Что такое система впрыска GDI?
Бензиновый двигатель — легко пускается, разгоняется быстро, но любит «покушать». Дизель не столь быстроходен, имеет повышенный уровень шума, зато потребляет меньше топлива. Вот бы совместить их. Такими качествами обладают двигатели GDI с непосредственным впрыском топлива.
Чтобы объяснить принцип работы двигателя GDI с непосредственным впрыском рассмотрим теорию двигателей.
Теория работы двигателя
Чтобы топливо сгорело, нужен воздух. Но надо смешать с топливом столько воздуха, сколько нужно для полного сгорания. Такое количество воздуха называется стехиометрическим. Например, для бензина оптимальный состав топливной смеси выражается соотношением 14,7:1, то есть на 1 грамм бензина нужно 14,7 грамма воздуха. Смесь, в которой воздуха больше, чем нужно — называется бедной, а та, в которой воздуха меньше, чем нужно (то есть больше топлива) — называется богатой.
Слишком бедную смесь не всегда удается поджечь, при работе на богатой смеси несгоревшее топливо бесполезно «вылетает в трубу».
Воздух нужен не только для сгорания. Чем выше давление в цилиндре перед воспламенением смеси, тем больше отдача двигателя. И нам очень выгодно, чтобы больше воздуха попало в цилиндр на такте впуска: тем больше потом будет давление. А вот теперь пора разбираться, почему дизель экономичнее.
Вспомним, как работает ДВС. У бензинового двигателя на такте впуска смесь воздуха и топлива поступает в цилиндр, затем она сжимается и поджигается искрой. У дизеля на такте впуска в цилиндр поступает только воздух, который сжимается поршнем под большим давлением и от этого еще и нагревается. К концу сжатия в цилиндр впрыскивается топливо, которое при высоких давлении и температуре самовоспламеняется. Давление в цилиндре дизеля намного выше, чем в цилиндре бензинового двигателя: для дизеля нормальная степень сжатия — 18, а у бензиновых — едва достигает 12.
А выше давление в цилиндре — выше и эффективность.
А если поднять степень сжатия в бензиновом двигателе? Пробовали. Но выше 12 не получается. Потому что есть такие явления, как детонация и калильное зажигание.
Детонация — очень быстрое сгорание топлива в точках, удаленных от свечи, сопровождается резким местным перегревом и перегрузкой деталей двигателя. Внешний признак детонации — стук. Калильное зажигание — преждевременное (до появления искры) воспламенение смеси от перегретых деталей камеры сгорания.
Длительная работа с детонацией и калильным зажиганием недопустима: мотор быстро выйдет из строя. Детонацию и калильное зажигание провоцируют высокая температура и высокое давление. Во избежание детонации моторы с высокой степенью сжатия «кормят» высокооктановым бензином (АИ-98), но выше степени сжатия 12 его «не хватает».
Если мы хотим сделать бензиновый двигатель экономичным, «эластичным» и при этом более мощным, то мы должны избавить его от детонации и научить «питаться» бедной смесью.
Вот если бы топливо впрыскивалось непосредственно в цилиндр…
Как работает двигатель GDI?
Двигатель GDI напоминает по конструкции и обычный бензиновый, и дизель. В каждом цилиндре присутствует и свеча зажигания, и форсунка, а топливо подается насосом высокого давления под давлением 5 МПа. Форсунка обеспечивает два различных режима впрыскивания топлива.
В работе GDI различаются три возможных режима в зависимости от режима движения. Работа на сверх бедных смесях. Этот режим используется при малых нагрузках: при спокойной городской езде и загородном движении на скоростях до 120 км/ч. В этом случае топливо подается в цилиндр практически как в дизеле — в конце такта сжатия.
В результате наиболее обогащенное топливом облако оказывается непосредственно около свечи зажигания и благополучно воспламеняется, поджигая затем бедную смесь. В результате двигатель устойчиво работает даже при общем соотношении воздуха и топлива в цилиндре 40:1.
