Распределенный или непосредственный впрыск: Распределенный или непосредственный впрыск (MPI или GDI). Какая разница и что лучше

что это значит, устройство, плюсы и минусы

Сейчас одной из основных задач перед конструкторскими бюро автопроизводителей является создание силовых установок, потребляющих как можно меньше топлива и выбрасывающих в атмосферу сниженное количество вредных веществ. При этом необходимо добиться того, чтобы влияние на рабочие параметры (мощность, крутящий момент) было минимальным. То есть, необходимо сделать мотор экономичным, и в то же время мощным и тяговитым. Разберемся, что значит непосредственный впрыск топлива, и найдет ответы на эти запросы.

Суть такой системы сводится к раздельной подаче компонентов горючей смеси – бензина и воздуха в цилиндры. То есть принцип ее функционирования очень похож на работу дизельных установок, где смесеобразование выполняется в камерах сгорания. Но у бензинового агрегата, на котором установлена система непосредственного впрыска, имеется ряд особенностей процесса закачки составляющих топливной смеси.

Начнем изучение с отличий от других систем.

Чем отличается от распределенного впрыска?

Зачастую, когда описываются двигательные характеристики, можно увидеть аббревиатуры  MPI, а также GDI. Если по этому поводу задать вопрос какому-нибудь консультанту, работающему в автосалоне, или же любому автослесарю, то они с большей долей уверенности будут говорить что впрыск топлива напрямую — это лучшее что придумано для в последнее время. А распределенный впрыск (MPI) устарел и вообще прошлый век. Теперь опишем в чем разница между ними.

Распределенный

Ее разработали еще тогда, когда появились первые инжекторы. Принцип работы в приготовлении ТВС прямо во впускном коллекторе. Другими словами, расположение форсунок определяется в коллекторе. Во впускной коллектор также обеспечивается доступ воздуха, кода открывается дроссельная заслонка. В результате чего образуется смесь. Затем она поступает  к цилиндрам сквозь клапана, посредством разреженности получаемой при поршневом движении. Не стоит считать, что MPI более не используется. Производство моторов с MPI есть и в настоящее время. Хоть они считаются более простыми, но соответственно и меньше стоят.

Непосредственный

При применении этого решения смесь образуется в самом цилиндре. Расположение форсунок — в двигательном блоке, одна приходится на один цилиндр. Топливо поступает прямо в него в необходимый момент.

Принципы функционирования определяют достоинства и недостатки каждой из систем коротко: MPI обладает большей простотой и надежностью. Вообще MPI — это развитие карбюраторной системы, более мощная. Однако она уступает системе  непосредственного впрыска топлива, поскольку она более современная и эффективная. 

Устройство системы

GDI включает в себя ТНВД, рампу,а также механизм регулирующий  давление смеси. В нее входит система датчиков (ВД, входные датчики), клапан предохранения, форсунки, Кроме того, туда же входит управляющий блок.

ТНВД выполняет основную работу — подает бензин на форсунки, с  высоким давлением. Оно варьируется от трех до одиннадцати мегапаскалей, и позволит работать двигателю внутреннего сгорания в  бесперебойном режиме. В ТНВД может быть один плунжер или же какое то количество, которые приводит в работу распредвал.  

Рампу применяют для того чтобы доставить бензин к форсункам. И чтобы поддерживать давление топливного контура. Он защищает ТС от избыточного давления. Оно возникает тогда когда топливная смесь воспламеняется и сильно расширяется.

Регулятор, которые изменяет давление, дозирует бензин через насос, учитывая технические характеристики которые имеют   топливные форсунки. Он находится в ТНВД. Датчик высокого давления измеряет уровень давления ТС. Сигналы, которые передаются этим датчиком служат основание для того чтобы поменять уровень давления рампы. 

При помощи форсунок впрыскивается бензин, который принимает камера сгорания, после чего образуется ТВС. Обычно механизм который управляет подачей топлива напрямую, состоит из управляющего блока, датчиков входа, а также исполняющих механизмов.  

