваются предварительно. Воздух поступает в камеру сгорания через впускной коллектор, в то время как бензин впрыскивается непосредственно в цилиндр. Именно так работает непосредственный впрыск топлива и поэтому он так называется.

Топливо-воздушная смесь в камере сгорания, клапаны, форсунка прямого впрыска и свеча зажигания
Плюсы прямого впрыска топлива

В сочетании с ультраточным управлением с помощью компьютера прямой впрыск обеспечивает более точное управление дозировкой топлива (количество впрыскиваемого топлива) и воздуха. Расположение инжектора также способствует более оптимальному распылению, которое разрушает струю жидкого бензина на более мелкие капельки и превращая его, можно сказать, в пыль. В результате обеспечивается более полное сгорание бензина, что очень важно, когда для сгорания этого выделяется так мало времени на высоких оборотах. Проще говоря, при непосредственном впрыске топлива больше бензина сжигается, что приводит к большей мощности и уменьшению загрязнения в расчёте на каждую каплю бензина.

Минусы непосредственного впрыска топлива

Основными недостатками двигателей с прямым впрыском бензина являются сложность этой системы и, как следствие, её конечная стоимость. Системы прямого впрыска дороже производить, потому что их компоненты должны быть более прочными и точными — они обращаются с топливом при значительно более высоких давлениях, чем косвенные системы впрыска, и, кроме того, сами форсунки должны быть в состоянии выдержать высокую температуру сгорания и разрушительное давление в цилиндре.

Насколько лучше прямой впрыск, чем непрямой?

Для примера, General Motors для автомобилей Cadillac CTS производит два аналогичных двигателя с прямым и косвенным впрыскиванием — 3,6-литровый двигатель V6. Двигатель с непрямым впрыском производит 263 лошадиных силы, в то время как версия с непосредственным впрыском топлива развивает 304 лошадиные силы. Несмотря на увеличенную мощность, двигатель с непосредственным впрыском в то же время более экономичен — 18 миль на галлон против 17 миль на галлон бензина в условиях города и равный расход в условиях трассы. Ещё одно преимущество двигателей с непосредственным впрыском топлива — это то, что в силу особенности своей технологии они менее требовательны к октановому числу бензина.

Технология прямого впрыска далеко не новая — она известна ещё примерно с середины 20-го века. Однако, тогда всего несколько автопроизводителей приняли её для массового производства автомобилей. Тогда, из-за дороговизны производства и отсутствия должного ассистирования компьютера, механический карбюратор был доминирующим в системах подачи топлива — вплоть до 1980-х годов. Тем не менее, давние и непрекращающиеся циклические события, такие как резкий рост цен на топливо и ужесточения в законодательстве по экономии топлива и экологичности выбросов, привели многих автопроизводителей к началу разработки системы прямого впрыска топлива. Вы, скорее всего, будете видеть больше и больше автомобилей, использующих непосредственный впрыск топлива, в ближайшем будущем.

Более того, практически все дизельные двигатели используют прямой впрыск топлива. Впрочем, дизели используют немного другой процесс сжигания топлива: бензиновые двигатели сжимают смесь бензина и воздуха и поджигают его искрой, в то время как дизели сжимают воздух, и только затем распыляют топливо в камеру сгорания, которое воспламеняется от температуры сжатого воздуха и его давления.

Несовершенство непосредственности: надежность и проблемы моторов с прямым впрыском

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

Снова те же грабли, но в XXI веке

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

Что же делать?

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

Под капотом 2015–н.в. Toyota Camry XLEПод капотом 2015–н.в. Toyota Camry XLE

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

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

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

«Классификация систем впрыска бензина?» – Яндекс.Кью

В зависимости от того как его использовать, возможен вариант прямого сжигания водорода, тогда процесс представляет собой традиционную тепловую машину, удельная теплота сгорания водорода самая высокая из всех известных топлив: 140 и 120 МДж/кг верхняя и низшая соответственно (Для сравнения у метана — 50 МДж/кг).

Проблема в том, что окислителем все равно является кислород, и возможно образование гремучей смеси.

При комнатной температуре водорода и кислорода может храниться в закрытом сосуде неограниченно долго. Однако при повышении температуры сосуда выше некоторого критического значения, зависящего от давления, смесь воспламеняется и сгорает чрезвычайно быстро, со вспышкой или взрывом. Как следствие низкий ресурс такой энергоустановки.

Другое применение — топливный элемент.

Там происходит прямое превращение энергии водорода в электрическую, причем в твердполимерных топливных элементах это происходит при температуре 40 — 60 градусов Цельсия.

Принципиальная схема представлена выше. В одну из камер подается водород (анодная камера) там происходит электроокисление водорода, при это электрон идет по внешней цепи, катион проходит через твердполимерный электролит, где в катодной камере (туда подают кислород) восстанавливается до воды. Реакции представлены ниже:

  • на аноде: 2h3 — 4е → 4H+ ;
  • на катоде: O2 + 4H+ + 4e— → 2h3O.

Суммарная реакция: 2h3 + O2 → 2h3O.

Недостатки таких систем: катализатором реакции окисления водорода являются металлы платиновой группы, а лучше всего сама платина, которая является весьма дорогой.

Такие энергоустановки не любят переменных графиков нагрузки, а сам водород должен быть высокой чистоты.

Двигатель с системой непосредственного впрыска

Роман Барский

09 декабря 2019, 05:44

Система непосредственного впрыска топлива является самой современной. Ее работа основана на впрыске топлива непосредственно в камеру сгорания двигателя.

Впервые система непосредственного впрыска была применена на двигателе GDI (Gasoline Direct Injection – непосредственный впрыск бензина), устанавливаемом на автомобили компании Mitsubishi. В настоящее время система непосредственного впрыска используется в двигателях многих автопроизводителей. Передовики Audi (двигатели TFSI) и Volkswagen (двигатели FSI, TSI), которые практически полностью перешли на бензиновые двигатели с непосредственным впрыском.

Подача топлива осуществляется через форсунки, которые имеют каждая по 6 отверстий. Форсунки очень точно распределяют по камере сгорания сверхтонкие струи топлива. Где в свою очередь поток воздуха управляется заслонками движения заряда. Такая технология обеспечивает однородность топливовоздушной смеси и улучшенную эффективность процесса сгорания топлива.

 

Двигатели с непосредственным впрыском имеют в своем активе BMW (двигатели N54, N63), Infiniti (двигатели M56), Ford (двигатели EcoBoost), General Motors (двигатели Ecotec), Hyundai (двигатели Theta), Mazda (двигатели Skyactiv), Mercedes-Benz (двигатели CGI).

Применение системы непосредственного впрыска позволяет достичь до 15% экономии топлива, а также сокращения выброса вредных веществ с отработавшими газами.

 

 

Устройство системы непосредственного впрыска топлива

 

Конструкция системы непосредственного впрыска топлива рассмотрена на примере системы, устанавливаемой на двигатели FSI (Fuel Stratified Injection – послойный впрыск топлива). Система непосредственного впрыска составляет контур высокого давления топливной системы двигателя и включает топливный насос высокого давления, регулятор давления топлива, топливную рампу, предохранительный клапан, датчик высокого давления и форсунки впрыска.

