GDI — это бензиновый агрегат с непосредственным впрыском топлива. Первыми, кто применил подобную систему у себя, являются японские автомобили Mitsubishi, Toyota и корейские автомобили, унаследовавшие агрегаты от “Митсубиси”. В 1995 году первым автомобилем с топливной системой Gasoline Direct Injection является Mitsubishi Galant, объемом 1.8 литра.
Особенности двигателя
Принцип работы GDI похож на дизельный мотор. Здесь смесеобразование происходит непосредственно в цилиндре. То есть форсунка вкручена прямо в головку блока цилиндров. Из-за некоторых особенностей конструкция поршней и камеры сгорания несколько отличается от тех же бензиновых моторов с классическим впрыском топлива. Здесь поршень имеет направление для факела, который распыляет форсунка, чтобы его направить на свечу. А вот каналы ГБЦ делали прямыми, чтобы добиться завихрения воздуха в цилиндре. Благодаря таким расчетам, топливно-воздушная смесь направляется строго по заданной траектории.
Кстати, GDI особенны тем, что могут работать на обедненной смеси, что невозможно для обычного впрыскового мотора. Необходимый состав топливно-воздушной смеси концентрируется прямо вокруг свечи зажигания, в то время как по краям цилиндра смесь остается бедной.
Вторая особенность — наличие топливного насоса высокого давления. Первый насос низкого давления установлен в баке, а второй стоит на двигателе, и работает от привода распредвала. Давление впрыска, при этом, составляет порядка 50 бар, вместо привычных 3.
Так как силовые агрегаты GDI имеют множество вариаций, они различаются на две категории:
- версия для внутреннего японского рынка;
- для европейского рынка.
Отличие состоит в конструкции двигателя и топливной системы. Японские вариации имеют два режима впрыска:
Ultra lean combustion mode. Смысл заключается в работе двигателя на суперобедненной смеси, в соотношении до 37:1 до 43:1. Такое смесеобразование поддерживается на программном уровне ЭБУ, когда скорость движения составляет 100-120 км/ч. Добиться подобного результата можно только при плавном разгоне. В данном режиме двигатель вырабатывает максимальный крутящий момент на бедной смеси. Топливо подается тогда, когда поршень едва подходит в ВМТ в такте сжатия. Расход топлива, соответственно, максимально низкий.
Superior output mode. Здесь преобладает большое количество топлива относительно воздуха. Научным языком: здесь количество окислителя столько, сколько требуется для максимального сгорания топлива. Окислитель, естественно, это воздух. Подобный режим включается при сильных нагрузках, когда двигатель тянет за собой груз, буксует, либо набирает быстро скорость.
Отличает японский мотор от европейского то, что у второго есть дополнительный режим two-stage mixing. Он помогает быстрее набрать скорость при резком нажатии на педаль акселератора. Впрыск топлива за 4 такта осуществляется 2 раза.
В такте впуска подается первая порция топлива, соотношение смеси в которой 60:1. Она не предназначена для воспламенения, а наоборот для эффективного и мгновенного охлаждения цилиндра, а значит в нужный момент можно подать максимально больше воздуха и топлива. В общем, улучшается наполнение цилиндров. В такте сжатия происходит вторая подача топлива в соотношении 12:1.
Что это значит? Европейские моторы считаются более эластичными, так как система питания здесь максимально гибкая под каждый уровень нагрузки двигателя. Подобный режим работает в городе, когда скорость движения варьируется от 30 до 60 км/ч, и в данном диапазоне двигатель работает на максимальном крутящем моменте.
Почему эти двигатели лучше обходить стороной?
Глобальная проблема, усложняющая эксплуатацию двигателя в СНГ — это качество нашего топлива с высоким содержанием серы. Свечи зажигания очень быстро коптятся и требуют замены. Топливная аппаратура настолько нежная, что даже небольшое содержание воды в бензине и каких-либо примесей негативно сказываются на топливной аппаратуре, значительно снижая их ресурс. Нагар во впускном коллекторе и сажа на впускных клапанах — обычное дело для моторов с непосредственным впрыском. Здесь подобная проблема значительно влияет на смесеобразование, естественно в худшую сторону. Мощность теряется, а двигатель работает с перебоями.
Что получается:
- Свечи меняются раз в 10 000 км, причем не на самые дешевые.
- Форсунки чистятся раз в год.
- Нужно снимать коллектор и дроссель для тщательной мойки.
- Раз в 100 000 км придется снимать голову и снимать сажу с клапанов.
Эксплуатировать автомобили с таким мотором нужно только в том случае, если автомобиль новый. Первые 100 000 км двигатель, возможно, не преподнесет неприятных моментов, но после пойдут бесконечные многотысячные вливания финансов. Это касается старых автомобилей Mitsubishi Galant, которые постоянно капризничают из-за топливной аппаратуры, а также несвоевременного ремонта, сокращающего ресурс двигателя.