Работа на стехиометрической смеси. Этот режим используется при интенсивной городской езде, высокоскоростном загородном движении и обгонах. При стехиометрическом составе смеси с воспламенением никаких проблем не возникает. Впрыск топлива осуществляется в процессе такта впуска. Топливо впрыскивается коническим факелом, распыляется по всему цилиндру и, испаряясь, охлаждает при этом воздух в цилиндре. Благодаря охлаждению снижается вероятность детонации и калильного зажигания.
Еще один режим реализует система управления GDI. Он позволяет повысить момент двигателя в том случае, когда двигаясь на малых оборотах, резко нажимается педаль акселератора. Если двигатель работает на малых оборотах, а в него вдруг подается обогащенная смесь, вероятность детонации возрастает. Поэтому впрыск осуществляется в два этапа.
Небольшое количество топлива впрыскивается в цилиндр на такте впуска и охлаждает воздух в цилиндре. При этом цилиндр заполняется сверх бедной смесью (примерно 60:1), в которой детонационные процессы не происходят.
Затем, в конце такта сжатия, подается струя топлива, которая доводит соотношение воздуха и топлива в цилиндре до «богатого» 12:1. А на детонацию времени не остается.
Что в итоге? Степень сжатия удалось поднять до 12—12,5, двигатель устойчиво работает на очень бедной смеси. По сравнению с «обычным» бензиновым двигателем, GDI расходует на 10% меньше топлива, выдает на 10% больше мощности и выбрасывает на 20% меньше углекислого газа.
Обслуживание системы воздухозабора двигателей GDI
Бензиновые двигатели с прямым впрыском (GDI) подвержены преждевременному накоплению углерода. Владельцы транспортных средств заметят падение производительности, иногда до первой замены масла. BG-STO представляет новую услугу, которая удаляет углерод из всей топливной системы GDI менее чем за час.
Двигатели GDI предполагают производительность мощного автомобиля с экономией топлива. Инжекторы GDI распыляют непосредственно в самую горячую часть камеры сгорания для более полного и точного сгорания.
Добавьте турбонагнетатель для повышения мощности, и у вас есть двигатель, который вырабатывает больше энергии и снижает вредные выбросы… с большей топливной экономичностью, чем традиционные двигатели с впрыском топлива во впускной коллектор.
Без надлежащего технического обслуживания ваш двигатель с непосредственным впрыском бензина (GDI) может привести к снижению производительности, снижению эффективности и увеличению выбросов даже за 5000 км.
В самой горячей части камеры сгорания форсунки постоянно подвергаются разрушающему теплу и экстремальному давлению. Это всего лишь вопрос времени, когда инжекторы засорятся углеродистыми отложениями и пропуском зажигания, в результате чего ваш автомобиль будет работать как лошадь, бегущая на трех ногах.
Без распыления инжектора во впускном трубопроводе, как в двигателях PFI, углерод накапливается быстрее во впускных отверстиях и на задних частях впускных клапанов. Затем поступающий воздух запекает отложения, высыхая, в конечном итоге подавляя подачу воздуха.
В своих лучших проявлениях двигатели GDI — это мощные, удивительно эффективные двигатели. Но чтобы сохранить их в лучшем виде, им требуется высокопроизводительное решение, которое вы найдете на BG-STO при обслуживании системы воздухозабора. BG GDI через каждые 10 000-24 000 км может поддерживать ваш GDI лучше и дольше.
Доказано, что продукты BG продлевают срок службы транспортных средств и работают лучше коэффициентом от 3 до 1 по сравнению с любым другим поставщиком, включая OEM-производителей.
Симптомы:
Преимущества:
Применение продукции BG допускается только в условиях специализированного сервиса, специально обученным персоналом и только в соответствии с методическими рекомендациями BG Products, Inc. В противном случае результат проводимых процедур и дальнейшая работоспособность обслуживаемых агрегатов НЕ ГАРАНТИРУЕТСЯ.
Очиститель воздухозабора и клапанов двигателей GDI BG 260
BG Air Intake & Valve Cleaner удаляет липкие тяжелые отложения как с задних стенок клапанов и впускной системы двигателей с непосредственным впрыском GDI, так и систем с распределенным впрыском (PFI).
Современные двигатели GDI имеют нежелательную проблему.
