Бензиновый с непосредственным впрыском: Система непосредственного впрыска топлива GDI: принцип работы

Содержание

Система питания с непосредственным впрыском топлива.

Системы питания инжекторных двигателей

Система непосредственного впрыска инжекторных двигателей аналогична по конструкции системе питания дизельных двигателей Common Rail, предложенной в конце 60-х годов прошлого столетия швейцарским инженером Робертом Хубером, и завоевавшей в настоящее время широкую популярность, активно вытесняя классическую систему питания дизелей благодаря существенным достоинствам.

Слабым местом всех систем непосредственного впрыска топлива в цилиндры двигателя является низкая эффективность смесеобразования – для того, чтобы топливо достаточно быстро сгорало, необходимо его тщательно перемешать с воздухом. По понятным причинам, системы с внешним смесеобразованием в этом плане имеют существенное преимущество, поскольку топливо и воздух перемешиваются еще до подачи в цилиндры двигателя и горение протекает интенсивнее.

Поэтому конструкторам, разрабатывающим дизельные двигатели и бензиновые двигатели с непосредственным впрыском топлива, приходится решать достаточно сложную задачу – как в сотые доли секунды получить внутри цилиндра равномерно распределенную по камере сгорания топливовоздушную смесь требуемого состава и качества.

Одним из путей решения проблемы является повышение давления топлива, впрыскиваемого форсункой в цилиндр двигателя. Топливо, вырывающееся под большим давлением из сопла распылителя форсунки, распыляется более интенсивно, широким фронтом, распространяясь при этом по камере сгорания и активно смешиваясь с воздухом.
Второй путь интенсификации смесеобразования, над которым работают конструкторы – создание формы камеры сгорания и головки поршня, способствующей завихрению воздуха при сжатии, что тоже способствует перемешиванию бензина и воздуха в цилиндре.

Для инжекторных двигателей с системой питания, использующей непосредственный впрыск, повышение давления впрыска достигается применением топливного насоса высокого давления, необходимость в котором для систем центрального и распределенного впрыска отсутствует.

Конечно же, топливная аппаратура высокого давления ложится определенным бременем на стоимости всей системы питания, что является одним из недостатков системы непосредственного впрыска, тем не менее, достоинства такой системы тоже очевидны.

Двигатель, использующий непосредственный впрыск бензина, экономичнее и экологичнее аналогичных двигателей с внешним впрыском, кроме того, он меньше склонен к детонационным явлениям во время работы.

Итак, для того чтобы обеспечить качественное смесеобразование внутри цилиндра, необходимо повысить давление впрыска. Поэтому в системе непосредственного впрыска топлива насос низкого давления подает топливо через фильтр к насосу высокого давления, который создает в аккумуляторе (накопитель, где топливо находится под высоким давлением) давление

5…13 МПа.
При превышении давления специальный регулятор перепустит избыточное топливо на вход насоса высокого давления. Значение давления в аккумуляторе (накопителе) регистрируется датчиком давления и подается на электронный блок управления (ЭБУ). Топливо из аккумулятора подается к электромагнитным форсункам, которые включаются по команде от микропроцессора.

Благодаря впрыску топлива сразу после подачи искры в цилиндре обеспечивается воспламенение топливовоздушной смеси нормального состава, который поддерживает ЭБУ. При этом в удаленных от электродов зонах состав горючей смеси остается обедненным и даже бедным (в самых крайних зонах). Таким образом, при непосредственном впрыске образуется неравномерный состав топливовоздушной смеси по всему объему камеры сгорания.

Из возникшего у электродов свечи зажигания очага горения фронт пламени распространяется в периферийные зоны, где воспламеняет бедные составы смеси с коэффициентом избытка воздуха α≥2.
В результате существенно повышается топливная экономичность двигателя и снижается вероятность возникновения детонации.

