Авто        05 Січня 2019        56         0

Пристрій, принцип роботи, переваги і недоліки двигунів GDI

При виборі нового або вживаного автомобіля завжди звертають особливу увагу на двигун. Причому тут важлива не тільки потужність чи обсяг, але і сам тип двигуна, його пристрій, конструкція, виробник.

ac4e5b7a0224cb27806c447783bc6f85 Пристрій, принцип роботи, переваги і недоліки двигунів GDI

Від вибору двигуна безпосередньо залежить, наскільки економічним виявиться автомобіль, і як часто власник буде стикатися з несправностями. Тобто акцент робиться на надійності і довговічності, а вже вторинними параметрами вважається продуктивність, економічність і кількість кінських сил.

Досить цікавим в очах покупців виглядає двигун, які маркують літерами GDI. Розшифровується абревіатура як Gasoline Direct Injection. Тут мова йде про систему прямої подачі пального в двигун. Важливою особливістю є той факт, що впуск відбувається не в колектор, як це робиться на класичних инжекторах, на безпосередньо в циліндр. А тому GDI закономірно і справедливо називають поєднанням дизельних і бензинових систем.

Особливості пристрою

Вже було приблизно розказано, що ж таке двигуни GDI і в чому їх ключова особливість. Але це не дозволяє в повній мірі зрозуміти суть мотора і особливості його устрою.

Виходячи з розшифровки, ви зрозуміли, що значить двигун GDI і що в моторі використовується комбінована система, характерна для бензинових і дизельних ДВЗ. Це свого роду суміш двох різних моторів, що означає одержання певної переваги перед конкурентами.

Не зовсім очевидно для деяких автомобілістів, що таке двигун GDI і в чому його особливість на практиці. Ключовим недоліком можна назвати факт роботи на збідненої суміші, що утворюється в движку при невеликих навантаженнях. До них відносять рівномірну їзду зі швидкістю не більше 120 кілометрів на годину. Але коли навантаження підвищується, система автоматично переходить на роботу класичної системи упорскування. Тим самим вдається досягти кращих показників екологічності і економічності, що для багатьох стає вирішальним чинником при виборі.

Ще варто зауважити, що в даний час випускаються версії турбо GDI, які додатково отримали в своїй конструкції турбонагнітач. З його допомогою вдалося підвищити потужність і продуктивність, але паралельно зберегти здатність витрачати невелику кількість палива в порівнянні з конкурентами. А що таке турбо двигун, напевно знає кожен. Двигун GDI в пару з турбокомпресором дозволяє отримати чудовий результат.

Серед автолюбителів існує стійка думка, що першими виробниками моторів типу GDI є японська компанія Mitsubishi. Але насправді це не так. Перший двигун з подібною системою комбінованого уприскування встановлювали на гоночну версію німецького автомобіля W196 виробництва компанії Mercedes.

8f26792df0b5f80ae2cc7a2b9a0983d4 Пристрій, принцип роботи, переваги і недоліки двигунів GDI

Через деякий час у японській компанії задіяли систему вприскування, засновану на електронному управлінні. Тим самим їм вдалося домогтися освіти збідненої паливоповітряної суміші при роботі двигуна на малих навантаженнях.

Вперше автомобілі виробництва Mitsubishi з моторами GDI з’явилися в продажі тільки в 1996 році. З того часу двигуни пройшли через цілий ряд змін і модернізацій, оскільки перші зразки володіли широким переліком недоліків.

Справедливості заради треба додати, що сама абревіатура GDI використовується саме японським автовиробником Mitsubishi. В арсеналі інших компаній також є мотори з аналогічною системою, тільки вони випускають їх з іншими маркуваннями. Французький автоконцерн Renault використовує поняття IDE, у Mercedes це CGI, а машини від компанії Toyota можуть оснащуватися двигунами D4.

Принцип роботи

Принцип роботи будь-якого двигуна внутрішнього згоряння ґрунтується на тому, що подається паливо змішується з повітрям, утворюючи паливоповітряну суміш. Без участі повітря або кисню займання суміші є неможливим.

Для оптимальної роботи бензинового силового агрегату потрібно приготування суміші в співвідношенні 14,7 до 1. Тобто на 14,7 грам повітря необхідно 1 грам палива. Якщо кількість повітря перевищує зазначену норму, суміш вважають збідненої. Якщо ж повітря менше, тоді суміш багата.