Капли масла попадают в камеру сгорания под высоким давлением и сгорают время от времени. В лучшем случае это спорадическое сгорание может уменьшить реакцию акселератора. В худшем случае катастрофический ущерб. Это событие называется низкоскоростным предварительным зажиганием (LSPI). LSPI напрямую связан с некоторыми из самых распространенных моющих средств, используемых в моторном масле на протяжении десятилетий. Эти ингредиенты не совместимы с бензиновыми двигателями с прямым впрыском (GDI). Масла для бензиновых двигателей легковых автомобилей пришлось пересмотреть. Производители разработали новые масла с использованием моющих средств, безопасных для LSPI. Благодаря этому они значительно сократили вклад моторных масел в проблему перед воспламенением.
Чтобы помочь определить, какие моторные масла безопасны для LSPI, Американский институт нефти (API) предложил простое название этих масел: API SN Plus.
НОВИНКА BG Advanced Formula MOA ® безопасна и эффективна для двигателей GDI.
GDI Engines Spark Plug Challenges
Начиная с конца 2010-х годов использование бензиновых двигателей с непосредственным впрыском (GDI) в легковых автомобилях неуклонно растет. Эта тенденция делает крайне важным понять, как идентифицировать эти двигатели, а также как рекомендовать для них подходящие свечи зажигания.
Поскольку в двигателях GDI распыление топлива под высоким давлением расположено непосредственно в камере сгорания, их свечи зажигания должны иметь более целенаправленное зажигание по сравнению с двигателем с непрямым впрыском, в котором топливовоздушная смесь впрыскивается в предкамеру перед входом основная камера сгорания. Магазины автозапчастей и сервисные центры могут легко завоевать доверие, предоставив клиентам свечи зажигания, которые могут обеспечить успешное зажигание в двигателе GDI без промывки топливом.
Trend
По данным Управления по энергоэффективности и возобновляемым источникам энергии, в 2018 году двигатели GDI составляли более 50% новых автомобилей в США.
Растущая популярность этих небольших силовых установок обусловлена их способностью обеспечивать эффективную мощность и эффективную экономию топлива.
За счет прямого впрыска топлива под высоким давлением в камеру сгорания двигатели GDI работают иначе, чем старые системы впрыска топлива или карбюраторы. Благодаря этому усовершенствованию клиенты могут полагаться на технических специалистов и доверенных профессиональных советов при выборе правильного технического обслуживания и запасных частей GDI, таких как свечи зажигания.
Challenge
Так как двигатели GDI впрыскивают газ непосредственно в цилиндр, небольшое количество грязи в воздухе и отработанного углерода накапливается на стенках впуска. Это накопление углерода будет ограничивать поток воздуха в цилиндры, вызывая потерю крутящего момента и экономию топлива. Таким образом, основное преимущество технологии GDI — ее точность — становится и ее основным недостатком.
Чтобы поддерживать желаемый уровень эффективности GDI, технический специалист должен использовать детали, способные обеспечить столь же эффективную точность.
Чтобы двигатель GDI работал чисто и эффективно, используйте качественные свечи зажигания Autolite®, разработанные специально для решения проблем, связанных с работой GDI.
Решение
Свечи зажигания Autolite обеспечивают точность и надежность иридиевых свечей зажигания, заменяющих оригинальные запчасти. Iridium Ultra® оснащен центральным электродом из тонкой иридиевой проволоки диаметром 0,5 мм, сваренным лазером, для оптимальной топливной экономичности, ускорения и целенаправленного воспламенения. Iridium XP предлагает проверенную смесь иридия, платины и вольфрама, чтобы точно сфокусировать энергию искры в оптимальной точке воспламенения, чтобы обеспечить высокую мощность, долгий срок службы и исключительную ценность.
Независимое исследование показало, что в течение первых 10 % MFB (массовая доля сгоревшего) или воспламеняемости ядро пламени свечи зажигания Autolite сгорает быстрее, чем другие свечи зажигания. Эта повышенная скорость сжигает больше топлива во время сгорания, а повышенная скорость сгорания означает, что больше топлива преобразуется в толкание поршня вниз.
Все это означает, что свечи зажигания Autolite улучшат экономию топлива и сократят выбросы.
