Проблемы непосредственного впрыска: 4 главные проблемы (они не излечимы) Автомобильный портал 5 Колесо

Проблемы двигателей с непосредственным впрыском

6 августа 2020

Car.ru

Исправная работа автомобиля возможна только в том случае, если владелец будет подбирать правильный уход. Своевременная диагностика и ремонт позволят продлить срок эксплуатации транспортного средства.

Фото: Car.ruCar.ru

Самая частая проблема среди автовладельцев — загрязнение форсунок и клапанов. В большинстве случаев, это встречается у автомобилей VAG с системой непосредственного впрыска. Сопровождается вибрацией, увеличенным топливным расходом и сбоями в управлении при ускорении. Рассмотрим, из-за чего это может возникать, и почему топливо и масло не играют здесь никакой роли.

Видео дня

Моторы с непосредственным впрыском. С данным термином знакомы все, так как подобные конструкции применяют уже с прошлого столетия. Примером может послужить мотор GDI от производителя Mitsubishi. Схожий механизм использует сейчас Volkswagen, но у него иное наименование — LSI. Данная аббревиатура переводится как послойный впрыск топлива. Не все автовладельцы знают, в чем отличия двух этих видов.

И в одном, и в другом случае, действует принцип непосредственного впрыска, но состав жидкости отличается. Первые модели были оснащены топливной форсункой, которая представляла из себя обычный распылитель, при помощи которого удавалось создавать однородную смесь. Непосредственный и распределенный впрыск отличался только количеством отверстий в распылителе и их расположением. Современные модели позволяют разделять топливовоздушную смесь на 2 зоны — переобогащенная и переобедненная. Эта модернизация была необходима из-за особых параметров сгорания. Среди плюсов, которыми отличается работа ДВС на такой смеси, можно отметить:

высокая температура сгорания, коэффициент полезного действия, высокий крутящий момент;

снижение топливного расхода.

Внедрять подобные силовые установки начали с 2005 года. Как пример — массовое переоснащение моторов VW.

Признаки загрязнения форсунок. Данная проблема является основной при работе FSI двигателя. Это может сопровождаться появлением вибрации и повышением топливного расхода. Такое может происходить, когда отклоняется топливная струя от положенной траектории. Совсем маленьких изменений вполне хватает, чтобы испачкать площадь вокруг.

В данных ДВС есть и другая проблема, которая затрагивает впускные клапаны. На них образуется мягкий налет, который очень легко снимается. Многие автовладельцы списывают это на некачественное топливо или неправильный уход за механизмом. Но практика показывает, что даже самое дорогие и лучшие технические жидкости не могут изменить ситуацию, с которой сталкиваются уже после 30 000 км пробега.

Почему нужно держать механизм в чистоте. Распылители топливных форсунок всегда должны находиться в чистом виде. Днище поршня не имеет свойства омываться струей топлива. Это означает, что любое нарушение процесса воспламенения приводит к детонации, а потом — к разрушению поршня. Заметим, что при создании нового поколения моторов разработчики учли эту проблему и сделали систему смешанного впрыска, при помощи которого можно обойти такие трудности. Однако, владельцам автомобилей VAG, которые были выпущены до 2012 года, предстоит сталкиваться с подобными неприятностями снова и снова.

Итог. Многие моторы с системой непосредственного впрыска, которые выпускались до 2012 года, имеют одну общую проблему — частое загрязнение форсунок и клапанов. Это не связано с качеством технических жидкостей, все дело в самой системе.

Автоэксперт,Тест-драйвы,Volkswagen,Mitsubishi,

Проблемы непосредственного впрыска в России

Разбираемся, почему прямой впрыск в России создает владельцам авто проблемы, о которых японцы и европейцы даже не подозревают.

За многие годы активного сотрудничества между потребителями и мастерами автосервисов, проведения всевозможных тестов продукции, а также самостоятельных ремонтов, мы наработали огромную базу знаний. Сегодня мы продолжаем серию публикаций о распространенных проблемах современных моторов. Ни в коем случае не хотим высказывать претензии автопроизводителям. Вся информация собрана при личном общении или на собственном опыте экспертов LAVR.

Тема сегодняшнего разговора – проблемы моторов с непосредственным впрыском топлива.

Непосредственный или прямой впрыск считается наиболее современным. Хотя саму технологию пытались применять на автомобильных моторах еще до войны – она претерпевала разнообразные изменения. На современном этапе (года после 2007) машины, оснащенные двигателем с непосредственным впрыском, начиная от 40 000 км пробега сталкиваются со множеством типичных проблем, за которыми следует сложный, дорогостоящий ремонт. При этом, турбированные моторы по сравнению с обычными атмосферными сталкиваются с неисправностями чаще и раньше, ведь там температурные нагрузки во впуске выше.