За рахунок роботи двигуна на збідненій суміші вдається помітно знизити витрату палива. Але оскільки в ній досить мало самого палива, запалювати подібну субстанцію складніше. З-за неможливості запалити суміш з’являються проблеми.

А ось перенасичена паливом суміш запалюється дуже легко. Але при цьому бензин вигоряє не повністю, і незгорілих частина виходить разом з вихлопом. Звідси перевитрата пального і нераціональне використання бензину. Додатково збагачена суміш сприяє накопиченню нагару на клапанах двигуна і свічках запалювання.

Враховуючи всі ці моменти, можна розібратися з принципом роботи GDI двигунів і зрозуміти їх відмінні особливості. Конструктивна відмінність полягає в тому, що тут передбачається впорскування не безпосередньо у впускний колектор, як це відбувається на звичайних інжекторних бензинових моторах, а безпосередньо в камеру згоряння. Цей принцип запозичений у дизельних моторів.

Роботу GDI можна описати наступним чином:

  • Бензин надходить всередину камери згорання під впливом високого тиску. При цьому сам потік характеризується закрученностью своєї форми, що досягається за рахунок застосування спеціальних форсунок. Вони відрізняються від звичайних своєю будовою.
  • Потік палива під високим тиском зустрічає опір з боку поршня. Відбувається зіткнення. Це дозволяє частині пального як б залишитися на поверхні поршня. Решта кількість бензину продовжує рухатися далі, створюючи силу тертя і знаходячи певну форму.
  • Потім відбувається загин потоку і відхід від поршня з паралельним збільшенням швидкості. Частина частинок рухається повільніше, і вони починають розходитися по сторонам, тим самим поділяючи потік.
  • У результаті всередині камери згоряння формується одночасно дві ділянки з паливоповітряної суміші. Посередині розташовується зона із звичайною легковоспламеняемой сумішшю, а навколо знаходиться збіднена субстанція.
  • Завершується цикл запалюванням, яке утворюється за рахунок роботи свічки запалювання, запозиченої у інжекторного бензинового двигуна. Спочатку загоряється ділянку зі стандартною сумішшю, а потім згорає збіднене паливо з повітрям.
  • Щоб створити такі умови, весь процес управляється спеціальним складним електронним блоком, що має спеціальне програмне забезпечення, здатне здійснювати кілька різних циклів роботи.

    У конструкції задіяні вихрові форсунки. Саме з їх допомогою вдається подавати всередину камери суміш, що нагадує по своїй консистенції дрібнодисперсний туман.

    Якщо в класичному або стандартному розумінні суміш палива і повітря має співвідношення 1 до 14,7, то GDI при роботі під малими навантаженнями використовує суміш в пропорціях 1 до 20. Це дозволяє домагатися високих економічних показників по витраті палива.

    Відмітні особливості

    Щоб зрозуміти різницю між GDI і звичайними системами уприскування, потрібно розглянути відмітні характеристики цього двигуна. Так вдасться дізнатися ключові моменти щодо бензинового двигуна з безпосереднім уприскуванням.

  • Процес вприскування здійснюється під тиском, яке має параметри від 50 атмосфер і більше. У класичних системах інжекторних двигунів тиск складає близько 3 атмосфер. Така подача дозволяє створювати дрібнодисперсний туман при розпиленні.
  • Існують деякі конструктивні відмінності, пов’язані з дросельної заслінкою. У моторах типу GDI її встановлюють трохи далі.
  • Паливо подається безпосередньо в сам робочий циліндр, де формується суміш з пального і повітря. А на звичайних моторах подача відбувається через впускний колектор, необхідний також і для створення паливоповітряної суміші.
  • У конструкції поршнів передбачені поглиблення сферичної форми. За рахунок нього стає можливим створення завихрень і управління полум’ям при загорянні. Додатково виїмка потрібна для контролю створення суміші, регулюючи необхідний об’єм повітря і пального при їх з’єднанні в суміш.
  • GDI дозволяють створювати дуже бідні суміші. На сучасних двигунах зустрічається можливість ефективної роботи навіть на суміші, пропорції якої складають до 43 до 1. Це при тому, що для класичних паливних систем характерно співвідношення 14 до 1.
  • В ГБЦ встановлюються спеціальні вихрові форсунки. З їх допомогою можна створювати потоки закрученої форми. В результаті рух потоку здійснюється по строго заданому напрямку та траєкторії.
  • Для GDI двигунів характерна можливість роботи в 2 різних режимах. Це звичайний, як у стандартного інжектора, і збіднений. Причому перехід від одного режиму до іншого відбувається в автоматичному режимі. Коли на двигун збільшують навантаження, тобто починають рухатися з більшою швидкістю, подається збагачена суміш. У спокійному режимі згорає збіднена суміш, за рахунок чого економиться паливо.
  • У складі такого мотора обов’язкова участь приймає ТНВД. Причому паливного насоса високого тиску видаляють особливу увагу, оскільки він виступає як ключовий елемент в роботі системи безпосереднього упорскування на GDI і йому подібних. Насос впливає на якість функціонування силової установки і всю його працездатність.
  • Все виглядає дуже цікаво і привабливо з позиції потенційного покупця автомобіля з таким двигуном. Але для об’єктивності потрібно розглянути сильні і слабкі сторони GDI мотора. Це дозволить повною мірою оцінити можливості двигуна з урахуванням усіх наявних недоліків. І тоді стане ясно, чи варто купувати такий автомобіль чи ні.

