Авто-потроха: что у машинок внутри? Gdi двигатель
Технология GDI — Авто-потроха: что у машинок внутри?
Раскрыть...
Топливный насос высокого давления — ключевой элемент конструкции GDI. Именно проблема создания надежного ТНВД длительное время сдерживала развитие двигателей непосредственного впрыска (как и высокотехнологичных дизелей с системой Common Rail).
Фирма Mitsubishi создала четыре поколения насосов ТНВД, последовательно решая в каждом поколении проблемы надежности, устойчивости к некачественному топливу и себестоимости.
Поскольку в момент запуска двигателя магистраль ТНВД не должна содержать высокого давления, в конструкцию двигателя входит специальный редукционный клапан, сбрасывающий давление из магистрали в обратку в момент запуска двигателя.
1 – уплотнительное резиновое кольцо, 2 – заглушка редукционного клапана, 3 – пружина, 4 — редукционный клапан, 5 – фильтрик, 6 – уплотнительное резиновое кольцо, 7 — седло редукционного клапана, 8 – компенсационные отверстия.
ТНВД первого поколения («семиплунжерный») — самый первый опыт компании Mitsubishi. Выпускался в серийном производстве с 1996 по 1997гг. Ненадежен и обладает малым ресурсом (не более 50000 км) ввиду необходимости высокоточной обработки плунжеров и их быстрого абразивного износа. Также в этом ТНВД канал, ведущий к датчику давления, узкий и длинный и быстро забивается грязью из состава топлива.
1 — магнитный привод: приводной вал и шлицевый вал с магнитной проставкой между ними, 2 — опорная пластина плунжеров, 3 — обойма с плунжерами, 4 — седло обоймы плунжеров, 5 — редукционный клапан камеры высокого давления, 6 — клапан регулируемого высокого давления на выходе с форсунок (регулятор давления топлива), 7 — пружинный демпфер, 8 — барабан с нагнетательными камерами плунжеров, 9 — шайба-разделитель камер низкого и высокого давления с холодильниками для смазки бензином, 10 — корпус ТНВД с электромагнитным клапаном сброса и с портом для манометра.
Обойма с плунжерами и барабан с нагнетательными камерами:
На плунжере хорошо виден износ (показан стрелочками), делающий невозможным нагнетание требуемого давления. Рабочий ход плунжера составляет около 6 мм. Интересно, что в семиплунжерном ТНВД отсутствует возможность попадания бензина в масло вследствие физического разделения возможного контакта между бензином и маслом. В следующих модификациях ТНВД такая возможность присутствует: стоит только неправильно установить металлическую «гофру» и при этом хотя бы немножко «надорвать» ее, как попадание бензина в масло обеспечено.
ТНВД второго поколения («трехсекционный», «одноплунжерный») — первый ТНВД с решенной проблемой надежности и ресурса (при бережном обслуживании ресурс насоса сравним с ресурсом машины в целом). Выпускался с 1997 года. На фоне первого поколения отличается хорошей ремонтопригодностью.
1 – топливный бак, 2 – топливный фильтр, 3 — фильтрик, 4 – компенсатор-ограничитель пульсаций топлива (низкое давление), 5 – перепускной клапан шарикового типа (низкое давление), 6 — пластины, 7 – перепускной клапан шарикового типа (высокое давление), 8 – пластинчатый клапан на линии сброса утечек из надплунжерного пространства, 9 – компенсационная камера высокого давления, 10 – топливная рейка, 12 – регулятор высокого давления.
При запуске двигателя начинает работать топливоподкачивающий насос, расположенный в топливном баке 1. Под давлением около 3 атмосфер топливо проходит через топливный фильтр 2 и поступает в ТНВД через фильтрик 3, конструктивно расположенный в компенсаторе-ограничителе пульсаций топлива 4. Именно здесь происходит разделение топливных линий (магистралей).
Запуск двигателя происходит при низком давлении топлива (3 атмосферы) , когда топливо поступает в топливную рейку по линии низкого давления. Как только датчик давления 12 начинает показывать, что в топливной рейке создалось повышенное давление для работы двигателя в режиме сверхобедненной смеси (50 атмосфер), драйвер форсунок переключается на этот режим работы.
Линия низкого давления: 1, 2, 3, 4, 8, 9.