 

Топливный насос высокого давления служит для подачи топлива к топливной рампе и далее к форсункам впрыска под высоким давлениям (3-11 МПА) в соответствии с потребностями двигателя. Основу конструкции насоса составляет один или несколько плунжеров. Насос приводится в действие от распределительного вала впускных клапанов.

 

Регулятор давления топлива обеспечивает дозированную подачу топлива насосом в соответствии с впрыском форсунки. Регулятор расположен в топливном насосе высокого давления. Топливная рампа служит для распределения топлива по форсункам впрыска и предотвращения пульсации топлива в контуре. Предохранительный клапан защищает элементы системы впрыска от предельных давлений, возникающих при температурном расширении топлива. Клапан устанавливается на топливной рампе.

Схема системы непосредственного впрыска на примере системы Motronic MED7. 1.топливный бак; 2. топливный насос; 3.топливный фильтр; 4. перепускной клапан; 5. регулятор давления топлива; 6. топливный насос высокого давления; 7. трубопровод высокого давления; 8. распределительный трубопровод; 9. датчик высокого давления; 10. предохранительный клапан; 11. форсунки впрыска; 12. адсорбер; 13. электромагнитный запорный клапан продувки адсорбера.

 

Датчик высокого давления предназначен для измерения давления в топливной рампе. В соответствии с сигналами датчика блок управления двигателем может изменять давление в топливной рампе. Форсунка впрыска обеспечивает распыление топлива в камере сгорания для образования топливно-воздушной смеси.

Согласованную работу системы обеспечивает электронная система управления двигателем, которая является дальнейшим развитием объединенной системы впрыска и зажигания. Традиционно система управления двигателем объединяет входные датчики, блок управления и исполнительные механизмы.

 

Помимо датчика высокого давления топлива в интересах системы непосредственного впрыска работают датчик частоты вращения коленчатого вала, датчик положения распределительного вала, датчик положения педали акселератора, расходомер воздуха, датчик температуры охлаждающей жидкости, датчик температуры воздуха на впуске.

В совокупности датчики обеспечивают необходимой информацией блок управления двигателем, на основании которой блок воздействует на исполнительные механизмы — электромагнитные клапаны форсунок, предохранительный и перепускной клапаны.

 

 

Принцип действия системы непосредственного впрыска

 

Система непосредственного впрыска в результате работы обеспечивает несколько видов смесеобразования:

  • послойное ;
  • стехиометрическое гомогенное ;
  • гомогенное.

 

Многообразие в смесеобразовании определяет высокую эффективность использования топлива (экономия, качество образования смеси, ее полное сгорание, увеличение мощности, уменьшение вредных выбросов) на всех режимах работы двигателя.

 

Послойное смесеобразование используется при работе двигателя на малых и средних оборотах и нагрузках. Стехиометрическое (другое наименование – легковоспламеняемое) гомогенное (другое наименование – однородное) смесеобразование применяется при высоких оборотах двигателя и больших нагрузках. На бедной гомогенной смеси двигатель работает в промежуточных режимах.

 

При послойном смесеобразовании дроссельная заслонка почти полностью открыта, впускные заслонки закрыты. Воздух поступает в камеры сгорания с большой скоростью, с образованием воздушного вихря. Впрыск топлива производится в зону свечи зажигания в конце такта сжатия. За непродолжительное время до воспламенения в районе свечи зажигания образуется топливно-воздушная смесь с коэффициентом избытка воздуха от 1,5 до 3. При воспламенении смеси вокруг нее остается достаточно много чистого воздуха, выступающего в роли теплоизолятора.

Рабочий процесс поддерживается движением воздуха в цилиндрах. В зависимости от нагрузочного и скоростного режимов регулируется интенсивность движения воздуха, при этом, обеспечивается создание гомогенной или послойной смеси.

Гомогенное стехиометрическое смесеобразование происходит при открытых впускных заслонках, дроссельная заслонка при этом открывается в соответствии с положением педали газа. Впрыск топлива производится на такте впуска, что способствует образованию однородной смеси. Коэффициент избытка воздуха составляет 1. Смесь воспламеняется и эффективно сгорает во всем объеме камеры сгорания.

 

Бедная гомогенная смесь образуется при максимально открытой дроссельной заслонке и закрытыми впускными заслонками. При этом создается интенсивное движение воздуха в цилиндрах. Впрыск топлива производится на такте впуска. Коэффициент избытка воздуха поддерживается системой управления двигателем на уровне 1,5. При необходимости в состав смеси добавляются отработавшие газы из выпускной системы, содержание которых может доходить до 25%.

 

 Принцип работы системы непосредственного впрыска топлива хорошо показан на примере двигателя автомобиля AUDI

Нашли опечатку? Выделите фрагмент и нажмите Ctrl+Enter.

Новости о науке, технике, вооружении и технологиях.

Подпишитесь и будете получать свежий дайджест лучших статей за неделю!

Email*

Подписаться

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.

Система непосредственного впрыска топлива GDI: что это такое и как работает?

Система непосредственного впрыска топлива применяется на бензиновых двигателях последних поколений с целью повышения их экономичности и увеличения мощности. Она предполагает впрыск бензина напрямую в камеры сгорания цилиндров, где и происходит его смешение с воздухом и образование топливовоздушной смеси. Первыми двигателями, которые были оснащены такой системой впрыска, стали моторы GDI (Mitsubishi). Аббревиатура GDI — расшифровывается как «Gasoline Direct Injection», что дословно переводится как «непосредственный впрыск бензина».

Содержание статьи

Устройство и принцип действия системы GDI

В наши дни системы, аналогичные Gasoline Direct Injection, используют и другие производители автомобилей, обозначая данную технологию TFSI (Audi),  FSI или TSI (Volkswagen), JIS (Toyota), CGI  (Mercedes), HPI (BMW). Принципиальными отличиями этих систем являются рабочее давление, конструкция и расположение топливных форсунок.

Конструктивные особенности двигателей GDI

Система питания воздухом двигателя GDI Классическая система непосредственного впрыска топлива конструктивно состоит из следующих элементов: Топливный насос высокого давления (ТНВД). Для корректной работы системы (создания тонкого распыливания) бензин в камеру сгорания должен подаваться под высоким давлением (аналогично дизельным моторам) в пределах 5…12 МПа. Электрический топливный насос низкого давления. Подает топливо из бензобака к ТНВД под давлением 0,3…0,5 МПа.

Датчик низкого давления. Фиксирует уровень давления, созданного электрическим насосом. Форсунки высокого давления. Осуществляют впрыск топлива в цилиндр. Оснащены вихревыми распылителями, позволяющими создавать требуемую форму топливного факела. Поршень. Имеет особую форму с выемкой, которая предназначена для перенаправления горючей смеси к свече зажигания двигателя.

Впускные каналы. Имеют вертикальную конструкцию, благодаря чему возникает обратный вихрь (закручен в противоположную сторону по сравнению с другими типами двигателей), выполняющий функцию направления смеси к свече зажигания и обеспечивающий лучшее наполнение камеры сгорания воздухом. Датчик высокого давления. Располагается в топливной рампе и предназначен для передачи информации в электронный блок управления, который изменяет уровень давления в зависимости от актуальных режимов работы двигателя.