Принцип действия

Самым главным компонентом системы служит ТНВД. При его помощи бензин поступает в рампу с большим давлением. он может быть конструктивно совершенно разным, это зависит от того кто его произвел. Основное различие насосов — в количестве плунжеров, он может быть в единственном числе или их может быть несколько. Осуществление привода происходит при помощи распредвалов. Кроме того, в системе есть клапаны, предотвращающие давление в ТС больше установленных пределов. В основном давление регулируется по нескольким точкам. Например, когда топливо выходит из топливного насоса высокого давления, эту функцию выполняет регулятор, входящий в его состав.

Также в нем есть клапан предохранения (далее ПК), функцией которого является контроль давления. Посредством ПК происходит отслеживается давление рампы. С помощью насоса подкачивающего топливо из бака, с использованием магистрали НД, происходит его подача на ТНВД. Перед этим бензин очищается посредством  фильтра обеспечивающего его тонкую очистку, с удалением больших фракций. При помощи плунжеров создается топливное давление в диапазоне от трех до одиннадцати мегапаскалей. После чего, бензин, используя магистрали ВД оказывается в рампе, и уже она распределяет его на форсунки. Форсунки функционируют под контролем управляющего блока. Данный блок принимает во внимание информацию, которую ему поставляют датчики расположенные на двигателе. На ее основании он и управляет действиями форсунок. 

Определяется когда должен происходить впрыск, сколько на это нужно бензина, а также каким способом будет происходит распыление. В том случае, когда на ТНВД приходит объем бензина превышающий нужный уровень, то ПК отправляет его в обратном направлении — в бак. Также сброс бензина происходит тогда когда увеличивается уровень давления в рампе. Этим занимается ПК.

Плюсы и минусы

Основной недостаток систем которые используют GDI — это то, что уменьшается надежность в целом. Если произойдет небольшой сбой или выйдет из строя какой нибудь компонент, то двигатель начинает себя вести неправильно. Он может заглохнуть, не работать на полной мощности, показывать на приборке ошибку, в общем показывает что с двигателем что то не в порядке.

Второй недостаток, тоже немаловажный, это то что эта система стоит достаточно дорого. Она очень сложна в эксплуатации, здесь необходимо тщательно следить за всеми компонентами GDI, за питанием, зажиганием, электроникой. Эта система должна питаться только качественным топливом. Этот недостаток отпугивает очень многих автолюбителей, которые рассматривают приобретение машины с GDI.

Потому что если вы приобретаете автомобиль с такой системой, то вы точно будете выбирать где заправляться. Дешевое топливо GDI не переносит категорически. Здесь не важно с каким октановым числом залит бензин, многие двигатели спокойно используют А-92, и даже спирт.  Но наличие в плохом топливе различных сторонних компонентов, может вывести из строя весь двигатель внутреннего сгорания.

Еще одним недостатком GDI является то, что ее обслуга и запчасти к ней могут вылиться в очень круглую сумму. Эти запчасти они сложны в производстве и поэтому не могут иметь низкую стоимость. Также эти системы очень требовательны к качеству масел, фильтров и прочих расходных запчастей. Однако все это перекрывается достоинствами GDI.

Двигатели, которые ее используют — самые технологичные, имеют небольшую массу, потребляют мало топлива.

С такими двигателями хорошо передвигаться в больших городах, поскольку в пробках двигатель, имеющий непосредственный впрыск работает с наибольшей экономией. К тому же в них можно реже менять масло, у них большой ресурс работы, потому что нагар почти не образуется. Потому что ТВС перерабатывается с большим КПД. Но эти достоинства будут работать только тогда, когда владелец автомобиля будет очень тщательно относится к его обслуживанию, и делать это у грамотных специалистов, потому как мы уже говорили, что двигатели с GDI очень сложны в устройстве.

Зная, что значит непосредственный впрыск топлива, каждый автолюбитель может сделать свой выбор самостоятельно.

Преимущества и недостатки прямого впрыска двигателя

Ещё в начале 2000-х годов в Украину начали попадать первые автомобили Mitsubishi с обозначениями GDI около индексов, указывающих на объём двигателя.

Под этой аббревиатурой скрывается непосредственный впрыск топлива в цилиндры двигателя — именно эта японская компания стала первой, начавшей серийное производство силовых агрегатов с такой системой впуска. Такой мотор заслужил очень неоднозначные отзывы, поэтому перед покупкой автомобилей Mitsubishi следует внимательно рассмотреть плюсы и минусы двигателя GDI.