Чувствительность к бензину

Самая большая и распространенная проблема современных моторов непосредственного впрыска – чувствительность всей системы к качеству топлива, а также масла. Вот почему название текста содержит географическую привязку. Проблему «ломкости» непосредственного впрыска правильнее назвать проблемой непосредственного впрыска в России. Все потому, что содержание серы и примесей внутри бензина у нас очень высокое, что критично для прецизионной топливной аппаратуры прямого впрыска. Даже в благополучной Европе по сравнению с идеальной Японией качество бензина влияет на ресурс моторов, а на территории РФ все совсем печально.

Здесь часто задают вопрос: сама механика непосредственного впрыска, использование ТНВД пришли в бензиновые моторы из дизельных. Почему у дизелей нет подобных проблем. Секрет в смазывающих свойствах: у дизтоплива они гораздо выше, чем у бензина. Первым зачастую страдает топливный насос высокого давления. Таким образом, владельцам авто с мотором непосредственного впрыска важно следить за качеством бензина, при заправке на сомнительной АЗС применять Октан-корректор, Усилитель моторного топлива или Моющую присадку. Не лишним будет также регулярно использовать Нейтрализатор воды. Это постоянная профилактика. Раз в год следует промывать форсунки. Демонтаж и промывка в УЗ-ванне при непосредственном впрыске становятся довольно сложной, дорогостоящей процедурой, а вот безразборная промывка жидкостью ML101 с раскоксовывающим эффектом или более мягким средством ML101 Euro гораздо доступнее.

Что касается требований к качеству масла или проблем с его угаром, опытные автовладельцы советуют использовать малозольное масло, менять которое нужно через каждые 5 000-7 000 км. Низкое содержание золы (до 1,15%, а иногда до 0,8%) необходимо, чтобы масляная пыль, которая летит из системы вентиляции картера и ЕГР, как можно меньше загрязняла клапана и камеру сгорания. Но малозольные масла не слишком стойкие и долговечные, поэтому требуют более частой замены, тщательного подбора. Автопроизводители уже сами путаются в допусках, пытаясь найти варианты, которые не повлекут ни повышенный износ всего двигателя, ни закоксовку клапанов.

Еще один усугубляющий момент: при износе ЦПГ топливо может попадать в поддон картера, смешиваться с маслом, что значительно уменьшает его смазывающие свойства.

Какие профилактические меры здесь можно предпринять? Следить за интервалами замены, покупать масло только в проверенных магазинах, делать промывку системы при замене. Для авто с непосредственным впрыском отлично подходят классическая 7-минутная промывка двигателя, созданная специально для турбовых моторов, либо 10-минутка High Traffic.

СОДЕРЖАНИЕ

• 1 Основное соображение
• 2 Компоненты системы
• 3 Классификация 3.1 Резюме
• 3.2 Обзор 3.2.1 Внешнее смесеобразование 3.2.1.1 Одноточечный впрыск
• 3.2.1.2 Многоточечный впрыск
• 3.2.1.3 Схемы впрыска

Нагар на клапанах

Опытные мастера уверяют, что раньше других начинаются проблемы у клапанов: отложения накапливаются, застывают на впускных клапанах уже при пробеге 20 000 км.

Склонность к закоксовке клапанов объясняется очень просто. При распределенном впрыске форсунки подают бензин на клапан, таким образом охлаждая, омывая его. При непосредственном впрыске это невозможно, соответственно, клапана греются сильнее, на них летит масляная пыль из системы вентиляции картерных газов, постепенно нарастает «шуба» из масляных отложений и нагара. Она затрудняет газообмен, нарушает герметичность камеры сгорания. Если вспомнить, что большая часть современных моторов предполагает по регламенту приличный угар масла, то понятно, что загрязнения образуются очень быстро. Особая группа риска включает моторы, которые часто работают при малой нагрузке, то есть стоят в пробках.

Очистка впускных клапанов и окон ГБЦ на моторах с непосредственным впрыском рекомендована каждые 500 000 км. Чаще всего ее выполняют механически с демонтажем. Но то же самое можно сделать пенной раскоксовкой LAVR COMPLEX, запенив ее со стороны впускного коллектора. Есть также специализированные средства для впуска.