Линия высокого давления: 1, 2, 3, 4, 6, 7, 9, 10, 3 в 12, 12.
Переключение давлений: После компенсатора-ограничителя 4, топливо идет не только по линии низкого давления, а одновременно поступает к клапанам пластинчатого типа (пластинам) 6. Возвратно-поступательное движение плунжера в толкателе-нагнетателе сначала всасывает топливо через специальное отверстие в пластинах, а потом сжимается и через другое отверстие в пластинах толкает через перепускной клапан шарикового типа высокого давления 7 — в топливную рейку. При выходе из этого клапана, высокое давление топлива «запирает» низкое давление через клапан 4 и практически мгновенно создает в топливной рейке высокое давление, которое регистрируется датчиком давления 12.
Линия сброса утечек топлива: Во время работы плунжера в толкателе-нагнетателе, какое-то количество топлива просачивается сквозь уплотнения и попадает в околоплунжерное пространство. В пластинах 6 есть специальное отверстие, напрямую связанное с магистралью сброса излишков топлива (утечек топлива) — на схеме линия 6 – 8 – 1. Однако, если бы эта магистраль сброса излишков топлива была бы напрямую связана с топливным баком, то плунжер толкателя-нагнетателя не смог бы создать требуемое давление вследствие перепада давлений (грубо говоря, вследствие наличия «дырки» в зоне образования высокого давления). Для этого магистраль сброса излишков топлива перекрыта клапаном-регулятором давления 8, который открывается и перепускает топливо только при определенном давлении.
«Фильтрики» — весьма важный элемент в конструкции ТНВД (3).
Возможные неисправности при «забитости» фильтрика:
- плохой запуск двигателя и не с первого раза;
- неустойчивая работа двигателя на ХХ;
- неуверенное ускорение;
- отсутствии режима «кик-даун»;
- неправильный и нестабильный переход из режима работы на сверхобедненной топливной смеси в режим работы на стехиометрическом составе.
В одноплунжерном ТНВД рабочий ход плунжера составляет около 1 мм, длина рабочей поверхности и конструкция позволяют до минимума снизить количество утечек топлива и поддерживать рабочее давление на постоянном уровне (при отсутствии механических неисправностей).
ТНВД третьего поколения («таблетка») — также односекционный насос, еще более ремонтопригодный и надежный. Этот ТНВД гораздо меньше по размерам, нежели предшественники, и использует гораздо меньшее количество деталей не в ущерб общему принципу работы.
ТНВД четвертого поколения (4G15) имеет еще меньше деталей, однако ввиду неудачного расположения регулятора высокого давления (вынесен из насоса и расположен на «сбросе», то есть в «обратке», и неремонтопригоден) имеет меньшую надежность.
[свернуть]
carguts.ru
Новые двигатели Hyundai T-GDI: меньше объем, больше мощность
Литровый двигатель Kappa мощностью 106 л.с.
Специалисты Hyundai на международной конференции по моторостроению представили свои последние проекты в области создания силовых агрегатов. Принимая во внимание мировую тенденцию по сокращению объема автомобильных двигателей, Хендай планирует более широкое использование силовых установок T-GDI (силовые агрегаты с системой прямого впрыска бензина и турбиной) на своих авто. Как отмечают в компании, двигателя T-GDI обязательно завоюют широкую популярность за счет своей экономичности, улучшенной экологичности и более высокой отдачи мощности.Как известно, некоторые модели Хендай уже оборудуются моторами данного типа, однако компания планирует совершенствование технологии T-GDI и в дальнейшем. Все работы будут направлены на создание небольших и мощных силовых агрегатов, способных доставить истинное удовольствие от вождения. В недалеком будущем покупателям планируется предложить персонализированные силовые установки, полностью адаптированные для эксплуатации в отдельно взятой стране.
Конструкция перспективного мотора Kappa 1.2
Помимо того, в планах Hyundai достижение лидерства в производстве трансмиссий. Как отмечают эксперты, благодаря постоянной работе Хендай над совершенствованием и разработкой коробок передач это вполне возможно. Нельзя оставить без внимания и то, что компания первой в мире спроектировала и построила 8-ступенчатый «автомат» для платформ с задним приводом.
В ходе показов на конференции, специалисты Hyundai представили ряд моторов разного объема, оснащенных как бензиновыми, так и дизельными системами питания. Отдельно проводилась презентация нового вариатора (бесступенчатой коробки передач) Kappa CVT.