По сравнению с системой распределенного впрыска система непосредственного впрыска обладает следующими недостатками:

более высокая стоимость из-за наличия аппаратуры высокого давления;
сложные температурные условия работы форсунки, распылитель которой расположен в камере сгорания;
сложная форма камеры сгорания, необходимая для лучшего перемешивания воздуха и бензина;
повышенные требования к бензину (ограничение содержания серы) и качеству его очистки.

Кроме того, использование насосов высокого давления или насос-форсунок традиционных конструкций осложняется отсутствием у бензина смазывающих свойств.

Тем не менее, благодаря описанным выше преимуществам, в первую очередь – высокой экономичности, система непосредственного впрыска все шире применяется производителями автомобилей и завоевывает популярность у автомобилистов. Можно предположить, что с развитием и совершенствованием технологий изготовления точных деталей системы с непосредственным впрыском займут лидирующие позиции в конструкциях бензиновых автомобильных двигателей.

***

Механическая система впрыска K-Jetronic

Главная страница

Страничка абитуриента

Дистанционное образование

Группа ТО-81
Группа М-81
Группа ТО-71

Специальности

Ветеринария
Механизация сельского хозяйства

Коммерция
Техническое обслуживание и ремонт автотранспорта

Учебные дисциплины

Инженерная графика
МДК. 01.01. «Устройство автомобилей»
Карта раздела
Общее устройство автомобиля
Автомобильный двигатель
Трансмиссия автомобиля
Рулевое управление
Тормозная система
Подвеска
Колеса
Кузов
Электрооборудование автомобиля
Основы теории автомобиля
Основы технической диагностики
Основы гидравлики и теплотехники
Метрология и стандартизация
Сельскохозяйственные машины

Основы агрономии
Перевозка опасных грузов
Материаловедение
Менеджмент
Техническая механика
Советы дипломнику

Олимпиады и тесты

«Инженерная графика»
«Техническая механика»
«Двигатель и его системы»
«Шасси автомобиля»
«Электрооборудование автомобиля»

Что такое непосредственный впрыск? | KolesaNews.

Непосредственный впрыск топлива в цилиндры — это новая технология, позволяющая бензиновым двигателям сжигать топливо более эффективно, увеличивая мощность, уменьшая вредность выбросов в атмосферу и увеличивая экономичность двигателя.

Как непосредственный впрыск работает:
Бензиновые двигатели работают на смеси топлива с воздухом, которая засасывается в цилиндр, сжимается поршнем и воспламеняется электрической свечой; в результате продукты горения давят на поршень, заставляя его двигаться вниз, производя работу. Традиционная (не прямая) система образования топливно-воздушной смеси в камере вне цилиндра, называется- коллекторная. В непосредственной системе, воздух и бензин смешиваются непосредственно в цилиндре, путем подачи бензина через специальную форсунку.

Преимущества непосредственного впрыска:
Объединяясь с ультрасовременными компьютерами, непосредственный впрыск позволяет более точно подавать топливо. Расположение инжекторов также позволяет наиболее оптимально распылять топливо, как туман, без образования капель. Результат- более полное сгорание, другими словами, больше бензина сгорит, что переводится, как , больше мощности и меньше загрязнения с каждой капли бензина.

Недостатки непосредственного впрыска:
Основные недостатки- сложность и стоимость. Эти системы дороги в производстве потому, что их компоненты должны быть более крепкими- они имеют дело с топливом при давлении значительно большем, чем при обычном способе смесеобразования. К тому же форсунки сами должны быть способными выдержать температуру и давление в цилиндрах двигателя.

Насколько мощнее и эффективнее непосредственный впрыск:
Компания Кадиллак продает модель CTS с двумя версиями смесеобразования на их V6- 3,6 литра. Предкамерное смесеобразование дает 263 л.с., в то время как непосредственный впрыск уже 306 л.с. Несмотря на дополнительную мощность, экономия топлива составляет 1 миля/галлон в городе, хотя равно на трассе. Другое преимущество: Кадиллак с непосредственным впрыском работает на 92 бензине, в то время как Infiniti и Lexus, которые используют 300 л. с. V6 с предкамерным смесеобразованием, требуют 95 бензин.

