gdi двигатель что это такое

GDI двигатели: плюсы и минусы двигателей GDI, что это такое

Gasoline Direct Injection, или же более распространенная аббревиатура GDI, скрывает под собой инжекторную систему подачи топлива для бензиновых двигателей с непосредственным (прямым) впрыском топлива. Конструкция устройств у разных производителей идет под разными аббревиатурами. Mitsubishi (а также KIA и Hyndai) дали название GDI, Volkswagen – FSI, Ford – Ecoboost, Toyota – 4D, Mercedes, BMW и некоторые другие скрывают понятие «непосредственный впрыск» в индексе двигателя. При таких системах подачи топливные форсунки вставлены в головку блока цилиндров, и распыление происходит сразу в каждую камеру сгорания, минуя впускной коллектор и впускные клапана. Топливо подается под большим давлением в цилиндр, чему способствует топливный насос высокого давления (ТНВД).

Отличия и особенности работы двигателей GDI прямого впрыска топлива

По факту мы имеем некий симбиоз дизельного и бензинового двигателей в одном. От дизеля GDI унаследовал систему впрыска и ТНВД, от бензина – сам тип топлива и свечи зажигания. Родоначальником моторов GDI стала компания Mitsubishi, когда в 1995 году был представлен Mitsubishi Galant 1.8 GDI. Сегодняшний двигатель с непосредственным впрыском. Это сложная система механизмов и электронных блоков по характеру и звукам в работе, напоминающим дизель.

Двигатель с непосредственным впрыском топлива явился миру гораздо раньше. В 1950-х годах такие моторы использовал Daimler-Benz на своих гоночных машинах, позже в гражданских, а в авиации они присутствовали еще в начале 1940-х годов.

Различия (разновидности) двигателей GDI. Марки автомобилей, где используется GDI

Предпосылки создания и массового перехода большинства ведущих автопроизводителей на системы впрыска, аналогичных GDI, были достаточно предсказуемы. Экологические нормы, требующие усовершенствования систем выхлопа отработанных газов, а также глобальная задача по созданию экономичных двигателей.

В двигателях GDI реализованы несколько типов смесеобразования топливовоздушной смеси. Это позволило выполнить задачи по экономии топлива, более полному сгоранию смеси и дополнительно увеличить мощность. В совокупности такой двигатель получился благодаря доработанной системе прямого впрыска, где немалую роль играет электронная начинка. Блок управления через датчики, раскиданные по системе, оперативно реагирует на малейшие изменения поведения автомобиля и подстраивает работу топливной системы под необходимые требования водителя.

Преимущества (плюсы) двигателей GDI

Система GDI в результате работы обеспечивает несколько видов смесеобразования:

Такое многообразие делает работу двигателя экономичной, обеспечивает лучшее качество образования смеси, ее полное сгорание, увеличение мощности, уменьшение вредных выбросов.

Недостатки (минусы) двигателей GDI

Описание двигателей GDI было бы не полным без упоминания отрицательных моментов ах эксплуатации.

В обслуживании двигатель GDI дороже, но рабочие характеристики перекрывают этот минус. Тем более, есть средства, помогающие повысить ресурс капризных деталей и узлов.

Профилактика неисправностей моторов GDI

Профилактика – простое решение для владельца автомобиля с системой непосредственного впрыска двигателя GDI или аналогичными системами. Как мы уже писали выше, качество топлива будет играть основную роль. Понятно, что без лабораторных исследований судить о качестве этой составляющей невозможно, поэтому в качестве профилактических мер и защиты топливной системы от возникающих проблем могут помочь топливные присадки.

Компания Liqui Moly – один из мировых лидеров в производстве автохимии рекомендует для поддержания необходимого уровня смазывающих и очищающих присадок в используемом топливе применять Langzeit Injection Reiniger, артикул 7568. Постоянное применение присадки значительно снизит риск возникновения поломок связанных с топливом. Пакеты присадок, поднимающие смазывающие свойства топлива, надежно защитят топливную аппаратуру от скорого износа.

Для лечения и профилактики загрязнений форсунок также есть надежное средство, артикул 7554 очиститель систем непосредственного впрыска топлива Direkt Injection Reiniger. Заменяет стендовую очистку форсунок, работает по нагару, смолам. Немаловажный момент, что топливные присадки Liqui Moly начинают работать в системе при повышении температуры, то есть именно там, где чаще всего нужна очистка, а в баке происходит только смешивание с топливом.

Стоит ли покупать автомобили с двигателями GDI

При должном подходе и своевременном обслуживании владелец автомобиля с системой GDI получает комфортный в управлении автомобиль с высокой тягой, мощностью и хорошей экономией топлива. И как показывают продажи таких автомобилей, на дорогах встречаться они будут чаще.

Двигатели GDI были одними из первопроходцев систем непосредственного впрыска топлива. Обладая очевидными преимуществами, такие моторы требуют специального профилактического ухода. В первую очередь, это уход за форсунками. Наиболее простым способом является использование присадок в топливную систему. Производя профилактический уход за топливной системой автомобилей с двигателями GDI, автовладелец может продлить его ресурс и наслаждаться повышенной мощностью и динамикой.

Автопроизводители не стоят на месте, развитие и усовершенствование двигателей с системами непосредственного впрыска продолжается. Уже представлены автомобили с моторами T-GDI, но это уже другой рассказ.

Что такое двигатель GDI

Продолжаю тему про Hyundai часть — 1 и часть — 2 в данной записи речь пойдёт о двигателе GDI.
Я приобрел себе автомобиль двигателем GDI (M16GDI), многие мне говорили и прдолжают говорить что типа с этим двигателем хапну горя.Но я считаю что если лить в него минимум АИ-95 и качественное моторное масло, вовремя реагировать на подозрения в работе двигателя, то проблем не должно ни каких быть.

Но как оно на самом деле, давайте разберём…

Что такое двигатель GDI

Двигатель GDI (Gasoline Direct Injection) – бензиновый силовой агрегат с прямым (непосредственным) впрыском топлива. Моторы с аббревиатурой GDI производятся японскими компаниями Mitsubishi, Toyota, Nissan, корейскими автопроизводителями, а также фирмой Bosh.
Идея постройки двигателя с непосредственным впрыском топлива в цилиндры родилась достаточно давно, при этом массовый GDI впервые был представлен только в 1995 году. Моторы с технологией GDI в большинстве встречаются на автомобилях марки Mitsubishi. Перовой моделью с таким силовым агрегатом стала модель Mitsubishi Galant, которая получила силовую установку 1.8 GDI.

Особенности и отличия моторов GDI

Принцип работы двигателя GDI представляет собой своеобразный «симбиоз» привычных бензиновых и дизельных ДВС. Начнем с того, что для нормальной работы любого двигателя внутреннего сгорания в цилиндры необходимо подать так называемую топливно-воздушную смесь. Другими словами, определенная часть горючего смешивается в необходимой пропорции с частью воздуха применительно к разным режимам работы мотора. От состава смеси напрямую зависит мощность двигателя, КПД, экономичность, экологичность и ряд других характеристик.

Большинство бензиновых и дизельных двигателей сегодня:

— моторы с внешним смесеобразованием. К таковым относятся устаревшие карбюраторные агрегаты на
бензине и современные атмосферные, компрессорные или турбированные инжекторные бензиновые
моторы. В таких двигателях процесс приготовления топливно-воздушной смеси происходит отдельно (во
впускном коллекторе), после чего готовый заряд поступает в цилиндры и воспламеняется от свечи
системы зажигания;

— двигатели с внутренним смесеобразованием. Данный тип агрегатов представлен дизельными моторами, в
которых порция дизтоплива подается напрямую в цилиндры и смешивается с уже имеющимся там
воздухом. Воспламенение заряда происходит от контакта подаваемой солярки с разогретым от сжатия
объемом воздуха, то есть без участия внешнего источника воспламенения;

Двигатель GDI представляет собой бензиновый мотор, в котором процесс смесеобразования
аналогичен дизельному, то есть топливо впрыскивается прямо в цилиндры, где происходит
смешивание с поданным ранее воздухом. При этом полученная топливно-воздушная смесь
воспламеняется в цилиндре посредством искры от свечи зажигания.

