Двигатели GDI — особенности, преимущества и недостатки

8 апреля 2021

Car.ru

Двигатели GDI в последнее время получили широкое распространение в автомобилестроении. Аббревиатура переводится как Gasoline Direct Injection. Такие моторы имеют инжекторную систему подачи топлива. Конструкция одного и того же устройства у разных производителей может обозначаться разными символами.

Фото: Car.ruCar.ru

Компания Mitsubishi дает название GDI, Volkswagen – FSI, Ford – Ecoboost, Toyota – 4D. При такой системе подачи, топливные форсунки вставляются в головку блока цилиндров, а само распыление происходит в каждую камеру сгорания без прохождения впускного коллектора и клапана. Топливо подается в систему под большим давлением, за что отвечает топливный насос.

Видео дня

Фактически, двигатель GDI с прямым впрыском топлива — это симбиоз дизельного и бензинового мотора. От дизельного агрегата GDI получил систему впрыска и топливный насос высокого давления, а от бензинового — тип горючего и свечи зажигания. Первая компания, которая оснастила автомобили такими двигателями — Mitsubishi. В 1995 году миру был представлен Mitsubishi Galant 1.8 GDI.

Преимущества. Главная особенность двигателей GDI с непосредственным впрыском топлива — возможность работы с несколькими видами смесеобразования. Это неоспоримый плюс в автомобилестроении, так как многообразие и большой выбор обеспечивают лучшую эффективность применения топлива. Если система непосредственного впрыска находится в исправном состоянии, можно получить хорошую экономию топлива без снижения мощности. Еще один плюс заключается в том, что в моторах GDI есть увеличенная степень сжатия топливной смеси. Это автоматически избавляет установку от калильного зажигания и детонации, что положительно сказывается на ресурсе. Еще одна положительная сторона — снижение выброса в атмосферу углекислого газа и других вредных элементов. Данное явление достигается при помощи многослойного смесеобразования. Заметим, что система GDI в процессе работы может обеспечивать несколько видов смесеобразования — послойное, гомогенное и стехиометрическое гомогенное.

Недостатки. Основной минус связан с тем, что система впуска и подачи топлива имеет сложную конструкцию. Двигатель с таким вариантом впрыска очень чувствителен к качеству применяемого топлива. В результате самая актуальная проблема у автомобиля с пробегом — закоксовывание форсунок. Это приводит к потере мощности и увеличению расхода топлива. Второй недостаток — сложность обслуживания и высокая стоимость ремонта.

Кроме того, двигатели GDI склонны к образованию нагара во впускном коллекторе и на клапанах при пробеге автомобиля более 100 000 км. Из-за этого автовладельцы вынуждены обращаться в сервис за очисткой. В обслуживании мотор GDI дороже, но рабочие параметры перекрывают все недостатки. Кроме того, на рынке есть средства, которые позволяют продлевать ресурс силового агрегата. Если вы желаете приобрести автомобиль с таким мотором, следует заранее задуматься об обслуживании. Профилактика будет обходиться гораздо дешевле, чем ремонт. В используемом топливе следует применять очищающие и смазывающие присадки. Если применять средства на постоянной основе, можно избежать загрязнения системы.

Итог. Двигатели GDI с прямым впрыском топлива являются гибридом бензинового и дизельного мотора. Они имеют свои преимущества, если правильно подходить к обслуживанию.

Автоэксперт,Mitsubishi Galant,Toyota,Volkswagen,Mitsubishi,Ford,

Двигатель GDI – особенности работы

Статья о двигателях GDI — принцип работы, особенности, отличия от других типов моторов. В конце статьи — интересное видео о силовых агрегатах с прямым впрыском топлива.Статья о двигателях GDI — принцип работы, особенности, отличия от других типов моторов. В конце статьи — интересное видео о силовых агрегатах с прямым впрыском топлива.

Содержание статьи:

• Общие сведения
• Салон
• Основные отличия GDI от обычной системы впрыска
• Особенности ТНВД
• Насколько важно качество топлива
• Видео о современных двигателях с впрыском

Gasoline Direct Injection (GDI) — система прямой подачи топливной смеси в ДВС. В GDI-моторах впрыск осуществляется не во впускной коллектор, как в обычных инжекторных двигателях, а непосредственно в цилиндр. По способу действия двигатели этого типа сочетают в себе принципы бензиновой и дизельной систем.

