Система непосредственного впрыска топлива – устройство, принцип действия

Система непосредственного впрыска топлива является самой современной системой впрыска топлива бензиновых двигателей. Работа системы основана на впрыске топлива непосредственно в камеру сгорания двигателя.

Впервые система непосредственного впрыска была применена на двигателе GDI (Gasoline Direct Injection – непосредственный впрыск бензина), устанавливаемом на автомобили компании Mitsubishi. В настоящее время система непосредственного впрыска используется в двигателях многих автопроизводителей. Передовики Audi (двигатели TFSI) и Volkswagen (двигатели FSI, TSI), которые практически полностью перешли на бензиновые двигатели с непосредственным впрыском.

Двигатели с непосредственным впрыском имеют в своем активе BMW (двигатели N54, N63), Infiniti (двигатели M56), Ford (двигатели EcoBoost), General Motors (двигатели Ecotec), Hyundai (двигатели Theta), Mazda (двигатели Skyactiv), Mercedes-Benz (двигатели CGI).

Применение системы непосредственного впрыска позволяет достичь до 15% экономии топлива, а также сокращения выброса вредных веществ с отработавшими газами.

Устройство системы непосредственного впрыска топлива

Конструкция системы непосредственного впрыска топлива рассмотрена на примере системы, устанавливаемой на двигатели FSI (Fuel Stratified Injection – послойный впрыск топлива). Система непосредственного впрыска составляет контур высокого давления топливной системы двигателя и включает топливный насос высокого давления, регулятор давления топлива, топливную рампу, предохранительный клапан, датчик высокого давления и форсунки впрыска.

Топливный насос высокого давления служит для подачи топлива к топливной рампе и далее к форсункам впрыска под высоким давлениям (3-11 МПА) в соответствии с потребностями двигателя. Основу конструкции насоса составляет один или несколько плунжеров. Насос приводится в действие от распределительного вала впускных клапанов.

Регулятор давления топлива обеспечивает дозированную подачу топлива насосом в соответствии с впрыском форсунки. Регулятор расположен в топливном насосе высокого давления. Топливная рампа служит для распределения топлива по форсункам впрыска и предотвращения пульсации топлива в контуре. Предохранительный клапан защищает элементы системы впрыска от предельных давлений, возникающих при температурном расширении топлива. Клапан устанавливается на топливной рампе.

Датчик высокого давления предназначен для измерения давления в топливной рампе. В соответствии с сигналами датчика блок управления двигателем может изменять давление в топливной рампе. Форсунка впрыска обеспечивает распыление топлива в камере сгорания для образования топливно-воздушной смеси.

Согласованную работу системы обеспечивает электронная система управления двигателем, которая является дальнейшим развитием объединенной системы впрыска и зажигания. Традиционно система управления двигателем объединяет входные датчики, блок управления и исполнительные механизмы.

Помимо датчика высокого давления топлива в интересах системы непосредственного впрыска работают датчик частоты вращения коленчатого вала, датчик положения распределительного вала, датчик положения педали акселератора, расходомер воздуха, датчик температуры охлаждающей жидкости, датчик температуры воздуха на впуске.

В совокупности датчики обеспечивают необходимой информацией блок управления двигателем, на основании которой блок воздействует на исполнительные механизмы — электромагнитные клапаны форсунок, предохранительный и перепускной клапаны.

Принцип действия системы непосредственного впрыска

Система непосредственного впрыска в результате работы обеспечивает несколько видов смесеобразования:

• послойное ;
• стехиометрическое гомогенное ;
• гомогенное.

Многообразие в смесеобразовании определяет высокую эффективность использования топлива (экономия, качество образования смеси, ее полное сгорание, увеличение мощности, уменьшение вредных выбросов) на всех режимах работы двигателя.

Послойное смесеобразование используется при работе двигателя на малых и средних оборотах и нагрузках. Стехиометрическое (другое наименование – легковоспламеняемое) гомогенное (другое наименование – однородное) смесеобразование применяется при высоких оборотах двигателя и больших нагрузках. На бедной гомогенной смеси двигатель работает в промежуточных режимах.