Если сказать иначе, воздух поступает в двигатель отдельно, форсунка GDI осуществляет непосредственный впрыск топлива в цилиндр, затем происходит перемешивание компонентов, после чего поджиг смеси осуществляет электрическая искра свечи зажигания. Следует добавить, что во время такого смесеобразования конструкторами учитывается ряд аэродинамических особенностей для получения оптимально упорядоченного состава смеси. По этой причине конструкция поршня и камеры сгорания существенно отличается от аналогов в двигателях с внешним смесеобразованием, а также форкамерных ДВС. Днище поршня имеет особую форму для направления факела распыла на свечу зажигания, ГБЦ получила вертикальные прямые впускные каналы, что позволяет «закручивать» воздух в цилиндрах двигателя. Благодаря такому устройству топливно-воздушная рабочая смесь в GDI движется по строго заданной траектории.

Более того, состав смеси отличается в разных участках общего объема цилиндра. В результате подобных решений двигатели линейки GDI способны работать на сильно обедненной смеси, которая была бы непригодна для работы обычного бензинового мотора. Необходимое для воспламенения от искры соотношение топлива и воздуха концентрируется в цилиндре GDI в области расположения свечи зажигания, в то время как по условным «краям» цилиндра смесь остается максимально обедненной.

Еще одной особенностью двигателя GDI является наличие двух топливных насосов:

— привычный электробензонасос в топливном баке;
— топливный насос высокого давления (ТНВД) с механическим приводом от ДВС;

Данное решение также является аналогом принципа подачи топлива в дизельном двигателе. В моторах GDI давление впрыска составляет около 50 бар, в то время как в обычных бензиновых ДВС около 3 бар.

Моторы GDI имеют целый ряд конструктивных различий, благодаря чему их можно разделить на две группы:

— для внутреннего японского рынка;
— для европейских рынков;

Отличаются такие агрегаты по конструкции самого мотора, по особенностям исполнения ТНВД и по устройству системы топливного впрыска. Версии для Японии имеют два основных режима впрыска топлива GDI:

1. ultra lean combustion mode;
2. superior output mode;

Первый режим предполагает работу мотора на сверхобедненной смеси, которая имеет соотношение 37:1-43:1. Такой режим работы поддерживается ЭБУ на умеренных скоростях до 110-120 км/ч. с учетом плавного разгона, то есть без резких нажатий на педаль газа. В указанном режиме двигатель GDI обеспечивает максимальный показатель крутящего момента. Форсунки впрыскивают горючее в тот момент, когда поршень находится на такте сжатия и не дошел до ВМТ. Подача топлива инжектором в этом случае происходит в виде однородной струи, после происходит завихрение потока по часовой стрелке для наилучшего смешивания с воздухом в цилиндре.

Во втором режиме предполагается стехиометрический состав смеси топлива и воздуха. Указанный режим работы активируется в том случае, если мотор находится под нагрузкой (движение на высокой скорости, буксирование прицепа, езда в гору и т.п.)

В версиях для Европы мотор GDI получил дополнительный режим two-stage mixing. Указанный
режим рассчитан на активный разгон с места или необходимость резкого ускорения при обгоне.
В таком режиме топливо выпрыскивается в цилиндры ступенчато (в два этапа за 4 такта).

На такте впуска в этом режиме совершается первый впрыск, результатом которого становится максимально обедненная смесь в цилиндре с соотношением около 60:1. Данная смесь не рассчитана на воспламенение. Главной задачей является эффективное охлаждение камеры сгорания, так как в охлажденную камеру можно будет подать больший объем воздуха и топлива на такте сжатия. Другими словами, данное решение позволяет улучшить наполнение цилиндров. Затем на такте сжатия происходит второй впрыск, после которого состав смеси уже составляет 12:1, то есть рабочая смесь становится максимально обогащенной.
В результате цилиндры эффективно наполняются и двигатель отдает максимально доступную мощность. По сравнению с моторами, которые имеют распределенный впрыск, GDI оказывается на 10% мощнее. В итоге европейские версии GDI более эластичны и способны отдавать больше крутящего момента на «низах» при необходимости резко ускориться во время движения на скорости 30-60 км/ч.

акже следует отметить особый режим двигателя GDI под названием stich F/B. Указанный режим
работы предполагает наиболее приближенный к стехиометрическому состав топливно-
воздушной смеси, а также делится на два подрежима: closed loop и open loop.

В первом случае состав смеси регулируется на основе показаний кислородного датчика, во втором показания датчика не влияют на состав смеси топлива и воздуха. Данная особенность является отличием GDI от других моторов во время работы на холостом ходу. ЭБУ двигателем динамично меняет режимы compression on lean и stich F/B во время работы мотора на холостых оборотах, условно продувая цилиндры. Особенностью является повышение холостых оборотов двигателя до 900-950 об/мин. в момент перехода между указанными режимами. Указанная смена режимов работы GDI в норме должна происходить 1 раз в 4 мин. Все режимы переключаются под управлением ЭБУ. Если говорить о комфорте водителя, смена режимов и изменения в работе мотора практически не ощущаются.
Что касается токсичности GDI, японские инженеры разработали специальные катализаторы для моторов, которые работают на сильно обедненной смеси. В результате уровень окислов азота в выхлопе такого двигателя уложился в рамки Евро-3. Стоит отметить, что высокое содержание серы, которое отмечено в отечественном бензине, быстро выводит каталитические нейтрализаторы из строя.

Неисправности и проблемы моторов GDI

Главной проблемой моторов данного типа является повышенная чувствительность к качеству топлива, а также к любым факторам и поломкам, способным повлиять на качество смесеобразования.
На моторах GDI быстро чернеют и выходят из строя свечи зажигания. Топливная аппаратура таких двигателей намного более чувствительна к наличию воды и механических примесей в бензине. Образование нагара во впускном коллекторе и скопление сажи на клапанах способны изменить процесс смесеобразования, так как траектория движения потоков в цилиндре нарушается. В результате GDI теряет мощность и работает с заметными перебоями.

В целях профилактики на моторах GDI рекомендуется менять свечи зажигания каждые 10-20 тыс.
пройденных километров, а также один раз в 25-30 тыс. км. производить очистку впускного
коллектора от нагара и частиц сажи на его стенках. Также периодически нужно контролировать
состояние инжекторов, проверять качество распыла топлива и чистить форсунки.

Что такое GDI?

GDI (Джедай) — моё примечание 🙂

1995 г. — Разработан первый массовый двигатель GDI (Gasoline Direct Injection) c непосредственным впрыском бензина. Технология «GDI» признана технологией года в Японии, Германии, Англии. Двигатель GDI запущен в серийное производство. Появилась первая серийная модель автомобиля Galant 1.8GDI.

Особенности принципиальной схемы.

Чем же отличается новый двигатель от «обычных»? Чтобы ответить на этот вопрос, придется начать издалека. Известно: для работы двигателя внутреннего сгорания топливо нужно смешать с воздухом в определенной пропорции, причем качество смеси существенно влияет на параметры мотора — его мощность, токсичность выхлопа и т.п. Известно также, что двигатели подразделяют на две категории: с внутренним смесеобразованием (дизели, у которых топливо смешивается с воздухом непосредственно в цилиндре) и с внешним (бензиновые — карбюраторные или с впрыском топлива, где в цилиндр поступает уже готовая топливо-воздушная смесь). Двигатель, получивший обозначение GDI (Gasoline Direct Injection, то есть бензиновый с непосредственным впрыском) как бы перешел в «лагерь» дизелей. У него форсунка также подает топливо в цилиндр, где оно смешивается с воздухом, но зажигание производится с помощью электрической искры.