Это будет полезным и покупателям машин других производителей, поскольку такие двигатели устанавливаются на автомобили Volkswagen, GM, Toyota, Mercedes и других марок.

Теоретическая часть

Обычный инжекторный двигатель, который использует коллекторную систему смесеобразования, предполагает подачу в цилиндры уже готового бензовоздушного состава. Такое смешивание воздуха и горючего происходит во впускном коллекторе, где устанавливаются форсунки, управляемые электроникой. Если же говорить про двигатель GDI, то в нём форсунка направлена непосредственно в камеру сгорания. Соответственно, через впускные клапаны подаётся только воздух, а процесс смесеобразования происходит непосредственно в цилиндрах.

Камера сгорания двигателя GDI

Естественно, добиться однородного состава топливовоздушной смеси в таких условиях очень сложно, поэтому двигатель GDI управляется сложным электронным блоком, в котором используется программное обеспечение, рассчитанное на несколько различных циклов работы. Кроме того, для достижения идеальных параметров смесеобразования необходимо использовать специальные вихревые форсунки, которые подают топливо внутрь в виде мелкодисперсионного тумана.

Стоит сказать, что основные плюсы двигатель GDI получает в результате работы на сверхобеднённой смеси, в которой содержание бензина по сравнению с воздухом уменьшено до 1:20, тогда как при распределённом впрыске соотношение поддерживается на постоянном уровне 1:14. Однако даже мотор с непосредственным впрыском не может работать постоянно в таком режиме, поэтому под нагрузками в его системе впуска восстанавливается нормальное смесеобразование.

За счёт этого двигатель GDI должен оснащаться двухступенчатой системой подачи топлива. Именно со всеми этими отличиями и связаны основные минусы конструкции — посмотрим, смогут ли их превзойти плюсы, полученные от перехода на непосредственный впрыск.

Положительные стороны

Как уже говорилось выше, главные плюсы двигатель GDI получает благодаря возможности работы на сильно обеднённой смеси при отсутствии больших нагрузок. Преимуществом уменьшения соотношения с 1:14 до 1:20 является существенное снижение расхода топлива при движении в смешанном или городском цикле. Исследования специалистов показывают, что в городском заторе с длительной работой двигателя на постоянных оборотах холостого хода затраты горючего уменьшаются сразу на 20–25%. Однако говорить о таких же результатах при быстрой езде по трассе не приходится — двигатель GDI будет требовать столько же топлива, сколько и силовой агрегат с распределённым впрыском.

Двигатель KIA с системой GDI

Дополнительные плюсы удаётся получить и от смесеобразования, происходящего непосредственно в камере сгорания. Специалисты по двигателям автомобилей могут сказать, что горение в цилиндре происходит неравномерно — больше всего топлива удаётся поджечь в непосредственной близости к свече, тогда как дальние части камеры охватываются неравномерно, что и приводит к выбросу остатков горючего в выхлопную трубу. Компания Volkswagen впервые предложила технологию послойного прямого впрыска топлива, назвав её FSI — впоследствии другие автомобильные фирмы приняли на вооружение такую методику.

За один обычный такт впуска форсунка может впрыскивать до пяти порций топлива, которые образуют неравномерную смесь, составленную с учётом всех нюансов процесса горения. Благодаря этому двигатели FSI и современные агрегаты GDI имеют меньший расход топлива, меньшую токсичность выхлопа, а также лучшую стабильность работы на невысоких оборотах.

Двигатель V6 FSI Audi

Такое изменение смесеобразования позволяет получить и другой положительный эффект, сущность которого заключается в повышении мощности и тяги приблизительно на 10–15%. Кроме того, двигатель GDI позволяет получить плюсы, связанные с уменьшением объёма нагара. Соответственно, увеличивается срок службы многих компонентов, а масло сохраняет большую часть своих свойств вплоть до момента замены. Плюсы заключаются и в снижении вероятности поломки мотора в результате закупорки масляных каналов продуктами сгорания топлива. Однако ни одна сложная конструкция не может обойтись без своих минусов — включая и мотор с непосредственным впрыском.

Главные недостатки

Минусы двигателей с прямым впрыском связаны с использованием более сложной системы впуска, в состав которой входит и топливный насос высокого давления, похожий на аналогичную конструкцию в дизельном силовом агрегате. Применение таких агрегатов приводит к тому, что двигатель GDI становится чувствительным к качеству топлива. Это касается не только содержания твёрдых частиц, но также наличия в горючем соединений серы, железа, фосфора и многих других минералов. Минусы проявляются в частых поломках мотора при заправке некачественным топливом.