При послойном смесеобразовании дроссельная заслонка почти полностью открыта, впускные заслонки закрыты. Воздух поступает в камеры сгорания с большой скоростью, с образованием воздушного вихря. Впрыск топлива производится в зону свечи зажигания в конце такта сжатия. За непродолжительное время до воспламенения в районе свечи зажигания образуется топливно-воздушная смесь с коэффициентом избытка воздуха от 1,5 до 3. При воспламенении смеси вокруг нее остается достаточно много чистого воздуха, выступающего в роли теплоизолятора.

Гомогенное стехиометрическое смесеобразование происходит при открытых впускных заслонках, дроссельная заслонка при этом открывается в соответствии с положением педали газа. Впрыск топлива производится на такте впуска, что способствует образованию однородной смеси. Коэффициент избытка воздуха составляет 1. Смесь воспламеняется и эффективно сгорает во всем объеме камеры сгорания.

Бедная гомогенная смесь образуется при максимально открытой дроссельной заслонке и закрытыми впускными заслонками. При этом создается интенсивное движение воздуха в цилиндрах. Впрыск топлива производится на такте впуска. Коэффициент избытка воздуха поддерживается системой управления двигателем на уровне 1,5. При необходимости в состав смеси добавляются отработавшие газы из выпускной системы, содержание которых может доходить до 25%.

 

 

Непосредственный впрыск топлива: почему опасно покупать автомобиль с таким мотором — Лайфхак

• Лайфхак
• Эксплуатация

фото electronauto

Все больше современных машин оснащается бензиновыми моторами с непосредственным впрыском топлива. Однако прогрессивная конструкция этого типа двигателей хороша исключительно до того момента, когда с ним начинаются проблемы в процессе эксплуатации. Портал «АвтоВзгляд» рассказывает о не афишируемых автопроизводителями особенностях агрегатов типа GDI.

Максим Строкер

Для начала надо пояснить, что за зверь такой — GDI. Эта аббревиатура встречается в обозначениях не только моторов в руководствах по эксплуатации машин, но и «вылезает» порой на свет божий в виде шильдиков на задней части некоторых из них. Особенно любят выставлять напоказ эту информацию о двигателях азиатские автопроизводители.

Итак, GDI — сокращение от английского словосочетания Gasoline Direct Injection, что в переводе обозначает «непосредственный впрыск топлива». Ключевая особенность такого типа впрыска в том, что его форсунка распыляет бензин прямо в цилиндр. То есть смешивание топлива и воздуха происходит непосредственно в камере сгорания, а не во впускном тракте. Основные плюсы этого решения: экономичность и чуть большая мощность силового агрегата по сравнению с другими типами впрыска. Добиться этого позволяет более сложная конструкция.

Тут применяются специальные вихревые форсунки, умеющие правильно распылять бензин в виде тумана. Для управления ими требуется специальное программное обеспечение. А также необходим второй топливный насос — высокого давления. В общем, система питания бензинового мотора с непосредственным впрыском почти повторяет ту, что применяется для дизельных движков.

фото соцсети

Чем же может обернуться приобретение авто с мотором с непосредственным впрыском? Потенциальные проблемы с ним обусловлены «дизельными» элементами его конструкции. Она приспособлена работать исключительно на высококачественном топливе. В России же можно нарваться на некачественный «левак» даже на бензоколонке, брендированной логотипами и цветами любой крупной сети АЗС.

Избыток примесей (например, повышающих октановое число топлива) крайне негативно действует на форсунки. Они засоряются и перестают правильно распылять горючее, а «убить» их способна пара заправок «до полного бака» горючим с высоким содержанием соединений серы, железа, фосфора и ряда других. Привести форсунки в негодность может и некорректная работа свечей. Неприятность тут в том, что вернуть работоспособность форсункам мотора с непосредственным впрыском бюджетным способом — путем их промывки — не выйдет. Придется раскошелиться на приобретение новых распылителей, что дорого.

Топливный насос высокого давления также чувствителен к некачественному топливу. Загрязнения резко ускоряют износ его компонентов и в конце концов могут вывести из строя. Автомобили с менее продвинутыми двигателями с впрыском топлива во впускной тракт мотора, подобных сюрпризов преподнести в принципе не могут.