Но это еще не все особенности данного двигателя. Не погружаясь в дебри аэродинамических процессов смесеобразования, можно сказать, что топливно-воздушная смесь в цилиндре имеет упорядоченную структуру, движется по запрограммированной траектории и имеет разную концентрацию по объему цилиндра: «холодную» у стенок цилиндра и «горячую» в центре в области свечи. Это приоткрывает завесу над тайной работы двигателя на сверх-обедненной смеси: просто-напросто рабочая концентрация создается непосредственно у свечи.

Также, из интересных особенностей можно отметить, что двигатель имеет два топливных насоса. Первый «обычный», который находится в баке и второй насос высокого давления (ТНВД), который приводится механически от двигателя.

Виды впрыска топлива двигателей с GDI

Двигатели 4G93 выпускаются двух типов: для Японии и для Европы. И у них есть различия и, можно сказать, довольно основательные.
И не только по конструкции двигателей, топливного насоса высокого давления, но и в самой системе впрыска топлива. Для Японских существуют всего два вида впрыска топлива на двигателях GDI :

Для автомобилей, которые «европейцы», был добавлен еще один режим – ДВУХ-ступенчатый впрыск топлива под названием: TWO-STAGE MIXING — резкий старт с места или резкое ускорение при обгоне. Это режим двухступенчатого впрыска топлива, когда топливо впрыскивается в цилиндр два раза за четыре такта движения поршня.
Во время первого впрыска топлива на такте впуска состав топливо-воздушной смеси составляет всего такое соотношение, как 60:1. Это «два раза супер-обедненная смесь» и в таком соотношении она никогда не воспламенится и служит, в основном, для того, что бы охладить камеру сгорания, потому что чем ниже будет ее температура, тем больше войдет туда на такте впуска воздуха и, значит, тем больше топлива — соответственно, можно подать туда на втором такте — такте сжатия. То есть, все это придумано только для того, что бы увеличить коэфициент наполнения камеры сгорания

А если конкретно, то на такте сжатия в камере сгорания получается состав топливо-воздушной смеси равный 12:1 (сверх-обогащенная топливо-воздушная смесь).

Все это позволяет получить максимальную мощность. Для сравнения при одних и тех же оборотах, например, RPM 3000, двигатель GDI «выдает» на 10% больше мощности, чем тот же MPI (распределенный впрыск топлива).
Переключение режимов из одного в другой происходит автоматически и практически незаметно для водителя, всем управляет бортовой компьютер.

Есть и еще один режим работы двигателя: STICH F/B это режим работы на составе топливо-воздушной смеси, которая приближается к стехиометрическому, имеет «обратную связь» и может регулироваться «через» датчик кислорода. 😉

Подробно мы его рассматривать не будем. Скажем только, что при длительной работе двигателя GDI на ХХ бортовой компьютер переводит двигатель в режим, который можно условно назвать «продувкой». Обороты двигателя повышаются до 900 (плюс-минус 50) и происходит смена режима работы двигателя, с COMPRESSION ON LEAN на STICH F/B. Нормальным считается, если такой переход происходит примерно один раз в 4 минуты.

Черные свечи на GDI.

Наверняка многие не раз видели и уже привыкли к тому, что свечи на GDI практически всегда «черные».

Внимательно рассмотрев нагар на свече зажигания «от» GDI и отбросив «классические» причины, (несоответствие типа свечи, неправильное зажигания, масло в камере сгорания) можно назвать наиболее предположительную причину «черных» свечей зажигания это неправильный состав топливо-воздушной смеси.
Почему так, ведь за всем следит компьютер? Можно предположить, что «засаживание» свечей зажигания происходит из-за того, что образовавшийся с течением времени черный нагар (сажа) внутри впускного коллектора, ее самые легкие частички, увлекаются потоком воздуха и вместе с ним попадают в камеру сгорания. Вместе с тем, сажа на стенках впускного коллектора изменяет, как форму воздушного потока, так и его единовременный объем, вследствие чего в камере сгорания не создается запрограммированный «воздушный винт» и топливо-воздушная смесь перемешивается «некачественно», из-за чего она сгорает «не по стандарту GDI» и так по кругу в нарастающем порядке.
Свечи — это очень хороший индикатор состояния впускного тракта.

Чистка впускного коллектора поможет замедлить засаживание свечей (простой пример: автомобиль с двигателем GDI, который «с конвейера», может пробежать до 30.000км, и свечи зажигания у него будут «правильные», цвета «кофе с молоком»), но вместе с тем нужно понимать, что засаженный коллектор это не единственная причина. Есть еще клапана, на которых могут нарастать довольно ощутимые отложения, могут забиваться форсунки и не давать правильного распыла топлива.
Из-за особенностей смесеобразования в GDI двигатель не так чувствителен к состоянию свечей. Поэтому до некоторого предела на черный нагар на свечах можно не обращать внимания, но до известных пределов. Больше 15-20тыс на одном комплекте, наверное, ездить не стоит.

Известные и наиболее распространенные свечи зажигания для двигателей GDI:

Иридиевые IZFR6B (ориентировочная стоимость 30-35 долл за свечу)

Платиновые PZFR6B (ориентировочная стоимость 25 долл за свечу). Оригинальный партнумбер MD336367.

Обычные двухконтактные BKR6EKUC (ориентировочная стоимость 20 долл за комплект) – по опыту эксплуатации наиболее оправданный вариант с точки зрения ходимости/цены. Могут поставляться в оригинальной упаковке с партнумбером MD355067.
Заметной разницы в динамике авто не замечено, срок службы одинаков. так зачем платить больше?!

Нюансы непосредственного впрыска
Чтобы реализовать все теоретические преимущества непосредственного впрыска, японцам пришлось разработать днище поршня уникальной формы, которое направляет топливный «факел» прямо к свече зажигания, повысить давление бензина в системе с обычных 3 бар до 50 бар, организовать в головке блока прямые вертикальные впускные каналы для эффективного завихрения воздуха в цилиндре…
Пришлось решать и проблемы с токсичностью. Дело в том, что при сгорании сверхобедненной смеси резко возрастает выделение ядовитых окислов азота NOx. Чтобы очистить выхлоп двигателей GDI до норм Euro 3, японцы разработали усовершенствованныекаталитические нейтрализаторы. Но их рабочий слой поначалу был слишком чувствительным к примесям серы, допустимое содержание которой в европейском бензине в 5 раз выше, нежели в японском топливе (а в США серы в бензине еще больше). Однако со временем проблема была решена — снизить эффективность очистки NOx нейтрализаторы моторов GDI могут разве что на российском особо высокосернистом бензине.
Кстати, те двигатели GDI, которые продаются в Европе, вдобавок к двум основным режимам работы имеют и третий. Под высокой нагрузкой на малых оборотах (разгон на высших передачах с 40—50 км/ч) бензин впрыскивается в цилиндры дважды — и во время впуска, и в конце такта сжатия. Мотор при этом питается обогащенной смесью (соотношение воздух/топливо — 12:1), что повышает эластичность мотора и крутящий момент на низких оборотах.

Преимущества и недостатки Японских двигателей с GDI

Ещё в начале 00-х годов в Россию начали попадать первые автомобили с обозначениями двигателей GDI около индексов, указывающих объём двигателя.
Под этой аббревиатурой скрывается непосредственный впрыск топлива в цилиндры двигателя — именно эта японская компания стала первой, начавшей серийное производство силовых агрегатов с такой системой впуска. Такой мотор заслужил очень неоднозначные отзывы, поэтому перед покупкой автомобилей Mitsubishi следует внимательно рассмотреть плюсы и минусы двигателя GDI.