Отличия моторов прямого впрыска топлива GDI. Особенности работы двигателей GDI

По факту мы имеем некий симбиоз дизельного и бензинового двигателей в одном и каждый производитель именует такую систему по своему. GDI двигатели у Mitsubishi, FSI ставит обозначение VW, D4 обозначение Toyota. От дизеля GDI унаследовал систему впрыска и ТНВД, от бензинового двигателя сам тип топлива и свечи зажигания. Родоначальником моторов GDI стала компания Mitsubishi, когда в 1995 году был представлен Mitsubishi Galant 1.8 GDI. Сегодняшний двигатель с непосредственным впрыском это сложная система механизмов и электронных блоков.

Двигатель с непосредственным впрыском топлива  явился миру гораздо раньше — в 50-х годах такие моторы использовал Daimler-Benz на своих гоночных машинах.

Различия (разновидности) двигателей GDI. Марки автомобилей, где используется GDI

Предпосылки создания и массового перехода большинства ведущих автопроизводителей на системы впрыска, аналогичных GDI, были достаточно предсказуемы. Экологические нормы, требующие усовершенствования систем выхлопа отработанных газов, а так же глобальная задача по созданию экономичных двигателей. В двигателях GDI реализованы несколько типов смесеобразования топливовоздушной смеси, это позволило выполнить задачи по экономии топлива, более полному сгоранию смеси и дополнительно увеличить мощность.  В совокупности такой двигатель получился благодаря доработанной системе прямого впрыска, где не малую роль играет электронная начинка.  Блок управлением двигателя, через датчики, раскиданные по системе, оперативно реагирует на малейшие изменения поведения автомобиля и подстраивает работу топливной системы под необходимые требования водителя

Преимущества (плюсы) двигателей GDI

 Особенностью двигателей с непосредственным впрыском является возможность работы в нескольких видах смесеобразования. Это является неоспоримым плюсом, так как многообразие в смесеобразовании дает максимальную эффективность использования топлива. При исправно работающей системе непосредственного впрыска мы получим экономию топлива за счет режима работы на сверхобедненной смеси, причем без потери мощности. В двигателях GDI увеличенная степень сжатия топливовоздушной смеси, это помогает избежать калильного зажигания и детонации, а таким образом увеличивается ресурс. Так же в положительные моменты двигателя с непосредственным впрыском нужно отнести существенное снижение выброса в атмосферу углекислого газа и других вредных веществ, а это достигается за счет многослойного смесеобразования, в свою очередь дающее более полное сгорание смеси, что дополнительно влияет на мощность двигателя.

Система GDI в результате работы обеспечивает несколько видов смесеобразования:

— послойное;
— стехиометрическое гомогенное ;
— гомогенное.
Такое многообразие делает работу двигателя экономичным, лучшее качество образования смеси, ее полное сгорание, увеличение мощности, уменьшение вредных выбросов.

Недостатки (минусы) двигателей GDI

Описание двигателей GDI было бы не полным, без упоминания отрицательных моментах эксплуатации. Главный минус GDI связан со сложностью самой системы впуска и подачи топлива. В таком варианте впрыска, двигатель GDI становится крайне чувствительным к качеству используемого топлива. В итоге проблема закоксовывания форсунок становится актуальной для водителя, потеря мощности и увеличение расхода топлива никого не обрадует. Так же в минусы можно отнести сложность обслуживания и стоимость ремонта, замены деталей и агрегатов топливной системы, поэтому важным моментом является контроль за состоянием топливной системы автомобиля.

Да, в обслуживании двигатель GDI дороже, но рабочие характеристики перекрывают этот минус. Тем более, есть средства помогающие повысить ресурс капризных деталей и узлов.

Профилактика неисправностей моторов GDI

Профилактика — это простое решение для владельца автомобиля с системой непосредственного впрыска GDI или аналогичными системами. Как мы уже писали выше, качество топлива будет играть основную роль. Понятно, что без лабораторных исследований судить о качестве топлива невозможно,  поэтому в качестве профилактических мер и защиты топливной системы от возникающих проблем могут помочь топливные присадки. Компания Liqui Moly один из мировых лидеров в производстве автохимии рекомендует, для поддержания необходимого уровня смазывающих и очищающих присадок в используемом топливе применять Langzeit Injection Reiniger арт. 7568. Постоянное применение присадки значительно снизит риск возникновения поломок связанных с топливом, пакеты присадок, поднимающие смазывающие свойства топлива надежно защитят топливную аппаратуру от скорого износа. Для лечения и профилактики загрязнений форсунок так же есть надежное средство, арт. 7554 Очиститель систем непосредственного впрыска топлива Direkt Injection Reiniger. Заменяет стендовую очистку форсунок, работает по нагару, смолам и чистит камеру сгорания. Немаловажный момент, что топливные присадки Liqui Moly начинают работать в топливной системе при повышении температуры, а в баке происходит только смешивание с топливом.

Стоит ли покупать автомобили с двигателями GDI

При должном подходе и своевременном обслуживании владелец автомобиля с системой GDI получает комфортный в управлении автомобиль с высокой тягой, мощностью и хорошей экономией топлива. И как показывают продажи таких автомобилей, на дорогах встречаться они будут чаще.

Насос системы охлаждения двигателя (помпы): устройство виды и принцип работы,фото
Топливный насос высокого давления (ТНВД): что это такое и для чего он нужен,виды,фото
Керамические колодки: плюсы и минусы,какие выбрать,отзывы,фото
ЭГУР Servotronic: что это такое и как он работает?

ПОХОЖИЕ СТАТЬИ:

  • Тойота хайлендер: описание,технические характеристики,безопасность,комплектация,фото,видео
  • 2016 Германия: наиболее часто украденные бренды и модели автомобилей
  • bmw m5 f10 описание дизайн технические характеристики фото видео
  • volkswagen passat b3: обзор,описание,фото,видео,характеристика .
  • Автомобильный бензин АИ 95 или АИ 92: какой лучше для автомобиля?
  • Обзор лучших производителей шин на 2020 год
  • HanTeng Red 01 — интересная электрическая концепция, несмотря на решетку для терки сыра
  • Volkswagen Amarok 2017 года фото видео обзор описание комплектация.
  • Volkswagen c coupe gte: обзор,описание,фото,видео,комплектация.
  • Mercedes GLE: обзор,двигатели,интерьер,внешний вид,цена,фото,видео.
  • Статистика продаж новых автомобилей в 2017 году в Германии.
  • Какая охлаждающая жидкость лучше всего подходит для немецкого автомобиля?
  • Honda N-WGN 2020 года — последний японский автомобиль Kei
  • Бмв е39: обзор,описание,фото,видео,комплектация,характеристики
  • Фольксваген каравелла Т6 2016 комплектации и цены обзор описание характеристики фото видео.

прямой впрыск топлива: краткая история

Концепция прямого впрыска топлива существует с 1925 года, когда ее изобрел шведский инженер Йонас Хессельман. Во время Второй мировой войны некоторые самолеты-истребители были оснащены прямым впрыском топлива, чтобы предотвратить срыв во время высокоскоростных воздушных маневров. Direct Fuel Injection Illustration После Второй мировой войны автомобильные компании обнаружили, что механическое впрыскивание топлива в цилиндр было практически невозможно сделать с технологией в то время. Несмотря на эти неудачи, кажется, что ошибки были устранены, и концепция предложила много улучшений для современных операций.