Ноты

1. Hans Кремсер (авт.): Der Aufbau schnellaufender Verbrennungskraftmaschinen für Kraftfahrzeuge унд Triebwagen
   (ред) В Ганс Список:
   Die Verbrennungskraftmaschine
   , Vol. a b c Конрад Рейф (ред.): Ottomotor-Management, 4-е издание, Springer, Wiesbaden 2014, ISBN 978-3-8348-1416-6 , стр. 107
2. 1997 Chevrolet Truck Service Manual, стр. 6A-24, чертеж, позиция (3) Форсунка Central Sequential Muliport.
3. Хоукс, Эллисон (1939). Как это работает и как это делается
   . Лондон: Odhams Press. п. 75.
4. «Двигатели IC» . Глобальная инициатива по экономии топлива
   . Архивировано из оригинала 6 октября 2012 года . Дата обращения 1 мая 2014 .
5. Хельмут Чоке, Клаус Молленхауэр, Рудольф Майер (ред.): Handbuch Dieselmotoren, 8-е издание, Springer, Wiesbaden 2021, ISBN 978-3-658-07696-2 , стр. 289
6. Хельмут Чоке, Клаус Молленхауэр, Рудольф Майер (ред.): Handbuch Dieselmotoren, 8-е издание, Springer, Wiesbaden 2021, ISBN 978-3-658-07696-2 , стр. 1000
7. Фридриха Сасс: Geschichte де Deutschen Verbrennungsmotorenbaus фон 1860 бис 1918, Springer, Berlin / Heidelberg 1962, ISBN 978-3-662-11843-6 , стр. 413
8. Фридрих Засс: Geschichte des deutschen Verbrennungsmotorenbaus von 1860 bis 1918, Springer, Berlin / Heidelberg 1962, ISBN 978-3-662-11843-6 . п. 414
9. Фридрих Засс: Geschichte des deutschen Verbrennungsmotorenbaus von 1860 bis 1918, Springer, Berlin / Heidelberg 1962, ISBN 978-3-662-11843-6 . п. 415
10. Ричард ван Basshuysen (ред.): Ottomotor мит Direkteinspritzung унд Direkteinblasung: Ottokraftstoffe, Эрдгаз, метан, Wasserstoff
    , 4е издание, Springer, Висбаден 2021, ISBN 978-3-658-12215-7 , стр. 6
11. Холл, Карл В. (2008). Биографический словарь людей в технике: от самых ранних записей до 2000 года
    (1-е изд.). Purdue University Press — через Credo Reference.
12. Ричард ван Басшуйсен (ред.): Ottomotor mit Direkteinspritzung und Direkteinblasung: Ottokraftstoffe, Erdgas, Methan, Wasserstoff
    , 4-е издание, Springer, Wiesbaden 2021, ISBN 978-3-658-12215-7 , стр. 7
13. Линд, Бьорн-Эрик (1992). Scania fordonshistoria 1891-1991
    (на шведском языке). Streiffert. ISBN 978-91-7886-074-6.
14. Ольссон, Кристер (1990). Volvo — Lastbilarna igår och idag
    (на шведском языке). Förlagshuset Norden. ISBN 978-91-86442-76-7.
15. Ричард ван Basshuysen (ред.): Ottomotor мит Direkteinspritzung унд Direkteinblasung: Ottokraftstoffe, Эрдгаз, метан, Wasserstoff
    , 4е издание, Springer, Висбаден 2021, ISBN 978-3-658-12215-7 , стр. 17–18
16. Ричард ван Basshuysen (ред.): Ottomotor мит Direkteinspritzung унд Direkteinblasung: Ottokraftstoffe, Эрдгаз, метан, Wasserstoff
    , 4е издание, Springer, Висбаден 2021, ISBN 978-3-658-12215-7 , стр. 10
17. Ричард ван Basshuysen (ред.): Ottomotor мит Direkteinspritzung унд Direkteinblasung: Ottokraftstoffe, Эрдгаз, метан, Wasserstoff
    , 4е издание, Springer, Висбаден 2021, ISBN 978-3-658-12215-7 , стр. 19
18. Ричард ван Basshuysen (ред.): Ottomotor мит Direkteinspritzung унд Direkteinblasung: Ottokraftstoffe, Эрдгаз, метан, Wasserstoff
    , 4е издание, Springer, Висбаден 2021, ISBN 978-3-658-12215-7 , стр. 20
19. «Краткая история инъекции Лукаса» . lucasinjection.com . Дата обращения 1 мая 2015 .
20. ↑
    Уолтон, Гарри (март 1957 г.). «Насколько хорош впрыск топлива?» .
    Популярная наука
    .
    170
    (3): 88–93 . Дата обращения 1 мая 2015 .
21. Ингрэм, Джозеф С. (24 марта 1957). «Автомобили: гонки; каждому удается что-то выиграть на соревнованиях в Дейтона-Бич» . Нью-Йорк Таймс
    . п. 153 . Дата обращения 1 мая 2015 .
22. «Автомобили 1957 года». Потребительские отчеты
    .
    22
    : 154.1957.
23. Эйрд, Forbes (2001). Системы впрыска топлива Bosch
    . HP Trade. п. 29. ISBN 978-1-55788-365-0.
24. Кендалл, Лесли. «Американские маслкары: сила народу» . Автомобильный музей Петерсена. Архивировано из оригинального 27 -го октября 2011 года . Проверено 8 ноября 2021 .
25. Авто Редакторы Руководство потребителя
    (22 августа 2007 г.). «Рамблер набирает обороты» . Дата обращения 1 мая 2015 .
26. «Электроектор DeSoto 1958 года — Первый электронный впрыск топлива?» . www.allpar.com
    . Проверено 8 ноября 2021 .
27. «Обзор хронологии истории Motorola 1928-2009» (PDF) . Motorola. Архивировано из оригинального (PDF) 20 июня 2011 года . Проверено 20 января 2014 года .
28. ↑
    Олаф фон Ферзен (ред.):
    Ein Jahrhundert Automobiltechnik. Personenwagen
    , VDI-Verlag, Düsseldorf 1986, ISBN 978-3-642-95773-4 . п. 262
29. Ричард ван Basshuysen (ред.): Ottomotor мит Direkteinspritzung унд Direkteinblasung: Ottokraftstoffe, Эрдгаз, метан, Wasserstoff
    , 4е издание, Springer, Висбаден 2021, ISBN 978-3-658-12215-7 , стр. 138
30. Гюнтер П. Меркер, Рюдигер Тайхманн (редактор): Grundlagen Verbrennungsmotoren — Funktionsweise · Моделирование · Messtechnik, 7-е издание, Springer, Wiesbaden 2014, ISBN 978-3-658-03194-7 , стр. 179