Инжекторный двигатель, использует коллекторную систему смесеобразования, предполагает подачу в цилиндры уже готовой горючей смеси. Такое смешивание воздуха и горючего происходит во впускном коллекторе, где устанавливаются форсунки, управляемые электроникой. Если говорить про двигатель GDI, то в нём топливная форсунка направлена непосредственно в камеру сгорания. Соответственно, через впускные клапаны подаётся только воздух, а процесс смесеобразования происходит сразу в цилиндре.

Естественно, добиться однородного состава топливовоздушной смеси в таких условиях очень сложно, поэтому двигатель GDI управляется сложным электронным блоком, в котором используется программное обеспечение, рассчитанное на несколько различных циклов работы. Кроме того, для достижения лучших параметров смесеобразования необходимо использовать специальные вихревые форсунки, которые подают топливо внутрь в виде тумана.
Стоит сказать, что основные плюсы двигатель GDI получает в результате работы на обеднённой смеси, в которой содержание бензина по сравнению с воздухом уменьшено до 1:20, тогда как в коллекторном впрыске соотношение поддерживается на постоянном уровне 1:14. Однако даже мотор с непосредственным впрыском не может работать постоянно в таком режиме, поэтому под нагрузками в его системе впуска восстанавливается нормальное смесеобразование.
За счёт этого моторы GDI должны оснащаться двухпозиционной системой подачи топлива.

Теперь о самом интересном
Такие двигатели, акпп(мкпп) и навесное оборудование Вы можете приобрести в нашей компании по выгодным ценам!
Например двигатель 6G74 GDI (объемом 3,5л.)+ АКПП 4wd (с раздаточной коробкой) со всем навесным на двигатель + проводка и блок управления двигателем будут стоить достаточно приемлемых средств.

Если Вы ищите живой мотор или SWAP (двс+кпп), просим милости к Нам в гости.
Не тратьте свое время на бесконечные поиски лучшего варианта в интернете, если Вы читаете эту статью, то Вы уже нашли что искали, срочно проходите по ссылке или звоните Нам. Все контакты ниже. (или просто жмите сюда)

Недостатки моторов GDI
Минусы двигателей с прямым впрыском связаны с использованием усложненной системы подачи топлива, в состав которой входит и ТНВД, похожий по своей конструкции с дизельным двигателем. Применение таких агрегатов приводит к тому, что двигатель GDI становится чувствительным к качеству топлива. Это касается не только содержания твёрдых частиц, но также наличия в горючем соединений серы, железа, фосфора и многих других минералов. Минусы проявляются в частых поломках мотора при заправке некачественным бензином.
Кроме того, проблемы двигателей с непосредственным впрыском связаны и с тем, что в них применяются очень специфические решения, которые пока знакомы немногим специалистам сервисных центров. За счёт этого отремонтировать двигатель GDI не так просто, как обычный двс с распределённым впрыском. Минусы этих двигателей могут быть связаны и с двухпозиционной системой подачи топлива. Практически у каждого производителя есть свои специфические поломки: двигатели Mitsubishi оснащаются двумя различными насосами — низкого и высокого давления. Второй узел достаточно часто забивается твёрдыми частицами, содержащимися в некачественном топливе. В результате мотор может отлично работать на холостых и низких оборотах, но глохнуть при нажатии на педаль газа.

Минусы могут заключаться и в малой распространённости запчастей к таким двигателям — очень часто их приходится ожидать в течение 2–3 недель, что приводит к длительным простоям автомобиля. Поэтому, приобретая машину с прямым впрыском топлива, стоит серьёзно задуматься о вопросах её ремонта, а также о необходимости заправки качественным топливом на фирменных АЗС.

Стоит ли покупать?
Конечно, двигатели с непосредственным впрыском имеют более высокую мощность и тягу, а также способны обеспечивать экономию топлива. Однако у них есть существенные минусы, которые связаны с надёжностью и требованиями к качеству топлива. Поэтому их эксплуатация в российских условиях может приводить к частым дорогостоящим ремонтам. Но в последнее время в продаже появились автомобили, которые прошли специальную адаптацию.

Они могут заправляться обычным бензином, продающимся на российских заправках, не создавая угрозу больших материальных затрат. Их преимущества не столь значительны, но даже адаптированные моторы с непосредственным впрыском позволяют экономить немало топлива, получая при этом лучшие динамические параметры.

Всем читателям ровных дорог и не гвоздя не жезла!))

Что такое GDI?

1995 г. — Разработан первый массовый двигатель GDI (Gasoline Direct Injection) c непосредственным впрыском бензина. Технология «GDI» признана технологией года в Японии, Германии, Англии. Двигатель GDI запущен в серийное производство. Появилась первая серийная модель автомобиля Galant 1.8GDI.

Особенности принципиальной схемы.

Чем же отличается новый двигатель от «обычных»? Чтобы ответить на этот вопрос, придется начать издалека. Известно: для работы двигателя внутреннего сгорания топливо нужно смешать с воздухом в определенной пропорции, причем качество смеси существенно влияет на параметры мотора — его мощность, токсичность выхлопа и т.п. Известно также, что двигатели подразделяют на две категории: с внутренним смесеобразованием (дизели, у которых топливо смешивается с воздухом непосредственно в цилиндре) и с внешним (бензиновые — карбюраторные или с впрыском топлива, где в цилиндр поступает уже готовая топливо-воздушная смесь). Двигатель, получивший обозначение GDI (Gasoline Direct Injection, то есть бензиновый с непосредственным впрыском) как бы перешел в «лагерь» дизелей. У него форсунка также подает топливо в цилиндр, где оно смешивается с воздухом, но зажигание производится с помощью электрической искры.

Но это еще не все особенности данного двигателя. Не погружаясь в дебри аэродинамических процессов смесеобразования, можно сказать, что топливно-воздушная смесь в цилиндре имеет упорядоченную структуру, движется по запрограммированной траектории и имеет разную концентрацию по объему цилиндра: «холодную» у стенок цилиндра и «горячую» в центре в области свечи. Это приоткрывает завесу над тайной работы двигателя на сверх-обедненной смеси: просто-напросто рабочая концентрация создается непосредственно у свечи.

Также, из интересных особенностей можно отметить, что двигатель имеет два топливных насоса. Первый «обычный», который находится в баке и второй насос высокого давления (ТНВД), который приводится механически от двигателя.

Виды впрыска топлива двигателей с GDI

Двигатели 4G93 выпускаются двух типов: для Японии и для Европы. И у них есть различия и, можно сказать, довольно основательные.
И не только по конструкции двигателей, топливного насоса высокого давления, но и в самой системе впрыска топлива. Для Японских существуют всего два вида впрыска топлива на двигателях GDI :

Для автомобилей, которые «европейцы», был добавлен еще один режим – ДВУХ-ступенчатый впрыск топлива под названием: TWO-STAGE MIXING — резкий старт с места или резкое ускорение при обгоне. Это режим двухступенчатого впрыска топлива, когда топливо впрыскивается в цилиндр два раза за четыре такта движения поршня.
Во время первого впрыска топлива на такте впуска состав топливо-воздушной смеси составляет всего такое соотношение, как 60:1. Это «два раза супер-обедненная смесь» и в таком соотношении она никогда не воспламенится и служит, в основном, для того, что бы охладить камеру сгорания, потому что чем ниже будет ее температура, тем больше войдет туда на такте впуска воздуха и, значит, тем больше топлива — соответственно, можно подать туда на втором такте — такте сжатия. То есть, все это придумано только для того, что бы увеличить коэфициент наполнения камеры сгорания

А если конкретно, то на такте сжатия в камере сгорания получается состав топливо-воздушной смеси равный 12:1 (сверх-обогащенная топливо-воздушная смесь).

Все это позволяет получить максимальную мощность. Для сравнения при одних и тех же оборотах, например, RPM 3000, двигатель GDI «выдает» на 10% больше мощности, чем тот же MPI (распределенный впрыск топлива).
Переключение режимов из одного в другой происходит автоматически и практически незаметно для водителя, всем управляет бортовой компьютер.