Возвращение интереса к непосредственному впрыску:
Эта технология существует с середины 20 века; однако только некоторые автопроизводители адоптировали ее для массового производства автомобилей. Электронно-контролируемый предкамерный впрыск делал замечательно свою работу и предлагал огромные преимущества перед карбюраторными автомобилями, которые доминировали на рынке до 80-х годов прошлого столетия. Однако, недавние установление космических цен на топливо и строжайшая топливная экономия и контроль вредных выбросов в атмосферу, толкнуло многих автопроизводителей развивать систему непосредственного впрыска. Это легко увидеть вокруг нас, на многих машинах пишут NeoDi, GDI, D4, Common Rail и т.д.

Дизели и непосредственный впрыск:
Виртуально можно сказать, что все дизели используют эту систему. Однако, потому что дизели используют другие процессы для воспламенения топлива (в отличии от бензинового двигателя, топливо в дизельном двигателе воспламеняется от давления и температуры), их система впрыска отличается по конструкции и способу управления от бензинового непосредственного впрыска. Благодаря новым технологиям, компания Mazda сняла стереотип, как самых грязных двигателей, с дизелей. Вполне возможно, что они вскоре вновь займут полноправное место на улицах Токио.

Вы можете оставить комментарий, или отправить trackback с Вашего собственного сайта.

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

Что такое бензин с непосредственным впрыском

Дом, Библиотека по ремонту автомобилей, автозапчасти, аксессуары, инструменты
, руководства и книги, автомобильный БЛОГ, ссылки, указательhttps:// Ларри Карли, авторское право AA1Car.com

Система непосредственного впрыска бензина (GDI) — это система впрыска топлива, которая впрыскивает бензин непосредственно в камеру сгорания. Как и в двигателях, оснащенных системами распределенного впрыска топлива (MFI), для каждого цилиндра двигателя предусмотрена отдельная топливная форсунка.

Но вместо того, чтобы устанавливать форсунки во впускном коллекторе, чтобы форсунки впрыскивали топливо во впускные отверстия в головке цилиндров, форсунки GDI устанавливаются в головке цилиндров и впрыскивают топливо непосредственно в камеру сгорания, а не во впускное отверстие.

Топливо полностью обходит впускные клапаны и поступает в цилиндр в виде тумана под высоким давлением. Топливо может впрыскиваться в любой момент такта впуска, или, если двигатель работает в режиме сверхобедненной смеси с низкой нагрузкой, топливо может не впрыскиваться до определенного момента такта сжатия. Затем топливно-воздушная смесь сжимается и воспламеняется от искры, когда поршень приближается к верхней мертвой точке. Взрыв воздушно-топливной смеси создает тепло и давление, которые толкают поршень вниз во время рабочего такта. Затем сгоревшие выхлопные газы выталкиваются из цилиндра во время такта выпуска.

Впрыск топлива под высоким давлением

Прямой впрыск требует чрезвычайно высокого рабочего давления (до 2200 фунтов на квадратный дюйм) по сравнению с обычными системами многоточечного впрыска топлива, которые обычно требуют только от 40 до 60 фунтов на квадратный дюйм. Прямой впрыск требует большего давления подачи для преодоления давления сжатия внутри цилиндра и подачи большего объема топлива за более короткий период времени. Более высокое давление впрыска также помогает распылять топливо на мелкие капли, чтобы оно лучше смешивалось с воздухом для более полного сгорания.

Топливная рампа прямого впрыска бензина для двигателя V6.

При обычном впрыске топлива MFI топливо распыляется во впускное отверстие, которое находится под вакуумом. Затем топливный туман втягивается в камеру сгорания вместе с поступающим воздухом, смешивается во время такта сжатия и воспламеняется от свечи зажигания. В GDI через впускные клапаны проходит только воздух, потому что топливо впрыскивается непосредственно в камеру сгорания во время такта сжатия.