Историческая перспектива

Впрыск дроссельной заслонки был одной из первых отечественных систем впрыска топлива, которая появилась на рынке и смогла легко заменить карбюратор на существующих конструкциях двигателей. Для TBI требовался простой компьютер, способный управлять несколькими форсунками, распыляющими воздух, поступающий во впускной коллектор. Датчик положения дроссельной заслонки (TPS), датчик температуры охлаждающей жидкости (CTS), датчик абсолютного давления в коллекторе (MAP) и кислород (O2) были основными датчиками, необходимыми для точного контроля топлива в двигателе.Топливо доставлялось через топливный насос в баке. Несмотря на то, что TBI был чрезвычайно простым, капли фурели образовались на впуске, что привело к «мокрому потоку», который создал неравномерное распределение между цилиндрами. Чтобы уменьшить влажный поток, автопроизводители ввели многопортовый впрыск. Многопортовые системы впрыска могли рассчитывать впрыск топлива при открытии впускного клапана. Распределение топлива между цилиндрами оставалось неравномерным.

Direct Fuel Injection Illustration

прямой впрыск топлива

Поскольку нормы выбросов продолжали ужесточаться, системы прямого впрыска бензина (GDFI) стали более доступными.Системы GDFI имеют ту же базовую настройку, что и обычные системы MPI. Большинство GDFI используют насос в баке для подачи насоса высокого давления, который впрыскивает топливо. Насос высокого давления контролируется PCM и может изменять количество топлива, поступающего в насос. Большинство насосов производят около 2000 фунтов на квадратный дюйм давления топлива, чтобы преодолеть давление, создаваемое сгоранием и сжатием, и впрыскивать относительно большой объем топлива за короткий промежуток времени. Для систем GDFI требуются пьезоэлектрические топливные инжекторы, которые могут открывать клапаны игольчатых форсунок при давлении более 2000 фунтов на квадратный дюйм.

Преимущества бензинового прямого впрыска топлива

Наиболее непосредственными преимуществами впрыска бензина непосредственно в цилиндр двигателя являются повышенная экономия топлива и мощность. Есть много вещей, которые могут повлиять на использование системы прямого впрыска бензина, поэтому эта статья будет посвящена основам. Двигатель GDFI может работать в стехиометрическом режиме (весовое соотношение воздух / топливо 14,7: 1 теоретически дает только двуокись углерода (CO2) и вода (h3O)) на полной мощности (соотношение воздух / топливо между 13: 1 и 14: 1 до достичь наибольшей силы.) и сверхлегкий (соотношение воздух / топливо варьируется в зависимости от автомобиля и может превышать 50: 1) режимов. Стратегия работы с топливно-стратифицированным впрыском (FSI) также может повысить экономию топлива. Слоистое соотношение воздух / топливо может быть создано путем введения обедненной смеси воздух / топливо в цикл рабочего такта сразу после того, как происходит начальное «богатое» событие сгорания. Многослойная система имеет ограниченное применение из-за многих проблем, таких как повреждение выпускного клапана. Бензин с непосредственным впрыском топлива также позволяет инженерам фактически запустить двигатель, впрыскивая топливо в цилиндр, находящийся в состоянии покоя во время рабочего такта, и зажигая его свечой зажигания.Это повторяется во всех цилиндрах в последовательности обжига до достижения скорости холостого хода. Это позволяет выключать двигатель на стоп-сигналах для экономии топлива и быстрого запуска. Наконец, скрытая теплота испаряет топливо и фактически охлаждает внутреннюю часть цилиндра, что увеличивает степень сжатия.

Текущие проблемы с прямым впрыском бензина

Большинство систем прямого впрыска бензина можно диагностировать с помощью диагностического прибора. Самая последняя проблема — накопление углерода на уплотнениях впускного клапана, что вызывает пропуски зажигания в цилиндре.Большая часть накопления углерода может быть связана с масляным туманом из системы ПВХ и EGR. Наконец, механические топливные насосы высокого давления, по-видимому, являются ранней точкой отказа на современных транспортных средствах. Помните, что насос низкого давления должен работать правильно, чтобы насос высокого давления работал. Все специалисты по запасным частям также должны знать, что многим производителям может потребоваться полная замена топливной рампы при замене одного топливного инжектора по соображениям безопасности. Как и в случае любой новой технологии, информационная система профессионального уровня жизненно важна для успешной диагностики исходной проблемы и успешного завершения ремонта.

,
Плюсы и минусы покупки автомобиля с прямым впрыском
Главная »Плюсы и минусы покупки автомобиля с прямым впрыском

18 августа 2019

Обычный электронный впрыск топлива используется в серийных автомобилях с конца 1950-х годов. До недавнего времени почти все бензиновые автомобили имели многоточечный (многопортовый) впрыск топлива, или MPI, и это было очень надежно.

Топливная форсунка высокого давления

Когда дело доходит до технического обслуживания или ремонта, это будет последнее, о чем вам придется беспокоиться.

В соответствии с более жесткими правилами экономии топлива и более строгими законами о выбросах производители автомобилей внедряют новые технологии. Бензин прямого впрыска топлива (DI или GDI) является одним из них.

Технология прямого впрыска повышает экономию топлива на 10-20 процентов, но надежна ли она? Автомобиль с прямым впрыском стоит дороже в обслуживании? Каковы плюсы и минусы? Во-первых, давайте посмотрим, как это работает, по сравнению с обычным многопортовым впрыском топлива:

Как работает многопортовый впрыск и прямой впрыск

Обычный впрыск топлива (MPI)

В бензиновом двигателе с обычным многопортовым (многоточечным) впрыском топлива электрический топливный насос, встроенный в бензобак, подает топливо к топливной рампе двигателя.Давление топлива относительно низкое: 35-60 фунтов на квадратный дюйм. Топливная рампа распределяет топливо по инжекторам. Каждый цилиндр имеет одну топливную форсунку (зеленая на изображении). По команде от компьютера двигателя топливный инжектор распыляет топливо во впускной канал, где он смешивается с воздухом. Оттуда воздушно-топливная смесь поступает в цилиндр через открытый впускной клапан во время такта впуска.

Прямой впрыск топлива (GDI)

При непосредственном впрыске топливный насос низкого давления сначала подает топливо в топливный насос высокого давления.Топливный насос высокого давления — это механический насос, приводимый в движение одним из распределительных валов двигателя. Он подает топливо под очень высоким давлением (более 2000 фунтов / кв. Дюйм) в топливную рампу. Топливная рампа распределяет топливо по топливным инжекторам высокого давления; по одному на каждый цилиндр. Топливный инжектор высокого давления испаряет топливо непосредственно в камеру сгорания во время такта сжатия, когда поршень находится близко к вершине, см. Изображение.

Реклама — Продолжить чтение ниже

Требует ли двигатель с непосредственным впрыском больше обслуживания?

Если вы проверите график технического обслуживания автомобиля с прямым впрыском, вы вряд ли найдете дополнительные услуги для прямого впрыска.Однако есть несколько отличий. Во-первых, двигатель с непосредственным впрыском более чувствителен к качеству бензина, учитывая дизайн.

Топливный насос высокого давления приводится в действие от распределительного вала, и эта точка трения смазывается моторным маслом.

Ford EcoBoost топливный насос высокого давления

Это означает, что низкий уровень масла или отсутствие замены масла могут вызвать проблемы, но это верно для любого двигателя.