Есть и еще один режим работы двигателя: STICH F/B это режим работы на составе топливо-воздушной смеси, которая приближается к стехиометрическому, имеет «обратную связь» и может регулироваться «через» датчик кислорода. 😉

Подробно мы его рассматривать не будем. Скажем только, что при длительной работе двигателя GDI на ХХ бортовой компьютер переводит двигатель в режим, который можно условно назвать «продувкой». Обороты двигателя повышаются до 900 (плюс-минус 50) и происходит смена режима работы двигателя, с COMPRESSION ON LEAN на STICH F/B. Нормальным считается, если такой переход происходит примерно один раз в 4 минуты.

Черные свечи на GDI.

Наверняка многие не раз видели и уже привыкли к тому, что свечи на GDI практически всегда «черные».

Внимательно рассмотрев нагар на свече зажигания «от» GDI и отбросив «классические» причины, (несоответствие типа свечи, неправильное зажигания, масло в камере сгорания) можно назвать наиболее предположительную причину «черных» свечей зажигания это неправильный состав топливо-воздушной смеси.
Почему так, ведь за всем следит компьютер? Можно предположить, что «засаживание» свечей зажигания происходит из-за того, что образовавшийся с течением времени черный нагар (сажа) внутри впускного коллектора, ее самые легкие частички, увлекаются потоком воздуха и вместе с ним попадают в камеру сгорания. Вместе с тем, сажа на стенках впускного коллектора изменяет, как форму воздушного потока, так и его единовременный объем, вследствие чего в камере сгорания не создается запрограммированный «воздушный винт» и топливо-воздушная смесь перемешивается «некачественно», из-за чего она сгорает «не по стандарту GDI» и так по кругу в нарастающем порядке.
Свечи — это очень хороший индикатор состояния впускного тракта.

Чистка впускного коллектора поможет замедлить засаживание свечей (простой пример: автомобиль с двигателем GDI, который «с конвейера», может пробежать до 30.000км, и свечи зажигания у него будут «правильные», цвета «кофе с молоком»), но вместе с тем нужно понимать, что засаженный коллектор это не единственная причина. Есть еще клапана, на которых могут нарастать довольно ощутимые отложения, могут забиваться форсунки и не давать правильного распыла топлива.
Из-за особенностей смесеобразования в GDI двигатель не так чувствителен к состоянию свечей. Поэтому до некоторого предела на черный нагар на свечах можно не обращать внимания, но до известных пределов. Больше 15-20тыс на одном комплекте, наверное, ездить не стоит.

Известные и наиболее распространенные свечи зажигания для двигателей GDI:

Иридиевые IZFR6B (ориентировочная стоимость 30-35 долл за свечу)

Платиновые PZFR6B (ориентировочная стоимость 25 долл за свечу). Оригинальный партнумбер MD336367.

Обычные двухконтактные BKR6EKUC (ориентировочная стоимость 20 долл за комплект) – по опыту эксплуатации наиболее оправданный вариант с точки зрения ходимости/цены. Могут поставляться в оригинальной упаковке с партнумбером MD355067.
Заметной разницы в динамике авто не замечено, срок службы одинаков. так зачем платить больше?!

Нюансы непосредственного впрыска
Чтобы реализовать все теоретические преимущества непосредственного впрыска, японцам пришлось разработать днище поршня уникальной формы, которое направляет топливный «факел» прямо к свече зажигания, повысить давление бензина в системе с обычных 3 бар до 50 бар, организовать в головке блока прямые вертикальные впускные каналы для эффективного завихрения воздуха в цилиндре…
Пришлось решать и проблемы с токсичностью. Дело в том, что при сгорании сверхобедненной смеси резко возрастает выделение ядовитых окислов азота NOx. Чтобы очистить выхлоп двигателей GDI до норм Euro 3, японцы разработали усовершенствованныекаталитические нейтрализаторы. Но их рабочий слой поначалу был слишком чувствительным к примесям серы, допустимое содержание которой в европейском бензине в 5 раз выше, нежели в японском топливе (а в США серы в бензине еще больше). Однако со временем проблема была решена — снизить эффективность очистки NOx нейтрализаторы моторов GDI могут разве что на российском особо высокосернистом бензине.
Кстати, те двигатели GDI, которые продаются в Европе, вдобавок к двум основным режимам работы имеют и третий. Под высокой нагрузкой на малых оборотах (разгон на высших передачах с 40—50 км/ч) бензин впрыскивается в цилиндры дважды — и во время впуска, и в конце такта сжатия. Мотор при этом питается обогащенной смесью (соотношение воздух/топливо — 12:1), что повышает эластичность мотора и крутящий момент на низких оборотах.

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.

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.

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:

Основные отличия GDI от обычной системы впрыска

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:

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.

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:

Принцип работы Джедая или «GDI»

Наткнулся как то в просторах интернета на интересную статейку про джедай, может кому интересно будет знать, и так: 🔧 Что такое система впрыска GDI?

Мы хорошо знаем достоинства и недостатки двигателей. Бензиновый — легко пускается, разгоняется быстро, но любит «покушать». Дизель дороже в обслуживании, не столь быстроходен, имеет повышенный уровень шума. Зато потребляет куда меньше топлива. Вот бы совместить их оба и сделать быстрый и тихий, да и мощность повыше и расход топлива меньше. Такими качествами обладают двигатели GDI с непосредственным впрыском топлива.

🔎 Теория работы двигателя

Чудес не бывает, даже в двигателестроении. Чтобы объяснить принцип работы двигателя GDI с непосредственным впрыском рассмотрим теорию двигателей.

Чтобы топливо сгорело, нужен воздух. Но надо смешать с топливом столько воздуха, сколько нужно для полного сгорания. Такое количество воздуха называется стехиометрическим, и оно, конечно же, давно известно. 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» и растет выброс угарного газа.

Но 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 современного безнаддувного дизеля вполне нормальна степень сжатия 20, а у серийных бензиновых, даже самых «зажатых», едва достигает 11. А выше давление в цилиндре — выше и эффективность.

Сразу мысль: а поднять степень сжатия в бензиновом двигателе?! Пробовали. Но выше 11 никак 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 (98), но выше степени сжатия 11 и 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…

На Mitsubishi раньше других осознали, какую пользу может принести непосредственный впрыск в условиях ужесточения экологических норм. 15 лет усилий увенчались успехом: первые доведенные до готовности к производству моторы с непосредственным впрыском бензина были представлены осенью 1995 г. Их обозначили GDI — Gasoline Direct Injection — непосредственный впрыск бензина.

🔎 Как устроен двигатель GDI

Действительно, 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.

Обратим внимание на следующие особенности. Впускной трубопровод подходит к цилиндру сверху. Это позволяет получить падающий поток воздуха, который после контакта с поршнем разворачивается и устремляется вверх, закручиваясь по часовой стрелке (такая организация воздушного потока позволяет достичь оптимальной концентрации топлива непосредственно около свечи). По почти прямому трубопроводу поток движется с очень высокой скоростью, и даже когда поршень достиг нижней мертвой точки, еще некоторое количества воздуха входит в цилиндр по инерции.

Поршень необычный — сверху есть выемка сферической формы. Форма поршня обеспечивает три важные функции. Во-первых, позволяет задать воздушному потоку нужное направление движения. Во-вторых, направляет впрыскиваемое топливо непосредственно к свече зажигания, что важно при работе на предельно бедных смесях. В-третьих, определяет распространение фронта пламени.

🔎 Как работает двигатель GDI?

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. Топливо впрыскивается компактным факелом и, смешиваясь с воздухом, направляется сферической выемкой поршня.

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. Но поскольку было бы желательно повысить степень сжатия, то важным становится не допустить детонации и калильного зажигания. 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.