Впрочем, сегодня уже созданы и успешно апробированы эффективные средства для борьбы с отмеченными недомоганиями систем GDI.

Фото производителя.

397251

Так, например, немецкая фирма Liqui Moly разработала для чистки узлов непосредственного впрыска бензина продукт Direkt Injection Reiniger. Его фишкой является уникальная композиция компонентов, которые эффективно воздействуют на смолистые отложения на форсунках.

Очищающий эффект этой оригинальной присадки близок к стационарной стендовой процедуре в профессиональном сервис-центре. Достаточно сказать, что препарат способен удалять до 70% вредных отложений за одно применение. Кроме того, немецкая присадка значительно улучшает воспламеняемость бензина. Как следствие, улучшается холодный запуск двигателя, предотвращаются рывки в движении, стабилизируется холостой ход и достигается максимальная топливная экономия.

Средство также защищает дорогостоящие форсунки и узлы топливного насоса от коррозии и износа. Тем самым, очиститель сохраняет их запланированный рабочий ресурс. Как отмечают специалисты по ремонту моторов, присадку Direkt Injection Reiniger рекомендуется добавлять в бензобак каждые 10 000 км пробега. Полное смешивание присадки с топливом происходит непосредственно в процессе движения машины.

• Автомобили
• Тест-драйв

Сталкиваем лбами возрастных представителей премиума

38042

• Автомобили
• Тест-драйв

Сталкиваем лбами возрастных представителей премиума

38042

Подпишитесь на канал «Автовзгляд»:

• Telegram
• Яндекс. Дзен

бензин, двигатель, моторное масло

Бензиновые топливные насосы с непосредственным впрыском

Stanadyne специализируется на разработке и производстве топливных насосов высокого давления с непосредственным впрыском, предоставляя производителям транспортных средств индивидуальные лучшие в своем классе решения для двигателей с однородным и послойным непосредственным впрыском.

Stanadyne понимает, что для создания двигателей следующего поколения требуется нечто большее, чем универсальная топливная система. Наш гибкий подход предлагает оптимальные решения, способные работать с гибким топливом и играющие важную роль в соблюдении строгих стандартов выбросов двигателей и требований к эффективности использования топлива.

В Stanadyne мы работаем с автопроизводителями по всему миру, чтобы решить самые сложные проблемы топливной системы и оправдать растущие ожидания рынка. От легковых автомобилей и автомобилей для отдыха до двигателей самых элитных гоночных серий — наши новаторские стратегии управления спросом, сниженный крутящий момент и запатентованные технологии обеспечивают преимущества в производительности, эффективности и снижении шума.

SP550-350

Встречайте самый маленький в мире бензиновый насос прямого впрыска высокого давления. Специально разработанный для небольших двигателей с непревзойденной гибкостью компоновки для легкой интеграции, запатентованной технологией регулирующего клапана с нулевым воздействием для бесшумной работы и надежной работы для чистых и экономичных двигателей, SP550-350 предлагает лучший в своем классе компонентный подход к системам непосредственного впрыска бензина. .

SP850-300R

Для самых требовательных применений решение Stanadyne с одним насосом SP850-300R доминирует над стратегиями прямого впрыска с двумя насосами, чтобы соответствовать жестким требованиям к производительности самых элитных двигателей гоночных серий. Благодаря выигрышному сочетанию запатентованной технологии Stanadyne и опыту в области точного машиностроения этот насос обеспечивает конкурентное преимущество, завоевавшее чемпионские титулы.

SP1000-350

Представляя сердце бензиновых двигателей завтрашнего дня, сочетая в себе наши последние достижения в технологии QuietTech™, малую массу и беспрецедентную эффективность, двигатель SP1000-350 с рабочим давлением 350 бар рассчитан на будущее. Запатентованная технология Stanadyne предлагает производителям лучший в своем классе подход к удовлетворению более жестких требований по выбросам твердых частиц в приложениях следующего поколения.