Общие сведения

Считается, что впервые эту разновидность двигателя использовала компания Mitsubishi, однако это не совсем верно. Первый двигатель такого типа был установлен на гоночный автомобиль Mercedes-Benz W196. Позже Mitsubishi использовали систему электронно-управляемого впрыска, что позволяло двигателю работать (при малых нагрузках) на топливовоздушной смеси с минимальным количеством горючего, то есть обедненной.

Первые автомобили Mitsubishi с моторами GDI начали производиться в 1996 году. С тех пор двигатель претерпел многие изменения и улучшения, так как первоначальный вариант был далек от совершенства.

Что касается аббревиатуры GDI, то она относится к машинам марки Mitsubishi, хотя многие автоконцерны используют ту же систему, но под другим названием. У Toyota это D4, у Mercedes — CGI, у Renault — IDE и т.д.

Особенность двигателя в том, что при малых нагрузках (равномерная езда со скоростью до 120 км/ч) он работает на обедненной топливовоздушной смеси. При повышении нагрузки происходит автоматический переход на классическую систему впрыска. Это делает автомобиль экономичным (до 20% экономии) и экологичным.

Принцип действия

Общий принцип работы ДВС заключается в подаче и смешивании топлива с воздушной массой, так как без последней возгорание невозможно. В бензиновых двигателях для оптимальной работы требуется 14,7 г воздушной смеси на 1 г бензина. Если воздуха оказывается больше нормы, такая топливовоздушная смесь носит название обедненной (бедной), если меньше — богатой.

Обедненная воздушная смесь снижает расход топлива, однако с ее возгоранием часто возникают проблемы. Чрезмерно насыщенная бензином смесь возгорается легко, однако излишки топлива не сгорают и выводятся вместе с переработанными газами, что приводит к бесполезной растрате. Не говоря уже о том, что на свечах и клапанах интенсивно образуется слой нагара.

Система GDI отличается от обычной тем, что впрыск горючего производится не во впускной коллектор, а напрямую в камеру сгорания, как у моторов, работающих на дизтопливе.

Принцип действия двигателя GDI:

1. Бензин подается в камеру сгорания под высоким давлением и потоком закрученной формы, благодаря специальному строению форсунок.
2. Поток на высокой скорости сталкивается с поршнем, после чего часть его как бы закрепляется на теле поршня, а другая часть продолжает движение, создавая трение и приобретая соответствующую форму.
3. После этого поток загибается и уходит от поршня, увеличивая скорость. Некоторые частицы движутся медленно и расходятся в разные стороны, создавая разделение потока.
4. В результате этого в камере сгорания образуется два участка с бензовоздушной смесью. В центре находится участок стехиометрической (обыкновенной) легковоспламеняемой топливной смеси. Вокруг него образовывается участок обедненной смеси.
5. После этого происходит воспламенение (с помощью искры свеч зажигания) участка с высоким содержанием бензина. Затем процесс горения перекидывается на обедненные участки.

Основные отличия GDI от обычной системы впрыска

1. Впрыск производится под давлением от 50 атмосфер (в обычном инжекторном двигателе всего лишь 3 атм). Это дает возможность осуществить мелкодисперсное направленное распыление.
2. Дроссельная заслонка расположена несколько дальше, чем у обычных моторов.
3. Горючее подается напрямую в цилиндр и там происходит образование топливовоздушной смеси. В обычных двигателях горючее подается во впускной коллектор, там же смешивается с воздушной массой.
4. На поршнях имеется сферическое углубление. При помощи этого углубления осуществляется управление образованием вихря и возникшим пламенем. Также выемка дает возможность управлять образованием горючей смеси, регулируя количество воздушной массы и бензина в процессе соединения.
5. Существует возможность образования максимально обедненной горючей смеси в цилиндрах. Оптимальное соотношение воздуха и бензина — 40:1 (в отличие от обычного впрыска с соотношением 14,7:1), однако количество воздуха может колебаться от 37 до 43 к 1.
6. Форсунки, расположенные в ГБЦ, имеют конфигурацию, которая позволяет придать топливному потоку нужную, как бы закрученную, форму. Благодаря этому поток движется по четко заданной траектории.
7. GDI-моторы работают в двух режимах: STICH (обыкновенный, как у других инжекторных системах) и Compression on Lean (работа на максимально обедненной смеси). Переключение между режимами происходит автоматически; при повышении нагрузки автомобиль переходит на работу при обогащенной топливной смеси. При снижении нагрузки переходит обратно в обедненный.
8. Конструкция оснащена насосом высокого давления.