Схема системы питания двигателя GDI

Кроме того, проблемы двигателей с непосредственным впрыском связаны и с тем, что в них применяются очень специфические технологические решения, которые пока знакомы лишь немногим специалистам сервисных центров. За счёт этого отремонтировать двигатель GDI не так просто, как обычный агрегат с распределённым впрыском. Минусы этих двигателей могут быть связаны и с упомянутой в теоретической части двухступенчатой системой подачи топлива. Практически у каждого производителя есть свои специфические поломки:

• Моторы Toyota и Lexus с непосредственным впрыском страдают от поломки клапанов двухступенчатого насоса, приводимого распредвалом. В результате бензин поступает в картер двигателя, что приводит к его непоправимым поломкам в течение 1–2 дней;
• Двигатели Mitsubishi оснащаются двумя различными насосами — низкого и высокого давления. Второй узел достаточно часто забивается твёрдыми частицами, содержащимися в некачественном топливе. В результате мотор может отлично работать на холостых и низких оборотах, но глохнуть при нажатии на педаль газа;
• В двигателях Cadillac применяются пьезофорсунки с особым напылением. При длительной работе на топливе с высоким содержанием серы они разрушаются, что приводит к необходимости ремонта стоимостью в 1500–2000 долларов.

Пьезофорсунка двигателя GDI

Минусы могут заключаться и в малой распространённости запчастей к таким двигателям — очень часто их приходится ожидать в течение 2–3 недель, что приводит к длительным простоям автомобиля. Поэтому, приобретая машину с прямым впрыском топлива, стоит серьёзно задуматься о вопросах её ремонта, а также о необходимости заправки качественным топливом на фирменных АЗС.

Стоит ли покупать?

Конечно, двигатели с непосредственным впрыском имеют более высокую мощность и тягу, а также способны обеспечивать экономию топлива. Однако у них есть существенные минусы, которые связаны с надёжностью и требованиями к качеству топлива. Поэтому их эксплуатация в украинских условиях может приводить к частым дорогостоящим ремонтам. Но в последнее время в продаже появились автомобили, которые прошли специальную адаптацию.

Они могут заправляться обычным бензином, продающимся на наших заправках, не создавая угрозу больших материальных затрат. Их преимущества не столь значительны, но даже адаптированные моторы с непосредственным впрыском позволяют экономить немало топлива, получая при этом лучшие динамические параметры.

По материалам rating-avto.ru

4 отличных автомобиля без двигателей GDI (с непосредственным впрыском бензина)

Автомобили с бензиновыми двигателями с непосредственным впрыском (GDI) в настоящее время составляют немногим более половины всех новых автомобилей, продаваемых в США. Это касается легковых автомобилей, легких грузовиков, универсалов и внедорожников.

Прямой впрыск теперь доступен на большинстве автомобилей премиум-класса и роскошных автомобилей на автомобильном рынке. Эта технология увеличивает мощность автомобиля, а также снижает расход топлива.

GDI представляет собой систему впрыска топлива, в которой топливо находится под давлением и впрыскивается непосредственно в камеры сгорания. Это прямое движение топлива положительно влияет на экономию топлива транспортного средства.

Крупные автопроизводители дали технологии собственный термин. Mercedes назвал это CGI, а Ford назвал EcoBoost.

GDI — не единственная технология, позволяющая контролировать подачу топлива непосредственно в камеры. Альтернативы GDI включают впрыск топлива через бензиновый порт и двухпортовый впрыск.

Одним из лучших преимуществ системы впрыска топлива через порт (PFI) является то, что топливно-воздушная смесь равномерно распределяется перед впрыском в цилиндры. Это приводит к уменьшению накопления углерода из любого остаточного топлива.

В этой статье мы рассмотрим несколько отличных автомобилей, в двигателях которых нет прямого впрыска бензина.

Содержание

1. Hyundai Venue

Hyundai Venue — легкий и доступный внедорожник от Hyundai. Он предлагает другие версии в линейке, такие как Hyundai Venue Active и Hyundai Venue Elite.