Перебои в зажигании

Моторы с непосредственным впрыском известны своими капризами при запуске.

Причиной могут быть закоксованные клапана, отсутствие компрессии. Но есть также технологическая особенность: из-за ухода тепловых зазоров при температурах ниже -25°С, ТНВД не может развить номинальное давление, запуск не происходит. По мере увеличения пробега проблема нарастает: при холодном пуске мотор начинает трястись, не заводится.

Сюда же добавляем низкое тепловыделение на холостых, ведь мотор работает на сверхобедненной смеси. То есть, запустившись с трудом, двигатель очень долго выходит на рабочую температуру, сильно изнашивая ТНВД и форсунки. Бывают случаи, когда небольшой по объему мотор настолько остывает, что из печки идет холодный воздух. Рекомендации здесь те же – максимально поддерживать работоспособность узлов системы питания двигателя за счет коррекции топлива, поддержания тотальной чистоты бака, фильтров, топливопроводов, форсунок, камеры сгорания, впускного коллектора.

Новые разработки

Конструкторы же на достигнутом не останавливаются. Своеобразную доработку прямого впрыска сделали в концерне VAG в силовом агрегате TFSI. У него систему питания объединили с турбокомпрессором.

Интересное решение предложила компания Orbital. Они разработали особую форсунку, которая помимо топлива впрыскивает в цилиндры еще и сжатый воздух, подающийся от дополнительного компрессора. Такая топливовоздушная смесь обладает отличной воспламеняемостью и хорошо сгорает. Но это пока только разработка и найдет ли она применение на авто, пока неизвестно.

В целом же, непосредственный впрыск сейчас является самой лучшей системой питания в плане экономичности и экологичности, хоть и имеются у нее свои недостатки.

Загрязнение форсунок

Форсунки непосредственного впрыска, разумеется, технически более сложные, дорогие, капризные. Если инжекторы распределенного впрыска работают под давлением 3-4 атмосферы, то эти нагнетают топливо силой до 200 атм. Требования к точности их работы тоже намного выше: даже небольшое изменение факела распыла ведет к серьезным нарушениям работы мотора. А из-за чего меняется факел?

Есть несколько факторов, назовем два ключевых. Первый — некачественный бензин, вода внутри топливной системы. Второй – контакт с высокой температурой внутри камеры сгорания, особенно при воспламенении рабочей смеси. То есть осмоление, загрязнение форсунки идет по двум сторонам, происходит это достаточно интенсивно. Загрязнение впрыска приводит к неправильному образованию топливной смеси, ухудшению воспламенения, динамики, потере мощности, пропускам зажигания, а также оказывает комплексное негативное влияние на основные системы автомобиля. О способах промывки впрыска мы писали ранее.

Какой вывод можно сделать из всего вышесказанного? Если соблюдать регламенты обслуживания, тщательно выбирать масла, использовать только проверенные крупные заправки, то на территории крупных городов России машины прямого впрыска могут ходить до 200 000 км без глобального ремонта. На территории глубинки, к сожалению, современный высокотехнологичный автомобиль может доставить много проблем.

Устройство и принцип работы (на примере электронной системы распределенного впрыска)

Устройство системы впрыска
В современных впрысковых двигателях для каждого цилиндра предусмотрена индивидуальная форсунка. Все форсунки соединяются с топливной рампой, где топливо находится под давлением, которое создает электробензонасос. Количество впрыскиваемого топлива зависит от продолжительности открытия форсунки. Момент открытия регулирует электронный блок управления (контроллер) на основании обрабатываемых им данных от различных датчиков.

Датчик массового расхода воздуха служит для расчета циклового наполнения цилиндров. Измеряется массовый расход воздуха, который потом пересчитывается программой в цилиндровое цикловое наполнение. При аварии датчика его показания игнорируются, расчет идет по аварийным таблицам.