SP1250-200

Используя наш опыт в области проектирования насосов прямого впрыска высокого давления и точного проектирования, мы разработали насос SP1250-200, чтобы установить технический стандарт гибкой упаковки, легкой конструкции и бесшумной работы. Наряду с высокой производительностью при 200 бар и непревзойденным временем запуска двигателя SP1250-200 обеспечивает беспрецедентную производительность с эффективной конструкцией, позволяющей экономить топливо.

SP1550-200

SP1550-200 компании Stanadyne обеспечивает наибольшую производительность при давлении 200 бар среди наших насосов прямого впрыска высокого давления. Разработанный для непревзойденной надежности при работе с двигателями большого объема, одиночный насос SP1550-200 реализует стратегии с двумя насосами конкурентов, экономя место, вес и время установки.

Вся правда о бензине с непосредственным впрыском | Как ухаживать за двигателем GDI

Непосредственный впрыск бензина (GDI) был отмечен автопроизводителями как большое достижение. Это новейшая технология подачи топлива, и титаны отрасли рекламируют ее лучшую производительность и лучшую экономию топлива.

Это не просто ажиотаж в индустрии. Двигатели GDI показали впечатляющие результаты.

Одним из примеров успеха GDI является Mazda 3. Когда Consumer Reports протестировал новый двигатель Skyactiv, расход бензина подскочил с 28 миль на галлон до 32 миль на галлон. Cadillac смог добавить к своему CTS 34 лошадиных силы без ущерба для экономии топлива.

Непосредственный впрыск бензина стал популярным и теперь используется в большем количестве автомобилей, чем когда-либо. Автопроизводители убеждены – GDI работает и эффективно.

Однако за эту дополнительную эффективность приходится платить. Давайте исследовать.

Что такое прямой впрыск бензина и как он работает?

Бензиновые двигатели с непосредственным впрыском работают путем впрыска топлива под высоким давлением непосредственно в камеру сгорания. Это намного точнее, чем у старых систем впрыска топлива или карбюраторов.

Непосредственный впрыск обеспечивает более полное сгорание и более низкую температуру внутри цилиндра. Более низкие температуры обеспечивают лучшую степень сжатия, что означает большую эффективность и мощность при том же количестве топлива.

Некоторые производители предполагают, что двигатели GDI могут достигать 50-процентного увеличения крутящего момента на низких оборотах, а также возвращать 15-процентное увеличение экономии топлива.

Все это может звучать слишком хорошо, чтобы быть правдой. И в некотором смысле это так. Хотя повышение эффективности, без сомнения, реально, технология GDI создает совершенно новый набор проблем.

Проблемы с GDI

Главное преимущество технологии непосредственного впрыска бензина, ее точность, является также ее главным недостатком.

Многие люди жаловались в Национальную администрацию безопасности дорожного движения, что их автомобили с двигателем GDI часто засоряют топливную систему и накапливают нагар в двигателе.

Последствия могут быть катастрофическими: некоторые водители испытывают потерю мощности и двигатель глохнет. Любой, кто нуждался в ремонте двигателя, может сказать вам, что это не дешевый ремонт.

Как решить проблемы с GDI

Многие автопроизводители, использовавшие эту технологию, взялись за дело и попытались ее исправить.

BMW и Kia специально выпустили бюллетени по техническому обслуживанию для своих дилерских центров, призывая их рекомендовать марки бензина без этанола и бензина с моющими средствами. Они также рекомендовали владельцам время от времени добавлять в свой автомобиль очиститель топливной системы.

Некоторые другие автопроизводители попытались внести инженерные исправления. Одним из примеров является модификация двигателя, которая позволяет ему распылять небольшое количество топлива на сами клапаны, чтобы действовать как растворитель и поддерживать их в чистоте.

Тем не менее, лучший способ поддерживать чистую и правильную работу двигателя GDI — регулярно проводить техническое обслуживание.

Специальное средство StrutDaddy для ухода за GDI

Хотя технология непосредственного впрыска бензина может быть относительно новой, для нас она уже устарела. Специалисты StrutDaddy, сертифицированные ASE, должны быть в курсе всех последних автомобильных технологий.

По мере того, как все больше и больше автомобилей на базе GDI появлялось в наших магазинах, мы понимали необходимость специализированного ухода. Вот почему мы предлагаем сервис и техническое обслуживание специально для двигателей GDI.