    Основні переваги

    Вивчивши плюси і мінуси двигунів GDI, можна зробити деякі висновки щодо цих силових установок та використовуваної системи подачі палива.

    Всі свої ключові переваги мотор отримує саме від можливості працювати на більш бідної суміші при малих і середніх навантаженнях. Зміна співвідношення палива і повітря дозволяє скоротити кількість споживаного палива. Як показали дослідження, в міському циклі при тривалій роботі на приблизно однакових оборотах витрата падає на 20-25%. Але аналогічних переваг на трасі, коли підвищується швидкість і навантаження на двигун GDI вже не отримує. Тут витрата залишається на рівні звичайних інжекторних систем.

    49d371d9118be5b63d1332ab257f52c3 Пристрій, принцип роботи, переваги і недоліки двигунів GDI

    Ще одним достоїнством вважається процес сумішоутворення, що відбувається всередині камери згоряння. Будь-який спеціаліст з ремонту та обслуговування двигунів скаже, що процес згоряння в циліндрах завжди відбувається нерівномірно. Більша кількість пального згоряє близько свічки. А ось на далеких ділянках пальне може не тліти, в результаті чого залишки виходять через вихлопну систему.

    GDI позбавлені цього недоліку, як і сучасні мотори типу TSI. Тут використовується технологія пошарового уприскування. В результаті це дозволяє за 1 такт впорскувати до 5 порцій палива, що формують неоднорідну суміш у циліндрах, враховуючи конкретні особливості горіння. Це допомагає знижувати витрати, зменшувати токсичність виділяється вихлопу, а також підтримувати стабільність на малих і середніх оборотах двигуна.

    Особливий процес утворення суміші формує ще одну перевагу, яка виражається у вигляді збільшення показників потужності і тяги. Приріст цих параметрів складає близько 10-15%.

    Додатково GDI характеризуються меншою кількістю утворюється нагару, що автоматично продовжує термін служби безлічі складових двигуна. При грамотній експлуатації масло також зберігає свої властивості аж до передбаченого виробником терміну заміни.

    Дотримуючи всі правила і умови експлуатації, знижується ймовірність виникнення серйозних несправностей, що позитивно позначається на довговічності двигуна і зменшення фінансових витрат на експлуатацію автомобіля, оснащеного GDI.

    Характерні недоліки

    Але ні одна система не може обійтися без певних недоліків. Тому варто заздалегідь дізнатися, чим же так поганий двигун типу GDI, який його головний недолік і наскільки мінуси перевершують плюси, або навпаки.

    Почнемо з того, що двигун GDI використовує більш складну систему впуску палива, у конструкції якого є присутнім ТНВД, аналогічний застосовуваним на дизельних моторах. В результаті недолік проявляється у вигляді підвищеної чутливості до якості використовуваного палива. Це відноситься до входження в бензин різних твердих компонентів, з’єднань заліза, фосфору, сірки та інших речовин. Якщо регулярно заливати низькоякісне паливо, мотор почне ламатися.

    У двигуна з системою безпосереднього вприскування є ще один недолік. Він полягає в тому, що технологія досить специфічна, і тільки обмежена кількість автосервісів можуть запропонувати свої послуги з ремонту і обслуговування подібних ДВС.