Единственная проблемная область, характерная для прямого впрыска, — это накопление углерода на задней стороне впускных клапанов и на инжекторах. Почему это происходит? В любом двигателе пары масла из системы вентиляции картера протекают через впускные клапаны. Однако при обычном впрыске топлива MPI форсунки распыляют непосредственно на впускные клапаны, «отмывая» их. В двигателе с непосредственным впрыском топливо распыляется «под» клапанами, см. Изображения выше. Это означает, что со временем пары масла из системы вентиляции, проходящие через впускные клапаны, образуют углеродные отложения на задней стороне клапанов и на инжекторах.

Эта проблема более заметна в двигателях с большим пробегом, особенно если автомобиль используется для частых коротких поездок. Турбокомпрессор также может усугубить ситуацию, поскольку при большем пробеге утечка масла из уплотнений турбокомпрессора также попадает во впускной канал.

Это означает, что в некоторых автомобилях с прямым впрыском впускные клапаны могут нуждаться в очистке при большем пробеге.

Audi топливный насос высокого давления. Audi вызывает прямой впрыск топлива или FSI / TFSI

Если вы берете свой автомобиль с непосредственным впрыском топлива для настройки, дилер или независимая ремонтная мастерская могут предложить вам услугу впрыска топлива или очистки впускного клапана.Например, многие владельцы BMW знают о «струйной обработке грецкого ореха», которая является способом очистки впускных клапанов с помощью скорлупы черного ореха (от 450 до 700 долларов). Иногда впускные клапаны необходимо чистить вручную, и это может стоить немного дороже.

Мы поговорили с владельцем ремонтной мастерской, специализирующейся на немецких автомобилях. Он рекомендует чистить впускные клапаны каждые 75 000 миль. По его словам, отложения на впускных клапанах — одна из распространенных проблем, с которыми сталкивается его магазин.

Тем не менее, многие автомобили с прямым впрыском не имеют никаких проблем.Мы также нашли несколько сервисных бюллетеней, в которых разные производители автомобилей рекомендуют использовать детергентный бензин TOP TIER, чтобы избежать проблем с прямым впрыском топлива: посетите www.toptiergas.com список поставщиков топлива, которые предлагают детергентный бензин TOP TIER.

Также есть некоторый прогресс в технологии DI. Toyota, например, использует впрыск топлива D-4S в ряде последних автомобилей Toyota и Lexus. В двигателе D-4S каждый цилиндр имеет прямой инжектор и портовый инжектор. В некоторых последних моделях Ford также внедрила двойную систему подачи топлива с двумя топливными форсунками на цилиндр.Это называется PFDI-Port Fuel (PFI) и прямой впрыск (DI). Эта технология с двумя инжекторами должна устранить проблемы с накоплением углерода на впускных клапанах.

Надежны ли двигатели с прямым впрыском?

Mazda Skyactiv двигатель с непосредственным впрыском

В целом, чем сложнее автомобиль, тем больше он может пойти не так, хотя у некоторых автомобилей было больше проблем, связанных с прямым впрыском, чем у других.Например, у BMW были некоторые проблемы с насосами и инжекторами высокого давления, и в некоторых моделях даже отозвали топливный насос высокого давления. У Volkswagen / Audi были проблемы с бензиновым мотором 2.0L-turbo FSI (термин Volkswagen для прямого впрыска) с износом толкателя топливного насоса высокого давления / распредвала кулачка. Однако, например, бензиновые двигатели с непосредственным впрыском топлива Mazda Skyactiv, как правило, хорошо выдерживают регулярные замены масла. Это значит, проверять надежность любого автомобиля в отдельности.

Где можно проверить рейтинги надежности? Во-первых, есть Consumer Reports. Мы находим их оценки точными. Чтобы получить доступ к их рейтингам в Интернете, вам потребуется платная подписка, но вы можете найти копию их печатного журнала в местной библиотеке. J.D. Power также предлагает рейтинги надежности. Проверьте CarComplaints.com, чтобы узнать, какие автомобили имеют больше проблем.

Плюсы и минусы

Подводя итог: недостатки прямого впрыска включают в себя более сложную конструкцию с дорогими компонентами, более жесткие требования к качеству бензина и потенциально более высокие затраты на ремонт при большем пробеге из-за проблем, упомянутых выше.Зачастую некоторые из этих проблем сложно диагностировать, добавляя к счету на ремонт.
Основными преимуществами являются лучшая экономия топлива, меньшие выбросы и потенциал для большей мощности.

На что обратить внимание при покупке подержанного автомобиля с двигателем прямого впрыска?

При проверке автомобиля с непосредственным впрыском следите, чтобы индикатор Check Engine оставался включенным после запуска двигателя.

Избегайте автомобиля, если под капотом заметен запах бензина.Низкий уровень моторного масла может указывать на чрезмерное потребление масла. Слишком высокий уровень масла и запах бензина могут указывать на наличие бензина в моторном масле, что также не является хорошим признаком. При пробном вождении автомобиля следите за ненормальным шумом двигателя, а также за отсутствием мощности, пропуском зажигания, грубым холостым ходом или колебаниями. Срыв — еще один признак проблем с двигателем. Синий или белый дым из выхлопа должен сказать вам, чтобы проехать на автомобиле. Подробнее: Как осмотреть подержанный автомобиль.
Мы бы порекомендовали осмотреть автомобиль у проверенного механика перед подписанием контракта.Если это немецкий автомобиль, отнесите его механику, специализирующемуся на немецких автомобилях. Избегайте автомобиля, если он показывает признаки отсутствия обслуживания.


,Прямой впрыск

— это … Что такое прямой впрыск?

  • система прямого впрыска топлива — тип системы впрыска топлива, используемый в дизельных двигателях, в котором топливо впрыскивается непосредственно в цилиндры… Авиационный словарь

  • Впрыск топлива — Топливная рампа, соединенная с инжекторами, которые установлены чуть выше впускного коллектора на четырехцилиндровом двигателе. Впрыск топлива… Википедия

  • впрыск топлива — ► НОЯНЬ ▪ прямое введение топлива под давлением в узлы сгорания двигателя внутреннего сгорания.ПРОИЗВОДНЫЕ топлива впрыскивается прилагательное … словарь английских терминов

  • впрыск топлива — Форма системы дозирования топлива для поршневого двигателя, которая впрыскивает топливо непосредственно в цилиндр, а не смешивает его с воздухом до его впуска через впускной клапан. Два типа систем впрыска топлива — прямой…… авиационный словарь

  • впрыск топлива — существительное непосредственное введение топлива под давлением в узлы сгорания двигателя внутреннего сгорания.Производные топлива впрыскивают прилагательное… Английский словарь новых терминов

  • Механический впрыск топлива — Основная концепция механического впрыска Все виды впрыска топлива (FI) предназначены для обеспечения подачи правильной топливно-воздушной смеси в двигатель внутреннего сгорания для наиболее экономичного сгорания топлива. Все формы впрыска топлива делают это…… Википедия

  • Топливный насос — не следует путать с ТРК, устройством, которое подает топливо в автомобиль.Топливный насос высокого давления на судовом дизельном двигателе Yanmar 2GM20. Топливный насос является часто (но не всегда) важным компонентом автомобиля или другого…… Wikipedia