Конечно, тип двигателя имеет ключевое значение для техников или продавцов, когда они рекомендуют клиенту свечи зажигания. Свечи зажигания бывают разных форм, и каждая из них имеет очень специфические свойства и области применения в зависимости от используемого двигателя. Несмотря на то, что качество и репутация играют большую роль при выборе свечей зажигания, лучший выбор — это тот, который обеспечивает проверенные результаты и вызывает постоянное доверие клиентов.
Компания Autolite занимается разработкой свечей зажигания с 1935 года. Мы провели исследования и потратили много времени на повышение производительности, долговечности и воспламеняемости свечей зажигания для отечественных и импортных двигателей. Нашими последними достижениями в области технологий являются свечи зажигания Iridium Ultra и Iridium XP. Узнайте о преимуществах наших иридиевых свечей зажигания на сайте autolite.
com.
Эта статья спонсирована Autolite.
Проблемы с двигателем GDI и способы их предотвращения
Проблемы с двигателем GDI могут быть трудными для владельцев автомобилей
Одной из довольно новых инноваций в автомобильных двигателях внутреннего сгорания является GDI или бензиновый непосредственный впрыск . Каждый производитель от GM до Mercedes имеет номер , использующий GDI в той или иной форме , форму или форму . Таким образом, новые владельцы двигателя с непосредственным впрыском, которые не знакомы с ним, должны знать некоторые распространенные проблемы, которые необходимо искать. В этом посте я собираюсь объясните значение ошибки GDI , некоторые распространенные проблемы с двигателем GDI, на которые следует обратить внимание, и способы предотвращения проблем с топливной системой вашего двигателя.
Связанные – Как правильно обслуживать двигатель GDI для предотвращения образования углерода.
Поскольку многие автовладельцы не проводят надлежащее и своевременное техническое обслуживание своих автомобилей, неудивительно, что проблемы с двигателем GDI настолько распространены. Многие автовладельцы игнорируют топливную систему, когда дело доходит до технического обслуживания, а двигатели GDI не требуют обслуживания. Для обеспечения нормальной работы двигателя GDI требуется постоянный график технического обслуживания и небольшие денежные вложения.
На этой иллюстрации показано, как работает цилиндр двигателя GDI благодаря Afton Chemicals. Щелкните изображение, чтобы получить хорошее сравнение GDI и технологии впрыска топлива через порт.GDI означает новые проблемы с двигателем, которые необходимо диагностировать и предотвращать.
Согласно Википедии, первым серийным автомобилем с двигателем GDI был Mitsubishi Galant 1996 года выпуска на японском рынке. Прошло несколько лет, прежде чем двигатели GDI стали основной технологией.
Сейчас в 2023 году очень вероятно, что двигатель у вас под капотом с непосредственным впрыском . Это при условии, что вы не перешли на полностью электрический автомобиль. Что это значит для владельцев двигателей с непосредственным впрыском?
Также весьма вероятно , что вы не проводите надлежащего обслуживания двигателя GDI . BG Engine Service — это ведущая добавка к топливной системе для двигателей с непосредственным впрыском топлива. На Амазоне он стоит семьдесят долларов за три банки, но может сэкономить вам тысячи на возможном ремонте.0008 по дороге.
Диагностика проблем с двигателем с непосредственным впрыском может отличаться от диагностики традиционного двигателя внутреннего сгорания. Это связано с тем, что есть дополнительные компоненты, такие как задействованный топливный насос высокого давления, и накопление углерода может быть трудно диагностировать .
Требуется специалист с некоторым опытом, который знает, как работают двигатели GDI, чтобы выяснить проблемы, связанные с топливной системой. лучший способ исправить проблемы с двигателем с непосредственным впрыском — это предотвратить их , период .
Ознакомьтесь с этим: Autel PS100, Power Probe и Snap On Multi-probe
Почему двигатели GDI стали популярными?
Рост популярности бензинового двигателя с непосредственным впрыском топлива пришелся на то же время, когда стандарты выбросов для автопроизводителей начали ужесточаться. Это проверенный факт, что двигатели GDI более экономичны. Поэтому они выделяют меньше CO2, чем непрямые или « порт впрыска топлива ” системы.