Hyundai прошел долгий путь с Venue, и в модели 2021 года вы получаете все дополнительные навороты.

Безопасность, отличная управляемость и отличная информационно-развлекательная система — одни из лучших характеристик Hyundai Venue.

Тем не менее, у Hyundai Venue есть некоторые проблемы.

Hyundai Venue, оснащенный 1,6-литровым рядным четырехцилиндровым двигателем с двойным впрыском, готов конкурировать с большинством конкурентов. Он получает бесступенчатую автоматическую коробку передач.

Шестиступенчатая автоматическая коробка передач с гидротрансформатором приводит в движение передние колеса.

Система DPI (двухточечный впрыск топлива) в Venue обещает повысить эффективность использования топлива и улучшить управляемость автомобиля. Благодаря двигателю Venue расходует 30 миль на галлон в городе и 33 мили на галлон на шоссе.

Системы двухточечного впрыска топлива, подобные той, что используется в Venue, обеспечивают более эффективное использование топлива, чем простая система непосредственного впрыска.

Система прямого впрыска только впрыскивает топливо в камеры, тогда как система DPI смешивает воздух и топливо перед впрыском.

Система DPI также позволяет лучше контролировать количество топлива и воздуха, поступающих в камеру сгорания. Это приводит к снижению выбросов и одновременному повышению эффективности использования топлива.

В Hyundai Venue компонент компьютера передает информацию в электронном виде в систему впрыска через порт. В системе с распределенным впрыском топливо впрыскивается во впускные отверстия, где оно смешивается с поступающим воздухом.

Компания Hyundai позаботилась о том, чтобы двигатель и топливная система работали максимально эффективно. Хотя он и не подходит для длительных поездок по шоссе, двигателя Venue достаточно для поездок по городу и коротких поездок.

2. Kia Picanto

Абсолютно новый Kia Picanto имеет много достоинств, помимо размера и доступности. Похоже, Kia учится у других производителей в этом сегменте, чтобы сделать Picanto лучшим предложением.

Новейший Kia Picanto получил более просторный салон и городской вид. В линейке Kia вы можете выбирать из бензиновых и дизельных вариантов, все с разными двигателями.

В базовой комплектации вы получаете 1,0-литровый 3-цилиндровый двигатель с пятиступенчатой ​​механической или автоматической коробкой передач в некоторых вариантах.

В более высокой комплектации GT-Line немного мощнее и выдает 66 л.с. GT-Line немного быстрее и разгоняет Picanto с нуля до шестидесяти менее чем за 10 секунд.

Система MPI (многоточечный впрыск топлива) приводит в движение передние колеса Picanto. В этой версии есть 1,0-литровый или 1,25-литровый безнаддувный бензиновый двигатель, приводящий в движение оба передних колеса.

Получившая широкое распространение в 90-х годах система многоточечного впрыска топлива впрыскивает топливо и воздух в несколько точек в системе внутреннего сгорания.

Это делается через несколько портов на впускном клапане каждого цилиндра.

Компоненты системы многоточечного впрыска топлива

• Регулятор давления топлива
• Топливные форсунки
• Нажимная пружина
• Диафрагма управления

Основными преимуществами систем MPFI являются повышение эффективности использования топлива и снижение выбросов углерода. В настоящее время производители находят новые технологии для повышения эффективности и снижения выбросов в двигателях транспортных средств.

Очевидно, что Picanto является экономичным городским автомобилем и достаточно компактен для повседневной езды. Многоточечный впрыск топлива обеспечивает повышение надежности двигателя, а также лучшую отработку двигателя и контроль расхода топлива.

Улучшение расхода топлива было в центре внимания большинства исследований из-за правительственных постановлений по ограничению выбросов топлива. В настоящее время инженеры находят лучшие способы сделать автомобили более эффективными для снижения выбросов CO2.

Последняя третья версия от корейского автопроизводителя занимает важное место в сегменте малолитражных автомобилей. Это определенно избавляет от рутинной повседневной езды по городу.

Связанные: 3 модели Kia с наибольшим количеством отзывов (проверьте перед покупкой!)

3. Toyota Tacoma

Инновационный двигатель Toyota Tacoma третьего поколения представляет собой сочетание эффективности и производительности. Tacoma хвалят за отличные рабочие условия и захватывающую езду по бездорожью.