  • Впрыскивающий насос — для 12-цилиндрового дизельного двигателя. Впрыскивающий насос — это устройство, которое закачивает топливо в цилиндры дизельного двигателя или, как правило, бензинового двигателя. Традиционно насос приводится в движение косвенно от коленчатого вала шестернями, цепями или…… Wikipedia

  • прямой впрыск — существительное Система впрыска топлива в двигателе внутреннего сгорания, в котором карбюратор не используется, а топливо впрыскивается непосредственно в цилиндр • • • Основная запись: ↑ прямой… Полезный словарь английского языка

  • Прямой впрыск — может означать: Технику записи музыки, более часто называемую прямым вводом. Способ впрыска топлива для двигателя внутреннего сгорания, как в бензиновых бензиновых двигателях с непосредственным впрыском и большинстве дизельных двигателей. … Википедия

  • с впрыском топлива — впрыск топлива ► NOUN ▪ прямое введение топлива под давлением в узлы сгорания двигателя внутреннего сгорания.ПРОИЗВОДНЫЕ топлива впрыскивается прилагательное … словарь английских терминов

  • ,

    прямой впрыск

    Загрузка

    Начиная с сезона 2014 года, правила Формулы 1 резко меняются, и наиболее значительным изменением является переход с 2,4-литровых безнаддувных двигателей V8 на 1,6-литровые V6 с непосредственным впрыском и турбонаддувом. Стремясь снизить потребление топлива до 35%, FIA внесла изменения в технический регламент, чтобы значительно увеличить сбор обычно теряемой энергии и уменьшить потери использованной энергии.Для этого FIA произвела радикальные изменения в системе сгорания ДВС, введя прямой впрыск (DI).
    Регламент двигателей Формулы-1 на 2013 год и ранее указывал только порт, системы впрыска MPFI. С правилом 5.10.2, заявив:

    5.10.2 Разрешается только одна топливная форсунка на цилиндр, которая должна впрыскиваться непосредственно в боковую или верхнюю часть впускного отверстия.

    Итак, положение инжектора было ограничено верхней стороной (выше по потоку) впускного отверстия (клапана).Вот как это работает: вместо того, чтобы использовать один инжектор, который распыляет необходимое количество топлива, каждая из отдельных впускных труб имеет свой собственный инжектор, который добавляет точный впрыск аэрозольного топлива в воздух, всасываемый из инжектора под давлением. Смесь воздуха и топлива втягивается в открытое отверстие и в камеру сгорания с помощью отступающего поршня. Впускной клапан затем захлопывается, зажигается свеча зажигания и взрывное сгорание происходит в теперь закрытом цилиндре.
    Но на 2014 это ограничение не учтено.Таким образом, хотя ранее прямой впрыск был специально исключен с ограничением положения инжектора, начиная с марта 2014 года, это должен быть единственный путь. Прямой впрыск был сделан обязательным. Теперь с правилом 5.10.2:

    5.10.2 В каждом цилиндре может быть только один прямой инжектор, и впрыскивание впускных клапанов или выпускных клапанов не допускается. ‘

    Итак, положение инжектора фиксируется внутри цилиндра.

    Уже долгие годы Формула 1 использует впрыск с электронным управлением, но расположение было другим. Двигатели были оборудованы «впрыскивающими системами заправки топливом» или так называемым многоточечным впрыском топлива (MPFI) с так называемыми «душевыми инжекторами», причем инжекторы располагались перед впускными трубами. Вы можете увидеть спрей инжектора. Такое расположение позволяет всасывать топливо вместе с воздухом внутри цилиндра. Когда вы устанавливаете инжекторы дальше от камеры сгорания, вы получаете более эффективный эффект смешивания воздуха и топлива и дополнительный охлаждающий эффект.Чем холоднее воздухозаборники, тем лучше сгорание и меньше предварительной детонации. И это приведет к большей власти. Компромисс — это меньшая эффективность использования топлива, но большая мощность при правильном сгорании. Некоторая часть впрыскиваемого топлива остается прикрепленной к стенкам труб и впускных каналов.
    Итак, FIA решила пойти с прямым впрыском. Прямой впрыск топлива — это технология подачи топлива, которая позволяет бензиновым двигателям сжигать топливо более эффективно, что приводит к увеличению мощности, более чистым выбросам и увеличению экономии топлива.Все это актуально для современных потребительских автомобильных технологий.

    Наиболее важной характеристикой любого двигателя — будь то дизельный, бензиновый, двух- или четырехтактный — является его система сгорания. Два наиболее важных различия между двигателем прямого впрыска и стандартным бензиновым двигателем заключаются в том, как они доставляют топливо и как топливо смешивается с поступающим воздухом. Эти основные предпосылки имеют огромное значение в общей эффективности двигателя.

    Бензиновые двигатели работают, всасывая смесь бензина и воздуха в цилиндр, сжимая его поршнем и зажигая его искрой.В результате взрыва поршень движется вниз, создавая мощность и крутящий момент. Традиционные (непрямые) системы впрыска топлива (карбюратор, одноточечный и многоточечный впрыск) предварительно смешивают бензин и воздух во впускном коллекторе, прежде чем войти в цилиндр. Топливно-воздушная смесь широко диспергируется в камере, оставляя значительное количество несгоревших и, следовательно, неэффективных.
    Практически во всех дизельных двигателях используется прямой впрыск топлива. Однако, поскольку дизели используют другой процесс для сжигания своего топлива (бензиновые двигатели сжимают смесь бензина и воздуха и поджигают ее искрой; дизели сжимают только воздух, а затем распыляют топливо, которое воспламеняется от тепла и давления), их впрыск Системы отличаются по конструкции и работе от бензиновых систем прямого впрыска топлива.

    Common Rail для 4-цилиндрового бензинового двигателя прямого впрыска. Система впрыска топлива в бензиновом двигателе с непосредственным впрыском топлива состоит из высокопроизводительного топливного насоса, топливной рампы большого диаметра (Common Rail, трубка, которая вмещает топливо под высоким давлением) и специализированных топливных инжекторов. Инжекторы могут выдерживать чрезмерную температуру и давление сгорания, используя топливо, проходящее через него, в качестве охлаждающей жидкости.

    В системе с непосредственным впрыском воздух и бензин предварительно не смешаны. Воздух поступает через впускной коллектор, а бензин распыляется под высоким давлением непосредственно в каждый цилиндр через специально разработанные форсунки. Скорость подачи топлива регулируется с помощью давления в общей топливной рампе, к которой подключены топливные форсунки, количества раз, когда форсунка открывается, чтобы позволить топливу проходить через него во время цикла впуска, и продолжительности этих отверстий.Топливные системы DI имеют существенную конструкцию, потому что они обычно генерируют и удерживают топливо под давлением при давлении 150 бар или более, а не от 3 до 5 бар, обычном для многоточечного впрыска в портах. Эти чрезвычайно высокие давления позволяют инжектору пропускать достаточно топлива для достижения сгорания. С помощью современных компьютеров управления двигателем топливо сгорает именно там, где это необходимо и когда это необходимо. Топливо можно разбрызгивать непосредственно там, где камера сгорания самая горячая, вблизи искры.