Представитель линейки двигателей T-GDI
Из всех представленных двигателей наибольшего внимания удостоилась модель Kappa 1.0 TCI, оснащенная охлаждаемым турбонагнетателем. Данный силовой агрегат отличается увеличенной мощностью, предлагая 106 л.с. и крутящий момент в 137,3 Нм. Кроме того, новый двигатель выбрасывает в несколько раз меньше СО2, чем модель прошлого поколения.
Для улучшения характеристик Kappa 1.0 TCI был задействован ряд совершенно новых решений. Мотор получил 12 клапанов, турбокомпрессор и модифицированный коленчатый вал. Блок цилиндров из алюминия, крышка головки блока и впускной коллектор из пластика позволили облегчить конструкцию, а за счет использования рамы лестничного типа удалось повысить плавность хода и значительно снизить поступающие вибрации.
www.hundaj.ru
Что такое двигатель GDI - Drive
Принцип работы двигателя GDI представляет собой своеобразный «симбиоз» привычных бензиновых и дизельных ДВС. Начнем с того, что для нормальной работы любого двигателя внутреннего сгорания в цилиндры необходимо подать так называемую топливно-воздушную смесь. Другими словами, определенная часть горючего смешивается в необходимой пропорции с частью воздуха применительно к разным режимам работы мотора. От состава смеси напрямую зависит мощность двигателя, КПД, экономичность, экологичность и ряд других характеристик.
Большинство бензиновых и дизельных двигателей сегодня:
моторы с внешним смесеобразованием. К таковым относятся устаревшие карбюраторные агрегаты на бензине и современные атмосферные, компрессорные или турбированные инжекторные бензиновые моторы. В таких двигателях процесс приготовления топливно-воздушной смеси происходит отдельно (во впускном коллекторе), после чего готовый заряд поступает в цилиндры и воспламеняется от свечи системы зажигания;
Двигатель GDI представляет собой бензиновый мотор, в котором процесс смесеобразования аналогичен дизельному, то есть топливо впрыскивается прямо в цилиндры, где происходит смешивание с поданным ранее воздухом. При этом полученная топливно-воздушная смесь воспламеняется в цилиндре посредством искры от свечи зажигания.
Если сказать иначе, воздух поступает в двигатель отдельно, форсунка GDI осуществляет непосредственный впрыск топлива в цилиндр, затем происходит перемешивание компонентов, после чего поджиг смеси осуществляет электрическая искра свечи зажигания. Следует добавить, что во время такого смесеобразования конструкторами учитывается ряд аэродинамических особенностей для получения оптимально упорядоченного состава смеси. По этой причине конструкция поршня и камеры сгорания существенно отличается от аналогов в двигателях с внешним смесеобразованием, а также форкамерных ДВС. Днище поршня имеет особую форму для направления факела распыла на свечу зажигания, ГБЦ получила вертикальные прямые впускные каналы, что позволяет «закручивать» воздух в цилиндрах двигателя. Благодаря такому устройству топливно-воздушная рабочая смесь в GDI движется по строго заданной траектории.
Более того, состав смеси отличается в разных участках общего объема цилиндра. В результате подобных решений двигатели линейки GDI способны работать на сильно обедненной смеси, которая была бы непригодна для работы обычного бензинового мотора. Необходимое для воспламенения от искры соотношение топлива и воздуха концентрируется в цилиндре GDI в области расположения свечи зажигания, в то время как по условным «краям» цилиндра смесь остается максимально обедненной.
Еще одной особенностью двигателя GDI является наличие двух топливных насосов:
привычный электробензонасос в топливном баке;
Данное решение также является аналогом принципа подачи топлива в дизельном двигателе. В моторах GDI давление впрыска составляет около 50 бар, в то время как в обычных бензиновых ДВС около 3 бар.
Впрыск топлива и разновидности GDI
Моторы GDI имеют целый ряд конструктивных различий, благодаря чему их можно разделить на две группы:
для внутреннего японского рынка;
Отличаются такие агрегаты по конструкции самого мотора, по особенностям исполнения ТНВД и по устройству системы топливного впрыска. Версии для Японии имеют два основных режима впрыска топлива GDI:
- ultra lean combustion mode;
drive.autogear.ru