Этот пикап среднего размера оснащен четырехцилиндровым двигателем V-6, обладающим отличной тяговой силой и устойчивым полным приводом.

В качестве опции для модельного ряда Tacoma также доступна коробка передач с автоматической коробкой передач.

Такомы имеют отличные показатели надежности, как и большинство моделей Toyota. Японский автопроизводитель позаботился о том, чтобы Toyota Tacoma была хорошо сбалансирована по большинству аспектов.

Toyota Tacoma использует Toyota D-4S, или «Dynamic Force Engine». Двигатель объединяет системы прямого впрыска и впрыска топлива через порт.

Система прямого впрыска нагнетает газ непосредственно в камеры сгорания. Топливная система с портом также может очищать впускные клапаны при одновременном впрыске топливной и воздушной смеси в камеры.

В системе Toyota D-4S как прямой, так и портовый впрыск топлива работают в тандеме. Эта взаимосвязь обеих систем обеспечивает эффективную топливную смесь в цилиндре.

Одним из преимуществ прямого впрыска топлива является то, что он используется для охлаждения всасываемого в цилиндры воздуха. Результаты видны в повышении эффективности зарядки и снижении «стучащих звуков».

Одним из преимуществ системы впрыска топлива через порт является то, что она позволяет расслаивать топливно-воздушную смесь. Послойное сгорание означает снижение выбросов и улучшение показателей выбросов выхлопных газов.

Сочетание преимуществ обеих систем впрыска топлива обеспечивает Toyota Tacoma великолепные характеристики и надежность.

Конкурентами Toyota Tacoma являются Honda Ridgeline, Jeep Gladiator, Chevrolet Colorado и Nissan Frontier. Все эти модели имеют собственные системы подачи топлива, пусть и не такие эффективные, как D-4S от Toyota.

Связанный: Сколько стоит подержанная Toyota Tacoma? (с 12 примерами)

4. Suzuki Swift

Swift не новичок в сегменте малолитражных автомобилей. Его часто сравнивают с такими моделями как:

• VW UP!,
• Ниссан Микра,
• Хендай i10,
• и Киа Пиканто.

Этот доступный по цене и стильный городской автомобиль обеспечивает отличную экономию топлива в сочетании с отличными современными функциями.

На Suzuki Swift приятно ездить по городу, и он достаточно доступен для первого покупателя.

Для Swift предлагается пятиступенчатая механическая коробка передач, а также опциональная автоматическая коробка передач. Модернизированный Swift получает 89л.с. и 89 фунт-фут крутящего момента для гибкости на дороге.

Большинству водителей было приятно управлять автомобилем, а его управляемость не уступала некоторым конкурентам.

Показатели безопасности для Swift средние или хорошие, и он оснащен всеми необходимыми прибамбасами для обеспечения вашей безопасности. Все модели теперь включают адаптивный круиз-контроль, а модель 2021 года получила три звезды из пяти за комплект безопасности.

В Suzuki Swift 2015 года и более поздних моделях компания заявляет о повышении эффективности и улучшении характеристик двигателя. Suzuki Swift не поставляется с традиционной топливной системой прямого впрыска бензина.

Компания Suzuki решила идти в ногу со временем, используя бензиновый двигатель DualJet. Технология двойной топливной форсунки DualJet обеспечивает повышенный крутящий момент и повышение эффективности двигателя.

Под 1,2-литровым двигателем в Swift стоят сдвоенные форсунки, расположенные близко к камере сгорания. Модернизированные компоненты двигателя обеспечивают более плавное распыление топлива и более быстрое испарение.

Еще одним преимуществом технологии DualJet является более высокая степень сжатия двигателя, позволяющая увеличить скорость при прохождении пламени через топливо.

Доказано, что система с двумя форсунками более эффективна, чем стандартные топливные системы прямого типа. Технология также предлагает более эффективное заполнение топливных камер и снижает выбросы углекислого газа.

Неудивительно, что технология DualJet успешно применяется в моделях Suzuki Swift и Celerio. Настолько, что автопроизводитель хочет включить эту технологию в большинство своих будущих моделей.

Этот компактный автомобиль не только доступен по цене, но и является одним из самых надежных в своем сегменте.

Обладая одними из лучших в «супермини» функций безопасности и информационно-развлекательных функций, Swift отвечает всем требованиям.