Особенности ТНВД

Топливный насос высокого давления (ТНВД) является ключевым элементом системы непосредственного впрыска. Именно от него зависит качество и работоспособность мотора в целом.

Существует четыре типа ТНВД:

1 поколение. Семиплунжерные топливные насосы

Первые и самые недолговечные. Устанавливались в автомобили марки Mitsubishi с 1996 до 1998 года. Не имеют системы отслеживания давления и чрезвычайно чувствительны к качеству бензина. Ремонту не подлежат и при износе (а это происходит очень быстро) необходима полная замена.

2 поколение. Трехсекционные топливные насосы

Являются модификацией семиплунжерных. Устанавливались с 1998 по 2000 год. Здесь производитель учел прошлые недоработки и уделил внимание их устранению. Имеют регулятор и датчик давления, в случае его резкого падения переводят работу автомобиля в аварийный режим. Это позволяет автомобилю продолжать движение достаточно времени, чтобы добраться до СТО.

Модель стала несколько «лояльнее» к качеству бензина и более долговечной.

3 поколение. Двухсекционный ТНВД

Имеется датчик давления, а регулятор не встроен в систему. Привод работает от распределительного вала.

4 поколение. «Таблетка»

Последняя и самая совершенная модель. Относительно долговечна, менее чувствительна к качеству топлива, отличается компактностью и надежностью. Основной недостаток — самооткручивающиеся крепежные гайки. Их состояние необходимо регулярно проверять, так как их ослабление приводит к нарушению работы системы и деформации пластин, выровнять которые довольно сложно.

Конструкция топливных насосов высокого давления зависит от конкретной модели.

Насколько важно качество топлива

Основная проблема двигателей GDI — чувствительность к малейшим отклонениям в качестве горючего. Первые ТНВД страдали этим недугом особо остро, что приводило к очень быстрому износу и необходимости производить замену. Последующие усовершенствования частично или полностью решили эту проблему и модели 2-4 поколения стали более надежными.

Кроме особенностей самой впрысковой системы, на долговечность двигателя влияет и тщательная система фильтрации. Она имеет 4 стадии:

1. Очистка происходит с помощью фильтра-сеточки в насосе бензобака.
2. Производится очистка обыкновенным фильтром. В зависимости от марки автомобиля, его месторасположения может меняться. Фильтр может устанавливаться в баке либо под днищем.
3. Фильтрация происходит с помощью фильтра-стакана, расположенного в топливопроводе ТНВД.
4. Последний этап очистки происходит в тот момент, когда горючее подается из «топливной рейки» в бак.

Такой основательный процесс фильтрации способен привести в порядок даже не слишком чистый бензин. Но одно дело — некачественное топливо по японским или европейским меркам, и совсем другое — для отечественного бензина. Даже четыре этапа очистки не смогут справиться с присадками и прочими атрибутами кустарного производства от которого так и не удалось избавиться полностью. Некоторый процент от общего количества топлива на территории России непригоден к использованию и по сей день. Проверки заправочных станций регулярно выявляют грубые нарушения. А для GDI это почти наверняка смерть.

Например, мембранный клапан и плунжеры изготовлены с высокой степенью точности, за счет чего и происходит нагнетание топливной смеси под требуемым давлением. Если же бензин окажется с частицами песка или другими примесями, особенно обладающими абразивными свойствами, система подачи подвергнется их воздействию и ее работа утратит точность. Что и приведет сначала к снижению эффективности работы двигателя, а затем и к поломке ТНВД.

В первую очередь, при возникновении проблемы снижается мощность двигателя. Через некоторое время он начинает и вовсе отказывать. Если обратиться в ремонтную мастерскую при первых признаках неисправности, топливный насос еще можно будет спасти. В противном случае его придется полностью заменить, так как сильно поврежденные детали восстанавливать бессмысленно.

Еще одна распространенная проблема GDI — плавающие обороты. Причиной может послужить как воздействие низкосортного горючего, так и естественный износ элементов ТНВД.

При падении давления система автоматически переводит работу в «классический» режим. После этого давление выравнивается и двигатель обратно переводится в режим работы на обедненной смеси, после чего давление снова падает, система опять переводит работу в «классический». И так до бесконечности.