Датчик положения дроссельной заслонки служит для расчета фактора нагрузки на двигатель и его изменения в зависимости от угла открытия дроссельной заслонки, оборотов двигателя и циклового наполнения.

Датчик температуры охлаждающей жидкости служит для определения коррекции топливоподачи и зажигания по температуре и для управления электровентилятором. При аварии датчика его показания игнорируются, температура берется из таблицы в зависимости от времени работы двигателя.

Датчик положения коленвала служит для общей синхронизации системы, расчета оборотов двигателя и положения коленвала в определенные моменты времени. ДПКВ – полярный датчик. При неправильном включении двигатель заводится не будет. При аварии датчика работа системы невозможна. Это единственный “жизненно важный” в системе датчик, при котором движение автомобиля невозможно. Аварии всех остальных датчиков позволяют своим ходом добраться до автосервиса.

Датчик кислорода предназначен для определения концентрации кислорода в отработавших газах. Информация, которую выдает датчик, используется электронным блоком управления для корректировки количества подаваемого топлива. Датчик кислорода используется только в системах с каталитическим нейтрализатором под нормы токсичности Евро-2 и Евро-3 (в Евро-3 используется два датчика кислорода- до катализатора и после него).

Датчик детонации служит для контроля за детонацией. При обнаружении последней ЭБУ включает алгоритм гашения детонации, оперативно корректируя угол опережения зажигания.

Здесь перечислены только некоторые основные датчики, необходимые для работы системы. Комплектации датчиков на различных автомобилях зависят от системы впрыска, от норм токсичности и пр.

Про результатам опроса определенных в программе датчиков, программа ЭБУ осуществляет управление исполнительными механизмами, к которым относятся: форсунки, бензонасос, модуль зажигания, регулятор холостого хода, клапан адсорбера системы улавливания паров бензина, вентилятор системы охлаждения и др. (все опять же зависит от конкретной модели)

Из всего перечесленного, возможно, не все знают, что такое адсорбер. Адсорбер является элементом замкнутой цепи рециркуляции паров бензина. Нормами Евро-2 запрещен контакт вентиляции бензобака с атмосферой, пары бензина должны собираться (адсорбироваться) и при продувке посылаться в цилиндры на дожиг. На неработающем двигателе пары бензина попадают в адсорбер из бака и впускного коллектора, где происходит их поглощение. При запуске двигателя адсорбер по команде ЭБУ продувается потоком воздуха, всасываемого двигателем, пары увлекаются этим потоком и дожигаются в камере сгорания.

Решение проблем с непосредственным впрыском бензина: правда и вымысел о GDI

Нажмите здесь, чтобы узнать больше к преимуществам в эффективности использования топлива и снижении уровня выбросов. Однако теперь, когда GDI используется в двигателях уже несколько лет, производители двигателей видят проблемы, вызванные этими системами, а также множество фактов и вымыслов, связанных с тем, почему эти проблемы существуют и как их решить.

Сборщик двигателей недавно встретился с Мэттом Дикмейером из Dickmeyer Automotive Engineering в Саут-Уитли, штат Индиана, чтобы узнать, что он лично испытал в отношении GDI и как он решил некоторые проблемы, возникающие в двигателях.

«Основная причина, по которой OE переходят на непосредственный впрыск, заключается в том, что я считаю нереалистичными требования правительства к MPG», — говорит Дикмейер.

Чтобы удовлетворить эти требования, производители оригинального оборудования производят двигатели меньшего размера с турбонагнетателями. Меньший двигатель, очевидно, будет иметь меньший диаметр цилиндра, который легче обслуживать или достичь высокого объемного КПД (VE).

«Поскольку вы просто не можете накачать каждый бит воздуха в цилиндр без чрезвычайно высоких оборотов, они идут с турбонаддувом, который может сделать двигатель с малым рабочим объемом мощностью двигателя с большим рабочим объемом», — говорит Дикмейер. . «Однако с любым принудительным впуском или добавкой мощности вам на самом деле нужно иметь жертвенный процент топлива, впрыскиваемого в цилиндр, который на самом деле ничего не делает для создания мощности. Это то, что я называю жертвенным просто потому, что его функция состоит в том, чтобы контролировать преждевременное зажигание и детонацию, снижать температуру сгорания и так далее».

Проблемы GDI

Судя по тому, что он узнал на динамометрическом стенде, Дикмайер говорит, что жидкое топливо в цилиндре вредно. Многие люди ошибочно скажут, что вы ищете, где испаряется топливо, но это тоже не совсем так, потому что пар — это жидкость, превращающаяся в газ. Чего вы хотите, говорит он, так это атомизации.

«Вы хотите, чтобы маленькие капельки топлива переплетались с воздухом», — говорит он. «Что происходит с двигателем с непосредственным впрыском, вы впрыскиваете это жидкое топливо в цилиндр, оно попадает на стенки цилиндра и впитывается в масло. Во время сгорания происходит следующее: масло на стенках цилиндров содержит бензин, поэтому оно воспламеняется и сгорает. Вот почему многие двигатели с непосредственным впрыском испытывают значительный расход масла и прогары в цилиндрах».