    по сравнению с обычным порт MPFI, система впрыска топлива, топливо форсунки должны быть способны работать с огромным давлением топлива, чрезвычайно высокими температурами, а также впрыском большое количество топлива в очень короткие периоды.
    Причина столь значительного сокращения времени в котором инъекция может быть завершена из-за того, что все инъекции должны иногда происходят в пределах
    индукционного хода.Потребность в топливе на холостом ходу может упасть время открытия всего 0,4 миллисекунды.

    Продолжительность и интенсивность опрыскивания могут быть точно настроены компьютером двигателя, что позволяет быстрее и полнее сгорать. В результате снижается расход топлива, уменьшается загрязнение окружающей среды (General Motors заявляет, что снижает выбросы при холодном запуске на 25%) и увеличивается мощность. Например, до того, как 3,5-литровый V6 в Mercedes E350 получил прямой впрыск, он давал 268 лошадиных сил и довольно паршивый рейтинг EPA 7,2 км / л, город / 10.Шоссе 2 км / л. Теперь, с в основном тем же самым двигателем, благодаря значительной части непосредственного впрыска, E350 может развить 302 лошадиных силы и достигает респектабельного 8,5 км / л городского / 12,7 км / л шоссе. Cadillac продает CTS как с косвенным, так и с прямым впрыском версий своего 3,6-литрового двигателя V6. Непрямой двигатель вырабатывает 263 лошадиных силы и крутящий момент 343 Нм, в то время как прямой вариант развивает 304 л.с. и 371 Нм.

    Изобретатель прямого впрыска бензина — французский изобретатель конфигурации двигателя V8 Леон Левавассер в 1902 году.Первый пример пост-мировой войны с непосредственным впрыском бензина был на двигателе Hesselman, изобретенном шведским инженером Йонасом Хессельманом в 1925 году. Двигатели Hesselman использовали принцип сверхлегкого сгорания и впрыскивали топливо в конце такта сжатия, а затем зажигали его с помощью свеча зажигания. Но это не началось здесь. первый попытки вернуться более чем на 100 лет. Немецкий производитель двигателей Deutz начал производство в 1898 году! Зачем? Потому что в то время карбюратор с эффектом Вентури еще не был обнаружен, поэтому DI выглядел как хороший
    способ заправки топлива в цилиндры.Во время Второй мировой войны прямой впрыск бензина использовался практически на всех высокопроизводительных авиационных двигателях производства Германии, Советского Союза и США.
    Первая автомобильная система прямого впрыска, используемая для работы на бензине, была разработана Bosch и была введена Голиафом и Гутбродом в 1952 году. В этой системе использовался обычный бензиновый топливный насос, чтобы подавать топливо в инжекторный насос с механическим приводом, который имел отдельные поршни. на каждый инжектор для подачи очень высокого давления впрыска непосредственно в камеру сгорания.
    Mercedes-Benz 300SL 1955 года (на фото справа), первый серийный спортивный автомобиль с впрыском топлива, использовал прямой впрыск. Топливные инжекторы Bosch были размещены в отверстиях на стенке цилиндра, которые использовались свечами зажигания в других шестицилиндровых двигателях Mercedes-Benz (свечи зажигания были перемещены в головку цилиндров).
    Позже, более широкое применение впрыска топлива отдавало предпочтение менее дорогим методам косвенного впрыска. Но все эти ранние проекты в автомобильной промышленности отменены, потому что электронное управление, ключевой элемент, не существовало или находилось в зачаточном состоянии, а затраты на насосы и инжекторы были чрезвычайно высоки.Сегодня бензиновые двигатели DI появляются в моделях начального уровня, и если вы видите GDI, FSI, DFI, SIDI, Skyactiv или EcoBoost на задней части автомобиля, это означает прямой впрыск. Hyundai предлагает прямой впрыск на семи своих моделях, включая Sonata и Accent начального уровня. Kia делает то же самое на пяти своих моделях, включая самый дешевый Rio. Chevrolet упаковывает его на V6 Camaro и на нынешней Impala, что очень странно в автомобиле, рекламирующем CD-плеер в качестве переворота. Ауди предлагает это на каждой модели, включая V10 R8 и 12-цилиндровый A8.Дизельные двигатели
    используют прямой впрыск в течение многих лет, но об этом действительно знают только люди, купившие VW TDI.

    Бензин DI — относительно новый материал в технологии потребительских автомобилей. Усовершенствованная система впрыска, которая в сочетании со сложными стратегиями впрыска в сочетании с турбонагнетателем обеспечивает меньший двигатель, улучшенные характеристики и значительное снижение расхода топлива и выбросов. В сочетании с ультраточным компьютерным управлением прямой впрыск позволяет более точно контролировать дозирование топлива (количество впрыскиваемого топлива) и время впрыска (точно, когда и как долго топливо вводится в цилиндр).Часть ECU, ответственная за управление топливом, должна думать намного быстрее. Это связано с тем, что система управления топливом должна нагнетать топливо в цилиндры с гораздо более короткими интервалами, и, в целом, точное распределение топлива и изменение соотношения воздух-топливо является более важным для двигателя с непосредственным впрыском с целью оптимизации производительности, выбросов и топлива эффективность. Расположение инжектора также обеспечивает более оптимальный распыл, который разбивает бензин на более мелкие капли. Результат — более полное сгорание.Кроме того, система GDI обладает большей гибкостью в отношении того, когда в цикле сгорания добавляется топливо. Системы MPFI могут добавлять топливо только во время такта впуска поршня, когда впускной клапан открыт. GDI может добавлять топливо всякий раз, когда это необходимо, а также несколько небольших впрыскиваний вместо одного. Некоторые автопроизводители даже экспериментировали с использованием GDI для запуска дополнительного выброса топлива в цилиндр для создания вторичного взрыва во время цикла сгорания, что потенциально может привести к еще большей мощности и эффективности.Эта возможность регулировки, когда топливо добавляется в цилиндр, является святым Граалем производства электроэнергии.

    DI по своей природе более эффективен и помогает генерировать больше энергии, чем инъекция портов. А достижения в области инжиниринга и управления электронными двигателями, вызванные жесткой конкуренцией в отрасли и потребительским спросом, делают технологию DI более рентабельной, чем когда-либо, для производителей. GDI прямой впрыск представляет собой эффективное технологическое решение для трансмиссии, чтобы идти в ногу с тенденцией выбросов.Прямой впрыск становится обычным явлением в новых автомобилях благодаря его положительному влиянию на эффективность использования топлива. Требования, предъявляемые EPA к повышению топливной эффективности, гарантируют, что прямой впрыск будет все более распространенной технологией для автомобилей, и автопроизводители должны будут выяснить, как сделать его долговечным и экономически эффективным.