Эта статья была полезной?

Большой!

Нажмите, чтобы поделиться…

Вы нашли неверную информацию или чего-то не хватило?

Мы будем рады узнать ваше мнение! (PS: читаем ВСЕ отзывы)

Имя (не обязательно)

Электронная почта (не обязательно)

Сообщение

Почему производители используют как порт, так и непосредственный впрыск

За последние полвека или около того в поставках автомобильного топлива произошло несколько существенных сдвигов. Первый сдвиг начался с того, что производители постепенно внедряли электронный впрыск топлива в 1970-х годах. Популярность EFI резко возросла и полностью исключила карбюраторы из серийных автомобилей к 1919 году.90-е. Как и в случае с EFI и карбюратором, второй переход произошел от многоточечного впрыска топлива (MPFI, или просто впрыск через порт) к непосредственному впрыску бензина (GDI или просто DI). Системы прямого впрыска постепенно стали более распространенными в середине 2000-х годов и пережили бум популярности в двадцатые годы.

Однако, вместо постепенного отказа от EFI с распределенным впрыском, мы фактически начинаем наблюдать рост популярности гибридных (не электрических) систем двойного впрыска на всем, от скучных пригородных автомобилей до бензиновых пикапов и мощных автомобилей. — в первую очередь Coyote Gen-3 в Ford Mustang GT 2018 года и двигатель Gen-V LT5, установленный в 2019 году.Корвет ZR1.

В этот момент вы можете спросить себя: «Я», — говорите вы. «Зачем им ставить этот неэффективный старый портовый впрыск на тот же двигатель, на котором установлена ​​современная высокотехнологичная топливная система с непосредственным впрыском?» К счастью, у нас есть такой человек, как Джейсон Фенске из отдела инженерных объяснений, который ответит на этот вопрос и объяснит преимущества установки с двойным впрыском.

Основы обоих типов впрыска

«Топливо должно превратиться из жидкости в газ — оно должно испариться — прежде чем оно сможет воспламениться», — сразу же объясняет Фенске. «Для этого существует немного другая стратегия между портом и непосредственным впрыском». Оба метода инъекции достигают конечной цели испарения, но совершенно по-разному.

«Впрыск через порт работает при гораздо более низком давлении из двух. Он впрыскивается в рабочее колесо в основном при атмосферном давлении, если только двигатель не имеет принудительной индукции», — говорит Фенске о стандартных режимах впрыска топлива под давлением 40–45 фунтов на квадратный дюйм. «У этого воздуха достаточно времени, чтобы смешаться с топливом и испариться, пока смесь проходит через впускной канал вниз в цилиндр на всем такте впуска, а затем на такте сжатия».

С другой стороны, сама природа прямого впрыска заключается в том, что топливо проводит минимальное время вне форсунки, прежде чем воспламеняется. «При прямом впрыске [точное] время [впрыска] может варьироваться. Он может впрыскивать во время такта впуска или во время такта сжатия», — говорит Фенске о различных стратегиях, используемых при разных нагрузках двигателя и условиях оборотов.

«В любом случае у вас будет меньше времени для смешивания топлива, чем при впрыске через порт. В результате в DI используются гораздо более высокие давления впрыска. Это дает более тонкий туман топлива, облегчая его испарение. Вторая причина повышенного давления нагнетания заключается в том, что если вы впрыскиваете в цилиндр на такте сжатия, вам нужно преодолеть серьезное давление».

Система Toyota D4-S является ярким примером того, как двойной впрыск был реализован в больших масштабах. Хотя система немного отличается от других систем, таких как та, что используется в двигателях Gen-3 Coyote, принципы системы одинаковы.

Что круче, чем быть крутым

Когда вы впрыскиваете топливо, независимо от метода впрыска (даже при карбюраторе), происходит охлаждающий эффект, который происходит с топливной смесью. Когда топливо испаряется, это эндотермический процесс. То есть он охлаждает воздух вокруг себя, как это и происходит.

«При впрыске через порт вы охлаждаете этот воздух, прежде чем он попадет в этот цилиндр. Охлаждение этого заряда делает его более плотным, что позволяет подавать больше воздуха в цилиндр [через отверстие того же размера]», — говорит Фенске. «Это особенно заметно в двигателях без наддува. Этот эффект позволяет вводить больше воздуха, использовать больше топлива и, в конечном счете, производить больше энергии».