И еще один режим реализует система управления GDI. Он позволяет повысить момент двигателя в том случае, когда водитель, двигаясь на малых оборотах, резко нажимает педаль акселератора. Когда двигатель работает на малых оборотах, а в него вдруг подается обогащенная смесь, вероятность детонации еще 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 компактная струя топлива, которая доводит соотношение воздуха и топлива в цилиндре до «богатого» 12:1. А на «подготовку» детонации времени уже не остается.

Что в итоге? Степень сжатия удалось поднять до 12—12,5, улучшилось наполнение воздухом. Двигатель устойчиво работает и 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. Но из-за содержания в бензине серы пришлось отказаться от одного из преимуществ — повышенной мощности.

Информация для любознательных GDI-что за зверь?

Нашел в интернете, но может кому и пригодиться.
В 1995 г. — Разработан первый массовый двигатель GDI (Gasoline Direct Injection) c непосредственным впрыском бензина. Технология «GDI» признана технологией года в Японии, Германии, Англии. Двигатель GDI запущен в серийное производство. Появилась первая серийная модель автомобиля Galant 1.8GDI.

Особенности принципиальной схемы.

Чем же отличается новый двигатель от «обычных»? Чтобы ответить на этот вопрос, придется начать издалека. Известно: для работы двигателя внутреннего сгорания топливо нужно смешать с воздухом в определенной пропорции, причем качество смеси существенно влияет на параметры мотора — его мощность, токсичность выхлопа и т.п. Известно также, что двигатели подразделяют на две категории: с внутренним смесеобразованием (дизели, у которых топливо смешивается с воздухом непосредственно в цилиндре) и с внешним (бензиновые — карбюраторные или с впрыском топлива, где в цилиндр поступает уже готовая топливо-воздушная смесь). Двигатель, получивший обозначение GDI (Gasoline Direct Injection, то есть бензиновый с непосредственным впрыском) как бы перешел в «лагерь» дизелей. У него форсунка также подает топливо в цилиндр, где оно смешивается с воздухом, но зажигание производится с помощью электрической искры.

Но это еще не все особенности данного двигателя. Не погружаясь в дебри аэродинамических процессов смесеобразования, можно сказать, что топливно-воздушная смесь в цилиндре имеет упорядоченную структуру, движется по запрограммированной траектории и имеет разную концентрацию по объему цилиндра: «холодную» у стенок цилиндра и «горячую» в центре в области свечи. Это приоткрывает завесу над тайной работы двигателя на сверх-обедненной смеси: просто-напросто рабочая концентрация создается непосредственно у свечи.

Также, из интересных особенностей можно отметить, что двигатель имеет два топливных насоса. Первый «обычный», который находится в баке и второй насос высокого давления (ТНВД), который приводится механически от двигателя.

Виды впрыска топлива двигателей с GDI

Двигатели 4G93 выпускаются двух типов: для Японии и для Европы. И у них есть различия и, можно сказать, довольно основательные.
И не только по конструкции двигателей, топливного насоса высокого давления, но и в самой системе впрыска топлива. Для Японских существуют всего два вида впрыска топлива на двигателях GDI :

Для автомобилей, которые «европейцы», был добавлен еще один режим – ДВУХ-ступенчатый впрыск топлива под названием: TWO-STAGE MIXING — резкий старт с места или резкое ускорение при обгоне. Это режим двухступенчатого впрыска топлива, когда топливо впрыскивается в цилиндр два раза за четыре такта движения поршня.
Во время первого впрыска топлива на такте впуска состав топливо-воздушной смеси составляет всего такое соотношение, как 60:1. Это «два раза супер-обедненная смесь» и в таком соотношении она никогда не воспламенится и служит, в основном, для того, что бы охладить камеру сгорания, потому что чем ниже будет ее температура, тем больше войдет туда на такте впуска воздуха и, значит, тем больше топлива — соответственно, можно подать туда на втором такте — такте сжатия. То есть, все это придумано только для того, что бы увеличить коэфициент наполнения камеры сгорания

А если конкретно, то на такте сжатия в камере сгорания получается состав топливо-воздушной смеси равный 12:1 (сверх-обогащенная топливо-воздушная смесь).

Все это позволяет получить максимальную мощность. Для сравнения при одних и тех же оборотах, например, RPM 3000, двигатель GDI «выдает» на 10% больше мощности, чем тот же MPI (распределенный впрыск топлива).
Переключение режимов из одного в другой происходит автоматически и практически незаметно для водителя, всем управляет бортовой компьютер.

Есть и еще один режим работы двигателя: STICH F/B это режим работы на составе топливо-воздушной смеси, которая приближается к стехиометрическому, имеет «обратную связь» и может регулироваться «через» датчик кислорода. 😉

Подробно мы его рассматривать не будем. Скажем только, что при длительной работе двигателя GDI на ХХ бортовой компьютер переводит двигатель в режим, который можно условно назвать «продувкой». Обороты двигателя повышаются до 900 (плюс-минус 50) и происходит смена режима работы двигателя, с COMPRESSION ON LEAN на STICH F/B. Нормальным считается, если такой переход происходит примерно один раз в 4 минуты.

Черные свечи на GDI.

Наверняка многие не раз видели и уже привыкли к тому, что свечи на GDI практически всегда «черные».

Внимательно рассмотрев нагар на свече зажигания «от» GDI и отбросив «классические» причины, (несоответствие типа свечи, неправильное зажигания, масло в камере сгорания) можно назвать наиболее предположительную причину «черных» свечей зажигания это неправильный состав топливо-воздушной смеси.
Почему так, ведь за всем следит компьютер? Можно предположить, что «засаживание» свечей зажигания происходит из-за того, что образовавшийся с течением времени черный нагар (сажа) внутри впускного коллектора, ее самые легкие частички, увлекаются потоком воздуха и вместе с ним попадают в камеру сгорания. Вместе с тем, сажа на стенках впускного коллектора изменяет, как форму воздушного потока, так и его единовременный объем, вследствие чего в камере сгорания не создается запрограммированный «воздушный винт» и топливо-воздушная смесь перемешивается «некачественно», из-за чего она сгорает «не по стандарту GDI» и так по кругу в нарастающем порядке.
Свечи — это очень хороший индикатор состояния впускного тракта.

Чистка впускного коллектора поможет замедлить засаживание свечей (простой пример: автомобиль с двигателем GDI, который «с конвейера», может пробежать до 30.000км, и свечи зажигания у него будут «правильные», цвета «кофе с молоком»), но вместе с тем нужно понимать, что засаженный коллектор это не единственная причина. Есть еще клапана, на которых могут нарастать довольно ощутимые отложения, могут забиваться форсунки и не давать правильного распыла топлива.
Из-за особенностей смесеобразования в GDI двигатель не так чувствителен к состоянию свечей. Поэтому до некоторого предела на черный нагар на свечах можно не обращать внимания, но до известных пределов. Больше 15-20тыс на одном комплекте, наверное, ездить не стоит.

Известные и наиболее распространенные свечи зажигания для двигателей GDI:

Иридиевые IZFR6B (ориентировочная стоимость 30-35 долл за свечу)

Платиновые PZFR6B (ориентировочная стоимость 25 долл за свечу). Оригинальный партнумбер MD336367.

Обычные двухконтактные BKR6EKUC (ориентировочная стоимость 20 долл за комплект) – по опыту эксплуатации наиболее оправданный вариант с точки зрения ходимости/цены. Могут поставляться в оригинальной упаковке с партнумбером MD355067.
Заметной разницы в динамике авто не замечено, срок службы одинаков. так зачем платить больше?!