В процессе этих переходов машина и начинает «плавать». При обнаружении подобного отклонения автомобиль следует отправить на диагностику, чтобы найти точную причину неполадки.

Заключение

Двигатели GDI отличаются мощностью и экономичностью, но достоинства почти всегда являются и причиной недостатков. В данном случае это чрезмерная чувствительность к малейшим отклонениям в системе впрыска и качеству топлива. Чтобы продлить срок службы автомобиля, следует регулярно производить замену свечей зажигания (на них быстро образуется нагар), чистить впускной коллектор и форсунки.

Не лишним будет регулярно осматривать инжектор и проверять качество распыления, устраняя малейшие неполадки на стадии их возникновения. И, конечно же, необходимо постоянно контролировать состояние фильтров и менять по мере необходимости.

Видео о современных двигателях с впрыском:

Бензиновый непосредственный впрыск — новые измерения в автомобилестроении

Бензиновый непосредственный впрыск (GDI)

Что такое система gdi?

Бензиновый двигатель с непосредственным впрыском (GDI) — это сложный двигатель, который впрыскивает топливо точно и под очень высоким давлением непосредственно в камеру сгорания. Этот непосредственный впрыск обеспечивает более высокую эффективность использования топлива, более высокую выходную мощность и значительно более низкий уровень выбросов.

ПОЧЕМУ НУЖНА ЧИСТКА СИСТЕМЫ GDI?

Поскольку GDI подает топливо непосредственно в камеру сгорания без использования впускного клапана для очистки системы, со временем в системе может накапливаться нагар из-за топливных примесей и присадок. Накопление углерода может привести к низкой экономии топлива, потере мощности, остановке и даже отказу двигателя. Чтобы избежать этого, регулярное техническое обслуживание, такое как служба подачи топлива GDI, является лучшим способом обеспечения того, чтобы ваш двигатель GDI оставался в отличном рабочем состоянии.

КОГДА СЛЕДУЕТ ВЫПОЛНЯТЬ УСЛУГУ ПО ВВОДУ GDI?

Стандартные услуги по впрыску топлива рекомендуются производителями каждые 50-60 тысяч миль. Однако двигатель GDI отличается от других двигателей с впрыском топлива тем, что работает в более точной среде с высоким давлением. Накопление углерода засоряет топливные форсунки и клапаны, из-за чего клапаны остаются открытыми дольше, что подвергает двигатель воздействию еще большего количества частиц углерода, что может привести к выходу из строя деталей двигателя. Накопление углерода может вызвать или не вызвать индикатор проверки двигателя, но оно, безусловно, помешает двигателю работать хорошо и значительно снизит экономию топлива. Выполнение вводной службы GDI каждые 20 тысяч миль поможет устранить необходимость ручной глубокой очистки компонентов двигателя и замены проржавевших деталей в будущем.

Какие автомобили оснащены двигателями GDI?

Почти 75% всех автомобилей, выпускаемых крупнейшими производителями, производятся с GDI. Некоторые производители включают Audi, BMW, Buick, Chrysler-Jeep Wrangler, Ford, Honda, Hyundai, Infiniti, Kia, Lexus, Mazda, Nissan, Saab, Subaru и Volkswagen.

Вводный сервис GDI

Индукционная служба GDI может не быть указана в руководстве пользователя как требуемая во время сервисных интервалов, но она все же необходима при обслуживании вашего двигателя GDI. В зависимости от частиц и добавок в газе, который вы используете, накопление углерода может происходить быстро. Мы видели, что некоторые системы GDI испытывают серьезные проблемы с производительностью уже после 3000 миль пробега.

Подписи Может потребоваться вводная служба GDI:

Это СРЕДНЕЕ нагарообразование. Мы видели крайние случаи после того, как обслуживание GDI не выполнялось в течение 100 000 миль. Пришлось разобрать двигатель для полной чистки.

ЭКОНОМЬТЕ НА ГАЗОВЫХ УСЛУГАХ

💲

ЭТОТ МЕСЯЦ

〰

ЭКОНОМЬТЕ НА ГАЗОВЫХ УСЛУГАХ💲В ЭТОМ МЕСЯЦЕ〰 ЭКОНОМЬТЕ НА ГАЗОВЫХ УСЛУГАХ 💲 В ЭТОМ МЕСЯЦЕ 〰

Посмотрите наши видеоролики на Youtube о сервисе GDI Induction

Компания New Dimensions Automotive предлагает профессиональный сервис GDI Induction, состоящий из двух частей, с использованием специализированного оборудования и чистящих средств профессионального уровня для агрессивной очистки критически важных компонентов двигателя, таких как камеры сгорания, впускные клапаны.