Учтите это. По данным Green Car Congress, в 2008 модельном году двигатели GDI занимали всего 2,3% рынка. Десять лет спустя эта доля рынка подскочила до ошеломляющих 51% .
Агентство по охране окружающей среды ожидает, что к 2025 году это число составит 93%, , при этом почти все новые подключаемые гибридные двигатели будут иметь непосредственный впрыск.
Президент Обама внес изменения в стандарты CAFE.
Не случайно эти цифры совпадают с периодом правления президента Обамы в Белом доме. В рамках усилий по сокращению расхода топлива и выбросов CO2 администрация Обамы внесла обновления в набор стандартов, известных как «9».0035 КАФЕ » или «Средняя корпоративная экономия топлива».
Двигатели с непосредственным впрыском эффективны, но надежны ли они?
Двигатели GDI обеспечивают лучшую экономию топлива за счет подачи топлива прямо в цилиндр. Это отличается от распыления топлива через впускной коллектор поверх клапанов в системах впрыска топлива во впускные отверстия. Но жертвуется ли надежность ради нескольких дополнительных миль на галлон экономии топлива?
Процесс впрыска топлива непосредственно в цилиндр является причиной наиболее распространенной неисправности двигателя GDI.
Нагар на задней стороне впускных клапанов вызывает серьезные проблемы у владельцев двигателей GDI. Использование баллончика BG 44K Fuel System Cleaner творит чудеса. На обратной стороне банки указано, как использовать очиститель топливной системы BG , так что нет никаких оправданий тому, чтобы не использовать его.
Связанный пост — Snap-On не расскажет вам об этом фонаре
Нагар на впускных клапанах вызывает пропуски зажигания
форсункой через впуск и над впускным клапаном. Распылитель топлива на клапане служит для охлаждения, а также для очистки обратной стороны клапана. 9. Хорошая стратегия по выбросам и экономии топлива. Плохая стратегия для тех плохих впускных клапанов, которые сейчас засыпаны углеродными отложениями, и нет эффективного способа предотвратить это.
Прочитайте мой пост о линейке двигателей GM Ecotec и их плохой конструкции здесь!
Проблема с отложением нагара на впускных клапанах двигателя GDI в какой-то момент заключается в том, что грязный клапан не садится должным образом.
Грязные впускные клапаны затем вызывают пропуски зажигания , которые могут сбить с толку людей, не знакомых с двигателями GDI, и гоняться за своим хвостом, заменяя детали, которые не нужно заменять. Код двигателя , начинающийся с P0300 , вскоре последует за пропуском зажигания, и его необходимо будет исправить, чтобы проверить двигатель с непосредственным впрыском.
Вот хорошее объяснение образования нагара в двигателях GDI.
Можно ли предотвратить образование углерода в двигателях GDI?
Выяснить , как предотвратить образование нагара в двигателе GDI
- Используйте качественное топливо.
Использование топлива премиум-класса — один из наиболее важных и эффективных способов предотвратить накопление углерода в двигателе GDI вашего автомобиля. Причина этого в том, что топливо премиум-класса содержит моющие средства более высокого качества, которые помогают предотвратить накопление углерода в двигателе и на впускных клапанах.
Если вы не можете себе представить, что нужно платить за бензин еще больше, ознакомьтесь с бесплатным приложением Upside, которое дает вам бонус в размере 0,25 цента за галлон при первой заправке, а затем предлагает еженедельные акции со скидкой в центах за галлон на местной заправке. станции. Мне это ничего не стоит и определенно помогает компенсировать расходы, особенно если вы проедете много миль.
Использовать присадку для топливной системы в двигателе GDI не составляет труда. Впускные клапаны — не единственное, на что влияет углерод. Забитые форсунки — очень частая проблема двигателей GDI. Использование очистителя топливной системы, разработанного специально для двигателей с непосредственным впрыском, поможет предотвратить закупорку форсунок углеродом.
- Очистите клапаны на двигателе GDI своими руками.
Существует широко используемый метод очистки клапанов от нагара, называемый пескоструйной обработкой грецкого ореха. VAG (Volkswagen Audi Group), по-видимому, является наиболее известным пользователем метода, подобного пескоструйной очистке. Проблема дробеструйной обработки грецкого ореха в том, что это не легко для кошелька.