Нюансы непосредственного впрыска
Чтобы реализовать все теоретические преимущества непосредственного впрыска, японцам пришлось разработать днище поршня уникальной формы, которое направляет топливный «факел» прямо к свече зажигания, повысить давление бензина в системе с обычных 3 бар до 50 бар, организовать в головке блока прямые вертикальные впускные каналы для эффективного завихрения воздуха в цилиндре…
Пришлось решать и проблемы с токсичностью. Дело в том, что при сгорании сверхобедненной смеси резко возрастает выделение ядовитых окислов азота NOx. Чтобы очистить выхлоп двигателей GDI до норм Euro 3, японцы разработали усовершенствованныекаталитические нейтрализаторы. Но их рабочий слой поначалу был слишком чувствительным к примесям серы, допустимое содержание которой в европейском бензине в 5 раз выше, нежели в японском топливе (а в США серы в бензине еще больше). Однако со временем проблема была решена — снизить эффективность очистки NOx нейтрализаторы моторов GDI могут разве что на российском особо высокосернистом бензине.
Кстати, те двигатели GDI, которые продаются в Европе, вдобавок к двум основным режимам работы имеют и третий. Под высокой нагрузкой на малых оборотах (разгон на высших передачах с 40—50 км/ч) бензин впрыскивается в цилиндры дважды — и во время впуска, и в конце такта сжатия. Мотор при этом питается обогащенной смесью (соотношение воздух/топливо — 12:1), что повышает эластичность мотора и крутящий момент на низких оборотах.

Что такое GDI?

1995 г. — Разработан первый массовый двигатель GDI (Gasoline Direct Injection) c непосредственным впрыском бензина. Технология «GDI» признана технологией года в Японии, Германии, Англии. Двигатель GDI запущен в серийное производство. Появилась первая серийная модель автомобиля Galant 1.8GDI.

Особенности принципиальной схемы.

Чем же отличается новый двигатель от «обычных»? Чтобы ответить на этот вопрос, придется начать издалека. Известно: для работы двигателя внутреннего сгорания топливо нужно смешать с воздухом в определенной пропорции, причем качество смеси существенно влияет на параметры мотора — его мощность, токсичность выхлопа и т.п. Известно также, что двигатели подразделяют на две категории: с внутренним смесеобразованием (дизели, у которых топливо смешивается с воздухом непосредственно в цилиндре) и с внешним (бензиновые — карбюраторные или с впрыском топлива, где в цилиндр поступает уже готовая топливо-воздушная смесь). Двигатель, получивший обозначение GDI (Gasoline Direct Injection, то есть бензиновый с непосредственным впрыском) как бы перешел в «лагерь» дизелей. У него форсунка также подает топливо в цилиндр, где оно смешивается с воздухом, но зажигание производится с помощью электрической искры.

Но это еще не все особенности данного двигателя. Не погружаясь в дебри аэродинамических процессов смесеобразования, можно сказать, что топливно-воздушная смесь в цилиндре имеет упорядоченную структуру, движется по запрограммированной траектории и имеет разную концентрацию по объему цилиндра: «холодную» у стенок цилиндра и «горячую» в центре в области свечи. Это приоткрывает завесу над тайной работы двигателя на сверх-обедненной смеси: просто-напросто рабочая концентрация создается непосредственно у свечи.

Также, из интересных особенностей можно отметить, что двигатель имеет два топливных насоса. Первый «обычный», который находится в баке и второй насос высокого давления (ТНВД), который приводится механически от двигателя.

Виды впрыска топлива двигателей с GDI

Двигатели 4G93 выпускаются двух типов: для Японии и для Европы. И у них есть различия и, можно сказать, довольно основательные.
И не только по конструкции двигателей, топливного насоса высокого давления, но и в самой системе впрыска топлива. Для Японских существуют всего два вида впрыска топлива на двигателях GDI :

Для автомобилей, которые «европейцы», был добавлен еще один режим – ДВУХ-ступенчатый впрыск топлива под названием: TWO-STAGE MIXING — резкий старт с места или резкое ускорение при обгоне. Это режим двухступенчатого впрыска топлива, когда топливо впрыскивается в цилиндр два раза за четыре такта движения поршня.
Во время первого впрыска топлива на такте впуска состав топливо-воздушной смеси составляет всего такое соотношение, как 60:1. Это «два раза супер-обедненная смесь» и в таком соотношении она никогда не воспламенится и служит, в основном, для того, что бы охладить камеру сгорания, потому что чем ниже будет ее температура, тем больше войдет туда на такте впуска воздуха и, значит, тем больше топлива — соответственно, можно подать туда на втором такте — такте сжатия. То есть, все это придумано только для того, что бы увеличить коэфициент наполнения камеры сгорания

А если конкретно, то на такте сжатия в камере сгорания получается состав топливо-воздушной смеси равный 12:1 (сверх-обогащенная топливо-воздушная смесь).

Все это позволяет получить максимальную мощность. Для сравнения при одних и тех же оборотах, например, RPM 3000, двигатель GDI «выдает» на 10% больше мощности, чем тот же MPI (распределенный впрыск топлива).
Переключение режимов из одного в другой происходит автоматически и практически незаметно для водителя, всем управляет бортовой компьютер.

Есть и еще один режим работы двигателя: STICH F/B это режим работы на составе топливо-воздушной смеси, которая приближается к стехиометрическому, имеет «обратную связь» и может регулироваться «через» датчик кислорода. 😉

Подробно мы его рассматривать не будем. Скажем только, что при длительной работе двигателя GDI на ХХ бортовой компьютер переводит двигатель в режим, который можно условно назвать «продувкой». Обороты двигателя повышаются до 900 (плюс-минус 50) и происходит смена режима работы двигателя, с COMPRESSION ON LEAN на STICH F/B. Нормальным считается, если такой переход происходит примерно один раз в 4 минуты.

Черные свечи на GDI.

Наверняка многие не раз видели и уже привыкли к тому, что свечи на GDI практически всегда «черные».

Внимательно рассмотрев нагар на свече зажигания «от» GDI и отбросив «классические» причины, (несоответствие типа свечи, неправильное зажигания, масло в камере сгорания) можно назвать наиболее предположительную причину «черных» свечей зажигания это неправильный состав топливо-воздушной смеси.
Почему так, ведь за всем следит компьютер? Можно предположить, что «засаживание» свечей зажигания происходит из-за того, что образовавшийся с течением времени черный нагар (сажа) внутри впускного коллектора, ее самые легкие частички, увлекаются потоком воздуха и вместе с ним попадают в камеру сгорания. Вместе с тем, сажа на стенках впускного коллектора изменяет, как форму воздушного потока, так и его единовременный объем, вследствие чего в камере сгорания не создается запрограммированный «воздушный винт» и топливо-воздушная смесь перемешивается «некачественно», из-за чего она сгорает «не по стандарту GDI» и так по кругу в нарастающем порядке.
Свечи — это очень хороший индикатор состояния впускного тракта.

Чистка впускного коллектора поможет замедлить засаживание свечей (простой пример: автомобиль с двигателем GDI, который «с конвейера», может пробежать до 30.000км, и свечи зажигания у него будут «правильные», цвета «кофе с молоком»), но вместе с тем нужно понимать, что засаженный коллектор это не единственная причина. Есть еще клапана, на которых могут нарастать довольно ощутимые отложения, могут забиваться форсунки и не давать правильного распыла топлива.
Из-за особенностей смесеобразования в GDI двигатель не так чувствителен к состоянию свечей. Поэтому до некоторого предела на черный нагар на свечах можно не обращать внимания, но до известных пределов. Больше 15-20тыс на одном комплекте, наверное, ездить не стоит.

Известные и наиболее распространенные свечи зажигания для двигателей GDI:

Иридиевые IZFR6B (ориентировочная стоимость 30-35 долл за свечу)

Платиновые PZFR6B (ориентировочная стоимость 25 долл за свечу). Оригинальный партнумбер MD336367.