, порты и топливные форсунки без необходимости демонтажа компонентов двигателя. Индукционная услуга GDI приведет к повышению производительности, повышению эффективности использования топлива и более чистым выбросам. Чистящие средства будут продолжать работать даже после того, как вы уедете!

Чтобы обсудить двигатель GDI вашего автомобиля и техническое обслуживание, позвоните сегодня по телефону (480) 218-0096.

вернуться к услугам

Прямой впрыск Против. Обычный впрыск – почему GDI является заметным улучшением двигателя? – Engineerine

12 января 2023 г. 18 августа 2021 г. Абед Серхан

Двигатели GDI

GDI, также известный как непосредственный впрыск бензина, представляет собой тип впрыска топлива, при котором бензин под высоким давлением впрыскивается прямо в камеру сгорания каждого цилиндра. Для сравнения, традиционный впрыск топлива через порт впрыскивает бензин во впуск под низким давлением.

Как работает прямой впрыск бензина?

Бензиновые двигатели с непосредственным впрыском работают путем подачи бензина под высоким давлением непосредственно в камеру сгорания. Это значительно точнее, чем карбюраторы или предыдущие системы впрыска топлива.

История двигателей GDI

В 1925 году был разработан первый двигатель GDI для использования в двигателях некоторых грузовиков. позже, в 1950-х годах, несколько немецких автомобилей использовали механическую систему GDI Bosch, но эта технология использовалась редко, пока Mitsubishi не разработала электронную систему GDI для серийных автомобилей в 1919 году.96. Около 75% автомобилей, произведенных сегодня восемью основными производителями, имеют установленный GDI.

Преимущества двигателей GDI

BMW GDI, фото Ton1~commonswiki, CC BY-SA 3.0, через Wikimedia Commons , и схема впрыска бензина в цилиндр. Эта точность увеличивает мощность двигателя при уменьшении размера двигателя.

2. Экономичность и мощность

Непосредственный впрыск обеспечивает лучшее сгорание, что снижает расход топлива, экономит деньги и сводит к минимуму воздействие на окружающую среду, а также снижает температуру цилиндров. Более низкие температуры улучшают степень сжатия, обеспечивая большую мощность и экономичность при том же количестве топлива. Некоторые производители заявляют, что двигатели GDI могут развивать крутящий момент на 50% больше, при этом экономия топлива снижается на 15%.

Источник: Netcarshow.com

Недостатки двигателя GDI

На дороге было несколько серьезных препятствий. Отложения на впускных клапанах двигателей GDI были обычным явлением. Мы перечислили основные недостатки GDI:

1. Нагарообразование

Мощность двигателя GDI — палка о двух концах. Хотя вы получаете много преимуществ от GDI, накопление нагара может лишить вас всех преимуществ, связанных с этим типом двигателя. Поскольку двигатели GDI закачивают газ непосредственно в цилиндр, грязь из всасываемого воздуха и сажа от продувки скапливаются на стенках впускного коллектора.

Нагар. фото Стива Палланте/euromotive.ca

В результате накопления углерода поток воздуха в цилиндры уменьшается, и вы теряете крутящий момент и эффективность использования топлива, которые являются преимуществами, для которых GDI был разработан в первую очередь.

2. Большая нагрузка на поршневые кольца

Для работы обычных топливных форсунок обычно требуется давление топлива от 46 до 65 psi . Для сравнения, топливным форсункам GDI потребуется давление не менее 2000 фунтов на квадратный дюйм . Форсунки распыляют под таким высоким давлением, что часть бензина может быть выброшена из камеры сгорания.

Источник: cartreatments.com

Техническое обслуживание двигателей GDI

Если вы являетесь владельцем двигателя GDI (KIA, HYUNDAI, TOYOTA и т. д.), вам следует выполнить следующие действия, чтобы предотвратить возможные серьезные проблемы с двигателем:

• В то время как автомобили с GDI требуют обслуживания каждые пробега от 20 до 40 000 миль , надлежащее техническое обслуживание между ними поможет уменьшить накопление углерода.