Проблема, известная как низкоскоростное предварительное зажигание (LSPI), обычно возникает в автомобилях с двигателями GDI. Детонация обычно возникает в двух местах – вблизи свечи зажигания и вокруг нее или по периметру цилиндра в щелевом зазоре над верхним кольцом между цилиндром и головкой поршня.

«Я обнаружил, что проблема заключается в том, что впрыск топлива, особенно непосредственный впрыск, имеет очень плохую функцию ускорительного насоса, тогда как карбюратор имеет один или два ускорительных насоса», — говорит Дикмейер. «Поэтому, когда вы работаете с высокой нагрузкой, работаете на низких оборотах двигателя и медленно нажимаете на педаль газа, он впрыскивает дополнительное топливо через ускорительные насосы. Впрыск топлива на самом деле не имеет этой функции. Что происходит в этой ситуации с низкой скоростью и высокой нагрузкой, так это то, что вы получаете кусочки углерода и сажи, которые отрываются от клапанов и в камере сгорания, которые пробиваются к стенкам цилиндра, где они прилипают к маслу и топливу, которые находятся в цилиндре. стены. Когда поршень движется вверх, он наполняет щелевой зазор углеродом, а эти небольшие группы углерода и сажи разбавляются топливом и маслом, которые затем тлеют и действуют как свеча накаливания или фитиль, вызывая преждевременное зажигание».

При прямом впрыске вам не обязательно впрыскивать топливо в цилиндр на такте впуска, как при многоточечной системе или карбюраторе. С непосредственным впрыском вы можете подавать топливо в цилиндр, когда он находится на такте сжатия.

«Двигатели меньшего размера имеют меньший удельный расход топлива на тормоза просто потому, что они могут достичь полной объемной эффективности лучше, чем двигатель большого диаметра», — говорит он. «С конструкцией верхней части поршня и конструкцией камер сгорания они действительно эффективны, поэтому вы действительно можете использовать более высокую степень сжатия с многоклапанным двигателем просто потому, что компоновка камеры сгорания очень эффективна с центральным расположением. расположена свеча зажигания. На самом деле вы можете эксплуатировать двигатель с турбонаддувом при расходе топлива, характерном для тормозной системы, который был бы нормальным для двигателя без наддува».

Вы можете запускать двигатели с турбонаддувом весом менее 0,5 фунта. в час на лошадиную силу, по Дикмейеру. Как правило, с турбонаддувом или любым видом принудительной индукции вы значительно превышаете 0,5 фунта и приближаетесь к диапазону 5/8 фунта в час на лошадиную силу.

«В карбюраторном мире есть поговорка, что «бережливость — это зло», — говорит Дикмейер. «В двигателе с непосредственным впрыском, где у вас одновременно есть богатое и обедненное состояние, это как бы создает идеальный шторм, чтобы внутри цилиндра произошла катастрофа. Если бы вы могли поместить зонд в камеру двигателя с непосредственным впрыском, у вас было бы другое соотношение воздух-топливо в цилиндре. У вас будет богатое состояние по направлению к центру цилиндра, и у вас будет обедненное состояние по направлению к внешнему периметру поршня».

Недостатки конструкции GDI

По словам Дикмейера, когда вы смотрите на то, как спроектированы некоторые из этих двигателей GDI, кажется, что система вентиляции картера была запоздалой мыслью.

«На двигателе EcoTec GM 2,4 л впускное отверстие, где пластиковый впускной коллектор соединяется с головками системы вентиляции картера, находится внизу, в низком месте, через которое обычно можно увидеть обратный канал для слива масла», — говорит Дикмейер. «Таким образом, вы получаете масло, которое проходит через двигатель и достигает верхнего предела, а затем возвращается вниз и падает в эти нижние точки. Вот где у многих этих двигателей есть источник вакуума для системы вентиляции картера, поэтому они всасывают масло.

Эта проблема приводит к тому, что капли масла проходят через впускной коллектор, впускное отверстие и камеру сгорания, что также может привести к преждевременному зажиганию.

Наиболее известная проблема прямого впрыска заключается в том, что форсунка расположена за клапаном, а не перед ним, поэтому у вас нет механической очистки задней стороны впускного клапана, как при многоточечном впрыске. .

«Ваши клапаны сильно нагреваются, — говорит Дикмейер. «Многие люди думают, что когда ваш клапан открыт и свежий воздух проходит через него, это и охлаждает клапан. Ваш клапан действительно охлаждается, когда он контактирует с седлом посредством теплопередачи. Водяные рубашки вокруг седла вытягивают BTU из клапана. Эти клапаны нагреваются, поэтому, когда капли масла проходят через впускное отверстие и проходят через головку блока цилиндров, они прилипают к задней стороне впускного клапана. Он начинает накапливаться слоями, и это не просто слой пепла или слизи, он почти превращается во что-то вроде лавового камня, и он будет окружен жирной слизью, которая усугубляет ситуацию и задерживает грязь».