Обычные двухконтактные BKR6EKUC (ориентировочная стоимость 20 долл за комплект) – по опыту эксплуатации наиболее оправданный вариант с точки зрения ходимости/цены. Могут поставляться в оригинальной упаковке с партнумбером MD355067.
Заметной разницы в динамике авто не замечено, срок службы одинаков. так зачем платить больше?!

Про двигатель GDI

Поэтому, наверное, уже настала пора поговорить о «новом слове в двигателестроении» — двигателе, получившем аббревиатуру GDI (Gasoline Direct Injection), что можно перевести как «двигатель с непосредственным впрыском топлива», то есть, топливо на таком двигателе впрыскивается не во впускной коллектор, как на всех остальных двигателях, а прямо в цилиндры двигателя.

На данный момент автомобили с двигателями системы GDI выпускают фирмы: Mitsubishi (6G-74, 4G-93, 4G-73), Toyota (3S-FSE, 1AZ-FSE), Nissan (3.0-litre Engines VG30dd), BOSCH (система Moronic MED7).

Остановимся на некоторых практических рекомендациях для владельцев GDI.
Первое, основное и главное, что надо бы уяснить для себя владельцам таких автомобилей — это качество топлива, которое вы будете заливать в топливный бак. Оно должно быть «самым-самым»: высокооктановым и чистым (по-настоящему высооктановым и по-настоящему чистым). Естественно, совершенно не допускается применения ЭТИЛИРОВАННОГО бензина. Так же не стоит злоупотреблять различного рода «присадками и очистителями», «повышателями октанового числа» и так далее и тому подобное.

И причиной этого запрета являются сами принципы «построения» топливных насосов высокого давления, то есть принципы «сжимания и нагнетания топлива». Например, на двигателе 6G-74 GDI в этом участвует клапан мембранного типа, а на двигателе 4G-94 GDI — целых СЕМЬ маленьких плунжеров, расположенных в специальной «обойме» похожей на револьверную и работающих по сложному механическому принципу.

И клапан мембранного типа, и плунжера являются деталями высокой точности и их поверхности обработаны с чистотой не менее 14 класса.

Естественно, если в топливе будут посторонние примеси или, не дай Бог, «обыкновенная» грязь, то, само собой разумеется, что через некоторое время эксплуатации топливный насос высокого давления просто-напросто «сядет», то есть, уже не будет нагнетать топливо в вихревые форсунки с нужным давлением.

Конечно, конструкторами предусмотрена очистка топлива, которая имеет несколько ступеней:

· Первая очистка топлива производится «сеточкой» топливоприемника топливного насоса, расположенного непосредственно в топливном баке.
· Вторая очистка топлива осуществляется «обычным» топливным фильтром (на Mitsubishi он располагается под днищем автомобиля, на Toyota в баке).
· Третья очистка топлива происходит при поступлении топлива в топливный насос высокого давления: на «входе» топливопровода стоит «сеточка — стакан», диаметром 4 мм и высотой 9мм.
· Четвертая очистка топлива осуществляется при ВЫХОДЕ топлива из «топливной рейки» обратно в бак — конструктивно «выход» топлива осуществляется опять же через корпус топливного насоса высокого давления: там стоит такая же «сеточка-стакан».

Очистка, согласимся, хорошая, но только не для нашего топлива. Например, можно привести случай с директором автозаправочной станции, ездившим на Mitsubishi Pajero с двигателем 6G-74 GDI. Уж как только он не очищал топливо, как только не берег свою «ласточку», заливая в бак топливо действительно «самое-самое». Но все равно, через некоторое время двигатель начал терять приемистость и, в конце концов, автомобиль начал двигаться еле-еле.

А когда разобрали топливный насос высокого давления — руками развели! Все высокоточные, прецизионные детали топливного насоса были такого вида, словно их специально «шкрябали» наждачной бумагой… Следует помнить, что в баке установлен «вспомогательный» насос подкачки топлива и топливный фильтр (см. рис.). Их неисправность также может вносить свою лепту состояние инжекторной системы.

Первым «звоночком» для владельца двигателя GDI о том, что с его двигателем «что-то не так» становится снижение мощности и приемистости, а если и на это он не обратит внимание, то далее, через некоторое время двигатель начинает отказываться заводиться.

Необходимое примечание: именно на этом этапе владельцу двигателя GDI надо все бросать и «лететь» на СТО занимающуюся ремонтом таких топливных насосов высокого давления, потому что в этом случае что-то еще можно будет поправить и хоть немного, но восстановить.

Проверить и удостовериться в «виновности» в этом топливного насоса высокого давления можно достаточно просто. Для этого можно применить методику, состоящую из нескольких «шагов»:

Шаг 1: «подтверждаем или опровергаем виновность» системы электронного обеспечения управления двигателем (всей электроники), для чего проводим ее диагностику и считывание DTC.

Необходимое примечание: топливный насос высокого давления GDI — высокоточное механическое прецизионное устройство, и из всей «электроники» на нем только электромагнитный клапан, «запирающий» топливо. Система самодиагностики на автомобилях с двигателями GDI — это действительно настолько «продвинутая» система, что иногда нам казалось, что она способна «думать».

Например, компьютер «знает», что двигатель после запуска из «холодного» состояния не способен прогреться за пару минут (проводя эксперименты, мы принудительно изменяли показания датчика температуры охлаждающей жидкости сразу же после запуска двигателя), и реагировал на наши действия лампочкой «CHECK» на приборной панели.

Так же компьютер «знает», сколько «воздуха надо для нормальной работы двигателя», и при его уменьшении (мы имитировали «забитость» воздушного фильтра) так же зажигает лампочку «CHECK» на приборной панели.
Мы провели около тридцати подобных тестов и выяснили, что система настолько «продвинута», что может вызывать уважение.

Однако, несмотря на свою «продвинутость», электронная система не может, она просто не «научена» реагировать на изменение давления топлива, вследствие ухудшения параметров «внутренностей» топливного насоса высокого давления (износа вследствие применения некачественного топлива). Поэтому мы делаем.

Шаг 2: проверяем исправность электромагнитного «запирающего» клапана и если здесь все нормально, то делаем
Шаг 3: измеряем давление топливного насоса высокого давления на «выходе». И зная, что оно должно составлять от 40 до 50 кгсм2, смотрим на прибор и делаем вполне определенные выводы.
Автомобили с двигателями GDI пока еще не «научены» ездить на нашем топливе.

Ну а если у вас все же двигатель GDI и «деваться некуда», то единственное, что можно посоветовать — регулярно, через несколько тысяч километров производить полную очистку топливного насоса высокого давления в специализированной мастерской. На некоторых двигателях GDI использована корректирующая схема управления дроссельной заслонкой, которая состоит из Throttle Posicion Sensor, расположенный на оси дроссельной заслонки Два сенсора Pedal Posicion, расположенных в районе левой передней стойки и управляемых тросиком «газа».Throttle Control Motor, расположенный на дроссельной заслонке напротив TPS, который и управляет дроссельной заслонкой (датчик температуры), расположенный в «развале» блока цилиндров.

Установка дроссельной заслонки в «правильное» положение при запуске двигателя производится при повороте ключа зажигания в положение «Ig 1».Полностью закрытая дроссельная заслонка резко открывается на 20-30 градусов, а потом медленно «идет» обратно и останавливается в том положении, на которое ей «указывают» два сенсора – TPS и THW ( при регулировке TPS при включенном зажигании дроссельная заслонка изменяет свое положение. Так же, при изменении сопротивления THW дроссельная заслонка меняет свое исходное положение).

При выключении зажигания блок управления ( ECM) проводит контроль работоспособности дроссельной заслонки:Throttle Control Motor «пошагово» двигает дроссельную заслонку до упора вверх и обратно, до упора вниз. Таким образом проверяется готовность дроссельной заслонки для следующего запуска двигателя и исправность системы управления дроссельной заслонкой.

В случае неправильной регулировки TPS или неправильной работы Throttle Цена вопроса: 0 ₽