    Процедури ремонту відрізняються своєю складністю в порівнянні із звичайними інжекторними двигунами з розподіленим типом уприскування.

    Власники автомобілів з силовими установками GDI стикаються з тим, що на ринку пропонується невелика кількість запчастин. Деталі для них поки не особливо поширені в нашій країні. Тому часом, коли виникає поломка і необхідність заміни елемента, його доводиться замовляти і чекати по кілька тижнів, що автоматично не дозволяє експлуатувати машину.

    Враховуючи всі ці моменти, потрібно уважно подумати про раціональність придбання такого двигуна, оскільки доведеться вирішувати питання з ремонтом, обслуговуванням і пошуком хороших автозаправних станцій.

    Проблеми і несправності

    Насправді практично всі проблеми, які має двигун GDI, пов’язані саме з питанням чутливості по відношенню до низькоякісного бензину. Така особливість призводить до появи різних поломок і несправностей.

    Як показує досвід автовласників, на моторах GDI починають чорніти і виходити з ладу свічки запалювання. Паливна система не любить, коли всередину потрапляє вода, різні механічні домішки і тверді мінеральні частинки.

    Також з’являється нагар на поверхнях впускних клапанів і колекторів. В результаті змінюється процес утворення суміші, що обумовлено порушенням траєкторії переміщення потоків усередині циліндра. Все це призводить до зниження потужності та виникнення перебоїв.

    26fdd48e48c1c67216322516e505b0a3 Пристрій, принцип роботи, переваги і недоліки двигунів GDI

    Щоб не спровокувати подібні несправності, і забезпечити мотору GDI тривалу і ефективну роботу рекомендується виконувати деякі профілактичні заходи. Зводяться вони до дотримання наступних правил:

  • Свічки рекомендується міняти ще до виникнення несправностей. У наших умовах експлуатації оптимальним межсервисным періодом вважається 10-20 тисяч кілометрів.
  • Додатково рекомендується очищати впускний колектор від накопичується нагару і сажі. Робиться це не рідше ніж 1 раз на кожні 25-30 тисяч кілометрів.
  • Обов’язково слідкуйте за станом інжекторів, перевіряйте якість розпилювання палива і очищайте форсунки.
  • Враховуючи наявні недоліки, навряд чи варто говорити про те, що при експлуатації GDI вкрай важливо відвідувати тільки перевірені і добре зарекомендували себе автозаправні станції, пропонують максимально якісне, чисте і нерозбавлене паливо.

    Раціональність покупки

    Потенційних покупців автомобілі з безпосереднім уприскуванням палива, який використовується в системі GDI, приваблює своєю економічністю, хорошою тягою і відмінними показниками потужності. Але на противагу можна поставити відразу декілька недоліків, обумовлені падінням надійності під впливом низькоякісного палива.

    Об’єктивно експлуатація таких двигунів у наших умовах може призвести до того, що власнику потрібно буде регулярно відвідувати СТО, витрачати багато грошей на ремонт і довго чекати постачання необхідних запчастин.

    Але це було актуально раніше. В даний час ситуація змінюється в значно кращий бік. Двигуни, що випускаються зарубіжними виробниками, проходять процедуру адаптації. Це дозволяє знизити чутливість до якості бензину, переробляти навіть не найкраще паливо і зменшувати кількість проблем.

    Адаптовані GDI сміливо можна заправляти на всіх досить непоганих АЗС, не побоюючись того, що якісь домішки приведуть до дуже швидкого виходу з ладу двигуна з наступними значними матеріальними витратами на відновлення працездатності силової установки з системою безпосереднього вприскування палива.

    Купувати автотранспортні засоби з такими моторами чи ні, справа особисто кожного. Двигуни, що пройшли адаптацію, привертають набагато більше, ніж європейські чи японські версії. Отримати ряд переваг від GDI можна. Власнику потрібно тільки пам’ятати про ризики відвідування сумнівних автозаправних станцій, а також дотримуватися всі запропоновані рекомендації і поради з експлуатації, обслуговування і заміни витратних матеріалів. При таких умовах GDI проявить всі свої кращі якості, а про характерні недоліки ви навряд чи будете згадувати.

    WordPress: 11.8MB | MySQL:65 | 0,289sec