Эти капельки масла и небольшие количества пыли и грязи попадают через впускные отверстия, которые покрыты липким маслом и создают слой налета, который становится все толще и толще и толще.

На самом деле, у Мэтта был клиент, который пригнал Chevy Equinox с небольшим пробегом, у которого отказал двигатель из-за этого накопления. Заказчик дал Дикмейеру разрешение на реинжиниринг и решение проблем. Хотя Мэтт ничего не мог сделать, чтобы предотвратить возникновение проблемы из-за GDI, он мог попытаться улучшить работу движка в среде GDI.

«У меня большой опыт, и я потратил семь месяцев, чтобы сделать все правильно, — говорит он. «Дилер GM ошибочно диагностировал, что Equinox нуждается в топливном насосе. У него было очень плохое богатое состояние и обедненное состояние и так далее. Я сорвал с него головку и положил на стенд, и при подъеме всего на полдюйма из него текло почти вдвое меньше, чем из чистого порта. PCM не может компенсировать эту потерю воздушного потока, поэтому у вас будет очень плохое богатое состояние».

Когда углерод накапливается на задней стороне клапанов, он действует как изолятор, не позволяя клапану должным образом остыть, когда он соприкасается с седлом. Это приводит к тому, что клапаны нагреваются докрасна, а головки клапанов выскакивают, что приводит к падению клапана в цилиндре.

«Вы пробьете дыру в поршне и забьете сломанную свечу зажигания в камеру сгорания», — говорит Дикмейер. «У многих компаний, занимающихся восстановлением, возникают серьезные проблемы с этим. Они дают своему продукту гарантию на 100 000 миль, и он возвращается с пробегом 28 000 миль, а двигатель — мусор. Многие из этих ремонтных мастерских не будут возиться с двигателями с прямым впрыском, потому что они будут владеть ими вечно. Они никогда не заработают на них денег, потому что они будут постоянно возвращаться».

Из-за особенностей систем GDI камера сгорания может испытывать некоторые проблемы.

Компания GM сталкивалась с проблемами, связанными с GDI, и, по словам Дикмайера, с такими OEM-производителями, как Kia, Hyundai и Ford, тоже.

«У Ford проблема есть, но она не разрушает двигатель, как у GM», — говорит он. «Это может быть связано с тем, что Ford использовал двигатели V6 EcoBoost на Baja 1000, и они, по сути, выбили из них все дерьмо, и я думаю, что они вложили в двигатель немного больше инженерии, поэтому он может немного легче избавиться от этих проблем. чем двигатели GM».

Некоторые из этих автомобилей разрабатываются на гоночной трассе, например, GM использует свои корветы GDI в гонках IMSA, что не совсем соответствует серийным автомобилям.

«На гоночных двигателях вы не увидите столько нагара, потому что они практически все время открыты настежь», — говорит Дикмейер. «Скорость порта через двигатель через впускной порт и через выпускной канал настолько высока, что многие из этих вещей просто не успевают произойти. Это действительно худший показатель для серийного автомобиля, где он часто работает в режиме простоя».

GDI Solutions

На рынке есть несколько продуктов, которые, как утверждается, удаляют отложения, скапливающиеся на впускном отверстии из-за проблем с GDI. Однако, по словам Дикмайера, большинство, если не все эти продукты, являются ложными. Хотя эти продукты могут немного помочь, они ни в коем случае не решают проблему и не избавляют впускное отверстие от отложений. Дикмейеру пришлось пройти через многое, гораздо больше, чем просто тампон или присадка, чтобы решить проблему налипания на Chevy Equinox.

«Когда мы разобрали этот двигатель, я попытался почистить головку с помощью обычной мойки для деталей, и она даже не коснулась ее, — говорит он. «Я отнес его моему другу, у которого есть большая дробеструйная камера высокого давления, и растворитель, который он использует в своей дробеструйной камере, съест поршень до нуля, если вы дадите ему поработать на выходных. Мы положили головку блока цилиндров в его пескоструйный шкаф на восемь часов, и она ее не трогала.

«У другого моего друга есть компания по мойке под давлением, поэтому у него есть одна из этих больших моек высокого давления на 5000 фунтов на квадратный дюйм с нагревателем, так что вы действительно можете получить горячую воду. Это бы не коснулось. Это просто очистит небольшие участки. Мне буквально пришлось портировать головку блока цилиндров и на моем верстаке, а также портировать и шлифовать этот материал вручную. Как я уже сказал, это похоже на лавовый камень.

После очистки Дикмейер связался с компанией Line2Line, с которой он познакомился на выставке PRI, чтобы помочь ему разработать покрытие типа тефлона. Они разработали некоторые покрытия, которые будут работать при высоких температурах, но при этом останутся прилипшими к поверхности.