    Но у этой технологии была и темная сторона. Существует процесс, чтобы заставить технологию не только работать, но и быть долговечной и экономически эффективной.Существует много проблем с долговечностью двигателей с прямым впрыском. Например, впрыск под высоким давлением, используемый в этих двигателях, вызывает большую нагрузку на топливные насосы. Обычные топливные насосы в применениях с непосредственным впрыском топлива работают при значительно более низком давлении, чем топливные насосы высокого давления на электростанциях с прямым впрыском.
    Самая большая проблема с технологией прямого впрыска — накопление углерода вокруг впускных клапанов. Со временем это может привести к снижению мощности и эффективности, а также к снижению бонуса, который должен обеспечивать DI.В отличие от портовых двигателей с впрыском топлива, где постоянный разбрызгивание топлива в порт и над клапанами позволяет вымывать любые отложения, в случае двигателей DI топливо впрыскивается непосредственно в камеру сгорания, поэтому шансов нет для депозитов, которые будут смыты. Обычно отложения образуются, когда сажа — конечный продукт сгорания — прилипает к штоку клапана. Проблема для большинства пораженных двигателей может быть связана с дыхательной системой. В частности, конструкция его компонентов вентиляции картера и рециркуляции выхлопных газов.Все современные бензиновые двигатели возвращают некоторые картерные и выхлопные газы обратно через впускной коллектор, чтобы помочь контролировать выбросы, но некоторые конструкции рециркуляции выхлопных газов «грязнее», чем другие. Некоторые из них менее эффективны для предотвращения прохождения мельчайших кусочков масла углерод и другие частицы, которые в конечном итоге выпекаются на впускных каналах и клапанах. «Грязная» конструкция впуска или рециркуляции выхлопных газов может легко остаться незамеченной в обычном двигателе с впрыском через порт из-за эффекта очистки бензина, проходящего через впускные клапаны.Однако когда такие же конструкции двигателя адаптированы для заправки топливом с непосредственным впрыском, этот эффект очистки внезапно теряется — и могут образовываться слои углерода. Более новые реализации прямого впрыска разработаны вокруг этих проблем. Система Toyota D-4S, которая используется в некоторых ее автомобилях, таких как Scion FR-S и Lexus GS350, имеет второй набор портовых инжекторов (не прямых форсунок), которые работают только тогда, когда это необходимо для устранения накопления углерода. и оптимизировать производительность.

    Mercedes-Benz W196 был гонщиком Mercedes-Benz Формулы-1 в сезонах Формулы-1 1954 и 1955 годов, выиграв 9 из 12 гонок в руках Хуана Мануэля Фанхио (на фото № 10) и Стирлинга Мосса.Он использовал прямой восьмицилиндровый двигатель M196, изображенный выше (нажмите для увеличения разрешения). Он был первым, в котором использовались десмодромные клапаны и система впрыска топлива, разработанные инженерами Mercedes на основе опыта, накопленного в двигателях серии DB 600, используемых на истребителе Messerschmitt Bf 109 и других во время Второй мировой войны.


    Прямой впрыск не является чем-то новым в автоспорте. Гонщик Mercedes Grand Prix использовал механическую систему для впрыска топлива через боковую часть цилиндра в своем прямом восьмицилиндровом M196 (оснащенном знаменитым гонщиком Mercedes-Benz W196 Formula 1), и благодаря этому выиграл чемпионаты мира в 1954 и 1955 годах.
    В 2001 году Audi представила свой двухмоторный 3,6-литровый V8, выиграв в этом году Ле-Ман. К этому времени, конечно, многие другие производители стали видеть преимущества увеличения мощности (до 5%) и лучшего расхода топлива (до 15%). Но, как и многие вещи в жизни, такие улучшения не достигаются легко, и, хотя потенциальные выгоды от улучшения наполнения цилиндров и приготовления смеси очень привлекательны, для их достижения требуется много кропотливой работы по разработке.

    Положение иглы форсунки в двух крайних положениях двигателя: на холостом ходу и при полной нагрузке.Вы можете увидеть разницу в разрыве -A-.
    На рисунке слева вы можете увидеть внутреннюю часть завихрителя наконечника инжектора и распыление вихревого инжектора высокого давления AlliedSignal, а также характеристики распыления вихревого инжектора высокого давления.

    Прибыль достигается за счет точного контроля количества и времени впрыска топлива, которые варьируются в зависимости от нагрузки двигателя. Добавление этой функциональности в ECU требует значительного улучшения обработки и памяти ECU, поскольку прямой впрыск плюс управление частотой вращения двигателя должны иметь очень точные алгоритмы для обеспечения хорошей производительности и управляемости.

    Система управления двигателем постоянно

    выбирает среди карт двигателя внутреннего сгорания: обедненный, стехиометрический, полную мощность и несколько промежуточных. Каждый режим характеризуется воздушно-топливным отношением. Стехиометрическое воздушно-топливное отношение для бензина составляет 14,7: 1 по массе (массе), но в режиме обеднения может использоваться соотношение до 50: 1. Режим обедненного горения или слоистого заряда используется в условиях работы с малой нагрузкой. В этом режиме топливо впрыскивается не на такте впуска, а на последних стадиях такта сжатия.Отлично подходит для экономии топлива. Стехиометрический режим используется для условий умеренной нагрузки, а режим полной мощности — для быстрого ускорения и больших нагрузок.

    Форсунки в двигателе с впрыском топлива в порт (MPFI) могут подавать (впрыскивать) топливо почти на все 720 градусов вращения коленчатого вала (при более низких оборотах они время от времени закрываются, но при более высоких оборотах они могут быть открыты до 720 градусов). ). Это приемлемо, поскольку топливно-воздушная смесь, заполняющая впускные отверстия, поступает в камеры сгорания только тогда, когда впускной клапан открыт.В двигателе с прямым впрыском впрыск не может начаться даже до тех пор, пока не откроется впускной клапан, и только в том случае, если нет шансов утечки топлива через выпускной клапан во время перекрытия клапана. Следовательно, начало впрыска будет во время или близко ко времени закрытия выпускного клапана.


    В двигателе с впрыском через порт топливо может впрыскиваться в течение большей части четырехтактного цикла, причем впрыск заканчивается, когда впускной клапан закрывается. Скажем, при 10000 об / мин этот период впрыска может составлять порядка 12 мс.В двигателе с прямым впрыском впрыск не может начаться даже до тех пор, пока не откроется впускной клапан, и только в том случае, если нет шансов утечки топлива через выпускной клапан во время перекрытия клапана. Следовательно, начало впрыска будет во время или близко ко времени закрытия выпускного клапана. После впрыска топливу нужно дать достаточно времени для испарения, чтобы создать горючую смесь, прежде чем она может быть запущена искрой. При тех же 10000 об / мин время, когда это происходит, приближается к 1,6 мс. Увеличение частоты вращения двигателя до максимальной, которая теперь разрешена в Формуле 1 (15000 об / мин), еще больше сокращает это время для испарения и перемешивания.
    В Формуле 1 это не такая большая проблема, поскольку согласно новым правилам 2014 года давление в топливной рампе составляет максимум 500 бар, что значительно выше, чем в других применениях DI. Тем не менее, с 15.000 об / мин для получения правильной воздушно-топливной смеси в правильное время в цикле двигателя, последовательно с положением поршня, и для обеспечения того, чтобы эта смесь быстро и полностью горела в цилиндре диаметром 80 мм, требуется много понимания поток воздуха в цилиндре. Это, так же как и продвижение фронта пламени через камеру сгорания шириной 80 мм, требует гораздо большего знания потоков в цилиндрах в любой конкретный момент, чем с нашим инжекторным двигателем.Будут проведены бесчисленные часы работы CFD для моделирования смешивания воздуха и топлива.

    Гонка за максимальную производительность из разрешенных 100 кг топлива началась.

    Перейти к началу страницы

    ,

    Отправить ответ

    avatar
      Подписаться  
    Уведомление о