При прямом впрыске вы теряете охлаждение перед впускным клапаном, но получаете другой, но очень полезный тип охлаждения внутри цилиндра. «Прямой впрыск имеет уникальное преимущество в охлаждении непосредственно внутри самого цилиндра. Пока впускной клапан закрыт, вы охлаждаете заряд по мере его сжатия, что значительно снижает вероятность детонации», — объясняет Фенске. «Уменьшая коэффициенты детонации, вы можете увеличить синхронизацию, увеличить наддув, повысить степень сжатия и, в конечном итоге, увеличить мощность».

Лучшее из обоих миров

Поскольку оба метода предлагают преимущества, кажется, что единственно логичным выходом было бы использовать их оба, верно? «При использовании методов двойного впрыска стратегия будет меняться в зависимости от того, где вы находитесь на карте, оборотов в минуту и ​​нагрузки», — говорит Фенске о том, как две системы используются на одном двигателе.

«У каждого производителя для этого своя стратегия, но в целом вы будете использовать впрыск через порт при более низких нагрузках и более низких оборотах. Тогда в СЧ — опять же, в зависимости от конкретной стратегии производителя — одновременно будут использоваться и порт, и DI. Когда вы попадаете в области с более высокой нагрузкой и более высокими оборотами, где вы действительно хотите предотвратить детонацию, он переключается на чисто непосредственный впрыск».

Fenske дает общий обзор стратегий применения двойного впрыска. Используя сильные стороны каждого метода на карте нагрузки и RPM, вы повышаете общую эффективность без каких-либо жертв. С современной передовой технологией ECU управление такой сложной системой не представляет проблемы.

Фенске отмечает, что, хотя точные точки пересечения и реализации на карте будут различаться в зависимости от стратегии каждого, теории одинаковы. «При низких и средних нагрузках и оборотах вашей целью является получение более качественных топливно-воздушных смесей, что является преимуществом впрыска через порт из-за дополнительного времени, необходимого для его испарения и смешивания. Это обеспечивает более стабильное сгорание и более эффективное сгорание с более равномерным распределением воздуха и топлива».

Фенске продолжает: «В области высоких нагрузок и высоких оборотов вы хотите максимизировать эффект охлаждения внутри самого цилиндра, чтобы максимизировать мощность, а также снизить вероятность детонации, чтобы вы могли предпринять больше шагов для увеличения мощности. ».

Если вы посмотрите видео полностью, Фенске продолжает использовать систему и стратегию Toyota D-4S в качестве примера одного из наиболее сложных методов использования двойного впрыска, который мы даже не будем пытаться объяснить. сами – А) потому что Фенске понимает это гораздо лучше, чем мы, и Б) Никто не объясняет такие вещи, как Фенксе.

На этом изображении с бороскопа показана задняя часть впускного клапана с впрыском через порт после пробега 110 000 миль. Обратите внимание на отчетливое отсутствие чрезмерного нагарообразования благодаря очищающему и охлаждающему эффекту распылителя инжектора.

Нагар

Ранее мы обсуждали образование нагара на впускных клапанах и немного говорили о том, как прямой впрыск влияет на это, поскольку на задней стороне впускного клапана отсутствует распыление топлива, как при впрыске через порт. Фенске объясняет, как картерные газы, которые подаются обратно во впускной тракт вместе с масляным туманом из-за чрезмерного вращения коленчатого вала, системой принудительной вентиляции картера и системой рециркуляции отработавших газов, могут вызвать ужасное накопление углерода на задней части двигателя. впускные клапаны.

Это не осталось незамеченным OEM-производителями, хотя ни один из них не заявил об этом публично. Фенске подтверждает тот факт, что никто не признается в этом, но также поддерживает наши подозрения, что отчасти причина установки с двойным впрыском заключается в восстановлении устойчивости к нагару на впускных клапанах. Фенске указывает, что он нашел исследование SAE 2011 года, которое показывает, что количество отложений, обнаруженных в двигателях с непосредственным впрыском, в десять раз больше, чем в двигателях с впрыском через порт. Таким образом, хотя никто не признает, что в качестве причины для установок с двойным вводом, это, безусловно, является дополнительным преимуществом.