Некоторые двигатели с непосредственным впрыском бензина не имеют обычной дроссельной заслонки, поскольку дроссельная заслонка не используется для управления частотой вращения и мощностью двигателя. Компьютер двигателя делает это, изменяя время и количество топлива, впрыскиваемого в каждый цилиндр. Отсутствие дроссельной заслонки означает, что нет ограничений для поступающего воздуха и практически нет вакуума во впускном коллекторе. Это снижает нормальные насосные потери, вызванные дроссельными пластинами и разрежением на впуске, для повышения эффективности двигателя.

Режимы работы

Прямой впрыск бензина

также обеспечивает большую гибкость в управлении топливно-воздушной смесью. Обычно топливо впрыскивается в какой-то момент во время такта впуска и/или такта сжатия. Время и продолжительность импульсов впрыска будут зависеть от режима работы. Иногда гомогенная топливно-воздушная смесь, равномерно распределенная в цилиндре, работает лучше всего, в то время как в других случаях смесь с послойным зарядом может сэкономить топливо и снизить выбросы. Послойный заряд достигается за счет впрыска очень обедненной смеси A/F во время такта впуска или в начале такта сжатия. Очень бедная смесь может быть слишком бедной, чтобы надежно воспламениться сама по себе, поэтому второй впрыск гораздо более богатой смеси A/F происходит непосредственно перед воспламенением свечи зажигания. Область богатой смеси A/F непосредственно вокруг свечи зажигания легко воспламеняется и способствует сжиганию обедненной смеси в остальной части цилиндра и камере сгорания. Этот «трюк» позволяет двигателю работать с меньшей нагрузкой, чем обычно, при небольшой нагрузке, экономя газ и сокращая выбросы.

Поскольку поршень поднимается во время такта сжатия, топливо может впрыскиваться в цилиндр в любой момент до зажигания. Время впрыска (или нескольких впрысков) будет зависеть от частоты вращения двигателя, нагрузки и других условий. а также то, как запрограммирована сама система GDI. В некоторых ситуациях (например, при легком крейсерском режиме) топливо может не впрыскиваться до тех пор, пока поршень почти не достигнет верхней мертвой точки на такте сжатия. В некоторых приложениях дополнительные импульсы впрыска могут даже возникать после воспламенения исходной смеси, чтобы поддерживать горение пламени во время рабочего такта.

В этой таблице перечислены основные различия между GDI и портом EFI.

Преимущества прямого впрыска бензина

Впрыскивание топлива непосредственно в камеру сгорания по мере увеличения степени сжатия, а также во время и после первоначального сгорания позволяет двигателю больше мощности при меньшем расходе топлива. Двигатели с GDI могут работать на очень бедных топливных смесях (до 40:1) при малой нагрузке и в крейсерских условиях. Конечным результатом обычно является снижение расхода топлива на 15-20 процентов по сравнению с многоточечным впрыском топлива.

Возможность тщательно контролировать состав топливной смеси и обеспечивать двигатель именно тем, что ему нужно в нужный момент, также означает, что двигатели GDI могут справляться с более высокими коэффициентами статического сжатия. Buick 3,6 л V6 имеет степень сжатия 11,3:1, что помогает улучшить эффективность сгорания и власть. Двигатели Mazda Skyactiv-G 2,0 л и 2,5 л имеют степень сжатия 14:1, что обеспечивает еще более высокую эффективность. Двигатели GDI обычно производят больше лошадиных сил, чем двигатели с многоточечной системой впрыска.