Вот почему я собираюсь рассказать вам о методе, которым я успешно очистил клапана на нескольких двигателях GDI. Включая Mazda Skyactiv с худшей сборкой, которую я когда-либо видел.
Я пробовал два разных продукта для этой техники, и оба оказались одинаково эффективными. Одним из них был очиститель впускного клапана CRC GDI, а другим — глубокая очистка Lucas GDI.
Оба продукта служат одной и той же цели и используются аналогичным образом для очистки впускных клапанов, которые были подвержены углеродным отложениям на протяжении, возможно, сотен тысяч миль. Просто следуйте инструкциям на банке. При необходимости вы можете повторить процесс.
- Религиозно меняйте масло в вашем GDI
Другим признаком образования нагара в двигателях GDI является увеличение расхода масла. Тот же самый углерод, повреждающий впускные клапаны, также вызывает заедание поршневых колец, в результате чего двигатель GDI сжигает больше масла, чем обычно. Один из способов предотвратить это — регулярно менять масло и использовать масло, предназначенное для двигателей GDI. Специальное масло для автомобилей с непосредственным впрыском снижает количество паров внутри двигателя, что приводит к образованию нагара.
- Регулярно заменяйте свечи зажигания
Причина, по которой важно регулярно заменять свечи зажигания в двигателе с непосредственным впрыском, состоит в том, чтобы не допустить скопления сырого топлива в камере сгорания.
Для предотвращения образования нагара существуют свечи зажигания, разработанные специально для двигателей с непосредственным впрыском. Я настоятельно рекомендую, чтобы в интересах технического обслуживания любой владелец автомобиля с двигателем GDI использовал эти высокопроизводительные свечи зажигания.
Свечи зажигания NGK Laser Iridium IX настоятельно рекомендуются для двигателей GDI
Одними из наиболее рекомендуемых свечей зажигания для двигателей GDI являются свечи зажигания NGK Laser Iridium. Вы можете получить их дешевле всего на Amazon, просто нажмите на эту ссылку, а затем выберите транспортное средство и двигатель, которые у вас есть.
Выбросы твердых частиц – менее известная распространенная проблема GDI
Хотя двигатели GDI способны обеспечить лучшую экономию топлива и меньший выброс CO2, они сильно борются, когда дело доходит до того, что называется выбросами твердых частиц углерода.
Это связано с процессом воспламенения топлива в камере сгорания. Я не уверен, что президент Обама достиг своей вероятной цели по снижению изменения климата, когда он ввел изменения в стандарты CAFE . Причина, по которой я говорю это, заключается в том, что новые исследования показывают, что выбросы черного углерода становятся одной из самых больших проблем с двигателями GDI.
Известно, что черный углерод вызывает рак и врожденные дефекты.
Черный углерод образуется, когда топливо, впрыскиваемое прямо в камеру сгорания двигателя GDI, не сгорает полностью.
Результат: меньше выбросов CO2, но больше черного углерода. Список неприятных побочных эффектов этих твердых частиц длинный, но вот некоторые из наиболее серьезных.
- Респираторные заболевания
- Рак
- Врожденные дефекты
Это всего лишь известных проблем со здоровьем, связанных с сажей .
Вполне вероятно, что люди в густонаселенных районах будут больше подвержены симптомам загрязнения черным углеродом.
Это не означает, что людям в сельской местности нечего делать. Это связано с тем, что, по мнению большинства экспертов, твердые частицы, такие как черный углерод, также оказывают довольно неприятное влияние на глобальное потепление.
Черный углерод , как следует из названия, черный. Из-за этого он поглощает больше солнечного излучения, когда выбрасывается непосредственно в атмосферу, вызывая согревающий эффект. По сути, это тот же эффект, который дизельный двигатель оказывает на окружающую среду из-за сажи, которой считается черный углерод.
Заключение по проблемам с двигателем GDI
Как видите, в середине 2010-х была спешка с внедрением технологии двигателя GDI из-за того, что администрация Обамы приняла жесткие меры по выбросам CO2.
Возможно, Агентство по охране окружающей среды и другие исследователи не предвидели проблем, которые возникнут с этой довольно иностранной технологией, не запущенной в массовое производство.