«Мы покрыли тыльную сторону клапанов, — говорит Дикмейер. «Затем я добавил маслоотделитель во впускную систему, и мы покрыли всю юбку поршня молибденовым покрытием PTFE. Мы покрыли верх и низ теплозащитным барьером, а на пробеге в 40 000 миль сняли впускной коллектор с этого автомобиля, и отложений практически не было. Я видел эти автомобили с пробегом менее 40 000 миль, и он не начинает накапливаться, к тому времени двигатель уже устарел».

Образование

Другая часть проблемы, связанной с проблемами двигателя GDI, заключается в том, что никто не обучает потребителей этим проблемам или способам их решения с помощью простых вещей, таких как надлежащее обслуживание масла и интервалы замены.

«Мы заливаем в автомобиль то масло, которое требует производитель, а не то масло, которое нужно вам», — говорит Дикмейер. «Это была наша политика. Что меня беспокоит, так это то, что я пытаюсь объяснить людям, почему им нужно конкретное масло, а они его не получают или думают, что я завышаю цену, потому что они никогда не платили больше 22 долларов за замену масла в Jiffy Lube. Я пытаюсь объяснить, что это не я завышаю цену, а то, что все остальные заряжают слишком мало. Людей не учат нефти. Это смазка, охлаждающая жидкость, гидравлическая жидкость и диспергатор. У него так много функций, помимо смазки».

На самом деле никто не создал никакой информации для потребителя о том, почему вам нужно менять масло более регулярно. Вместо этого это превратилось в ситуацию «дайте людям то, что они хотят».

«С сегодняшними сверхмалыми зазорами все просто заклинивает, когда вы меняете масло слишком поздно», — говорит он. «Есть производители, которые рекомендуют интервалы замены масла от 10 000 до 12 000 миль для двигателя с непосредственным впрыском. И вы получаете телевизионную рекламу, в которой говорится, что масло нужно менять раз в год».

С химической точки зрения масло после года эксплуатации в автомобиле может иметь смазочные свойства, но большая проблема заключается в грязи, находящейся во взвеси, которая прилипает к маслу. Когда вы меняете масло, вы вымываете грязь из картера.

«По прошествии года у него будет много времени, и из-за неадекватных систем PCV я вижу много конденсата или пены, которая накапливается в верхней части двигателя», — говорит он. . «Она попадает в крышки клапанов, вокруг кулачковых шеек и подшипников, в основной стенке и препятствует потоку масла».

Проблемы с двигателями с непосредственным впрыском

Как работает непосредственный впрыск топлива

Непосредственный впрыск — одна из новейших доступных бензиновых топливных систем. Mitsubishi представила системы DI для газовых двигателей в 1996 году и добилась более высокой номинальной мощности и экономии топлива. В отличие от впрыска через порт (при котором топливо впрыскивается в порт над цилиндром), прямой впрыск обходит впускной клапан и распыляет топливо прямо в цилиндр. Теоретически это максимизирует эффективность цикла двигателя и позволяет точно настроить топливную систему с помощью ECU.

Непосредственный впрыск сам по себе не является чем-то новым; мы используем его на дизельных двигателях на протяжении десятилетий. Что нового, так это широкое внедрение прямого впрыска бензиновых двигателей, особенно в сочетании со сложными системами контроля выбросов.

До 2008 года автомобили с непосредственным впрыском составляли менее 3% продаж новых автомобилей в США. Сегодня это число увеличилось до более чем 50% из-за (частично) повышения государственных стандартов экономии топлива. Но вызвала ли новая система больше проблем, чем предотвратила? Оглядываясь назад на десять лет, мы говорим «нет»; но есть некоторые проблемы, которые инженеры не смогли предотвратить.

Проблемы с газом Д.И. Топливные системы

В этой статье мы сосредоточимся в первую очередь на семействе двигателей Chevy LT или EcoTec3 V6 и V8 (извините, GM). В целом, это семейство двигателей зарекомендовало себя как прочное и надежное. Но многочисленные жалобы потребителей привели к тому, что двигатели серии LT приобрели шаткую репутацию на форумах. Плюс еще в 2017 году я купил Silverado с мотором 5.3 EcoTec и хорошо разбираюсь в этих вопросах. Вот две общие проблемы, характерные только для D.I. топливные системы.

• Тишина

Одной из самых частых жалоб на новые двигатели LT является постоянное тиканье, которое люди ошибочно принимают за утечку выхлопных газов или шум подъемника. Это не технически проблема, но это сводит многих сознательных потребителей с ума на холостом ходу.

Подобные звуки когда-то указывали на проблему, поэтому их стоит устранить. «EcoTick» является прямым результатом новой системы прямого впрыска. Шум вызван самими форсунками, которые работают по системе магистраль высокого давления, аналогично дизельному двигателю.

• Загрязнение углеродом

Другой проблемой двигателей с непосредственным впрыском является склонность клапанов забиваться углеродом.