Бензин Проблемы с непосредственным впрыском топлива

Ни одна новая технология не обходится без проблем, и непосредственный впрыск бензина не является исключением. Поскольку топливо впрыскивается непосредственно в камеру сгорания, а не во впускное отверстие, топливо практически не оказывает «очищающего эффекта», предотвращая накопление углерода и сажи на впускных клапанах. По мере увеличения пробега на впускных клапанах накапливается слой нагара. Поскольку отложения накапливаются на поверхности клапана, они могут препятствовать уплотнению впускных клапанов, вызывая утечку компрессии, пропуски зажигания в двигателе и потерю мощности. Тяжелые скопления углерода на впускных клапанах также могут ограничивать поток воздуха, снижать мощность при более высоких оборотах двигателя и вызывать снижение расхода топлива и производительности. Нагар на впускных клапанах также может отслаиваться и проходить через камеру сгорания в выхлоп. Если двигатель оснащен турбокомпрессором, есть вероятность, что углерод может повредить ребра турбины в турбокомпрессоре. Для получения дополнительной информации см. Отложения на впускных клапанах бензиновых двигателей с непосредственным впрыском.

Проблема накопления сажи усугубляется в двигателях с непосредственным впрыском топлива, которые используются в основном для коротких поездок. Впускные клапаны никогда не нагреваются настолько, чтобы сжечь отложения. И если уплотнения направляющих клапанов позволяют слишком большому количеству масла стекать по штокам клапанов, накопление нагара происходит еще быстрее.

Исправление грязных впускных клапанов заключается в очистке клапанов с помощью какого-либо химического очистителя, распыленного на корпус дроссельной заслонки, впускной коллектор или непосредственно на впускные каналы. Другим вариантом ремонта в некоторых случаях является снятие впускного коллектора и распыление растворителя непосредственно во впускные отверстия в головке блока цилиндров или пескоструйная очистка задней стороны впускных клапанов мягким средством, таким как скорлупа грецких орехов, пищевая сода или пластиковые шарики. При очень сильных отложениях углерода может потребоваться снять головку блока цилиндров для очистки клапанов.

Еще одна проблема с непосредственным впрыском бензина заключается в том, что, как и в случае с дизельным впрыском, у топлива меньше времени для смешивания с поступающим воздухом, прежде чем оно воспламенится. Эффект расслоения заряда, создаваемый непосредственным впрыском, также позволяет получать более богатые смеси вблизи свечи зажигания и форсунки и более бедные смеси дальше от свечи зажигания и форсунки. В результате в процессе сгорания могут образовываться более крупные частицы сажи, аналогичные необработанным дизельным выхлопам. Размер и количество частиц варьируется в зависимости от летучести топлива и других условий эксплуатации.

Текущие нормы выбросов твердых частиц в США допускают выброс твердых частиц в количестве до 10 мг на милю. Но если будущие нормы выбросов твердых частиц потребуют более низких уровней, может потребоваться некоторый тип последующей обработки выхлопных газов, аналогичный тому, который сейчас используется на экологически чистых дизельных двигателях. Дизельные двигатели оснащены сажевыми уловителями и системами впрыска мочевины для доочистки.

Бензиновые системы прямого впрыска

Бензин с непосредственным впрыском используется на различных двигателях последних моделей: Audi, BMW, GM, Ford, Hyundai, Kia, Lexus, Mazda, MINI, Nissan, Porsche, VW и других. Некоторые недавние отечественные применения включают двигатели Ford Ecoboost (которые также с турбонаддувом) в Focus & Edge 2010 года и Explorer 2011 года, а также двигатель DI 3,6 л V6 в Buick LaCrosse и Enclave 2010 года, Cadillac STS и CTS 2010 года, Camaro V6 2010 года, 2010 год. Chevy HHR SS, Chevy Traverse 2010 и GMC Acadia. Corvette LT1 2014 года также имеет непосредственный впрыск.

К 2016 году почти половина всех новых автомобилей, продаваемых в США, будут оснащаться бензиновыми двигателями с непосредственным впрыском топлива. https://

Выше показан разрез камеры сгорания внутри двигателя Buick 3,6 л V6 с непосредственным впрыском.