GDI

Gasoline Direct Injection

Разработчик: Mitsubishi

В начале 50-х годов в Германии была предпринята попытка создать и автомобильный двигатель с непосредственным впрыском. Им стал двухтактный двигатель небольшой германской компании Goliath. Окончательно задача была решена только в конце века, но не в Европе, а в Японии. В 1995 году первым серийным образцом 4-тактного двигателя нового типа стал мотор с аббревиатурой GDI (Gasoline Direct Injection) от Mitsubishi. В настоящее время аналогичные моторы есть у Toyota, Renault и Saab.

От традиционных инжекторных двигатели GDI конструктивно отличаются весьма существенно. Во-первых, они могут быть только многоклапанными. В головке блока имеются почти вертикальные каналы для подачи воздуха из впускного коллектора, которые обеспечивают завихрение воздушного потока, необходимого для лучшего смесеобразования. Принципиально иной конструкции форсунки распыляют топливо непосредственно в цилиндры, а не во впускной коллектор, как обычно. Давление топлива на этапе впрыска должно быть около 50 атм, для чего в дополнение к обычному электробензонасосу, подающему топливо из бака под давлением примерно в 3 атм, применяется механический топливный насос высокого давления. Он расположен непосредственно на двигателе. Нет в GDI и дроссельной заслонки в привычном смысле слова — режим работы мотора меняется в зависимости от количества топлива в цилиндрах. А педаль газа в машинах — всего лишь «клавиша», нажимая которую, водитель подает команды электронному блоку управления. Последний посредством многочисленных датчиков анализирует нагрузку и, в зависимости от ситуации, переходит на ту или иную программу подачи топлива и воздуха. Можно сказать, что двигатель сам решает, сколько топлива и в какой момент надо подать в цилиндры.

На холостом ходу и на средних оборотах поступающий через каналы воздух отражается от днища поршня, которое имеет в середине выступ гребневидной конфигурации, в результате чего возникают тайфунообразные завихрения. Впрыскиваемое под высоким давлением в конце такта сжатия топливо испаряется почти моментально и за счет особой выемки на поршне в районе форсунки возносится к свече зажигания. В результате сложных физических процессов образуется неоднородное по составу облачко смеси — вблизи свечи смесь богатая, на «периферии» — беднее, а у стенок цилиндра остается почти чистый воздух. Несмотря на то, что в целом смесь в цилиндре получается сверхбедной, примерно 40:1, такое послойное распределение обеспечивает устойчивое и эффективное сгорание, а следовательно, высокую экономичность и экологическую чистоту.

При необходимости перехода в мощностной режим впрыск топлива происходит раньше, на такте впуска, а количество подаваемого топлива резко возрастает — соотношение «воздух-бензин» увеличивается до «нормы» 14,7:1. И в таком режиме этот мотор работает практически так же, как обычный инжекторный.
Третий, комбинированный режим предназначен для того, чтобы увеличить крутящий момент на низких оборотах и добиться максимальной эластичности двигателя при ускорении на высокой передаче. В этом случае топливо впрыскивается в две стадии: сначала поступает небольшая доза на такте впуска, а большая часть — в конце такта сжатия. Мотор питается переобогащенной смесью — 12:1, за счет чего уже при 650 об./мин. крутящий момент увеличивается на 55 процентов. И машина не «дергается», если, к примеру, при скорости около 30 км/ч на 4-й передаче резко нажать на педаль газа, а уверенно и ровно ускоряется.

Бытует мнение о крайней чувствительности системы непосредственного впрыска топлива к высокому содержанию серы в бензине. На самом деле связь тут косвенная: бедная рабочая смесь неизбежно ведет к повышению концентрации в выхлопе окислов азота. А последние ужесточения европейских и американских норм токсичности заставили автопроизводителей разработать новый тип трехкомпонентных нейтрализаторов. Именно в них-то и содержится тот компонент, который был особо чувствителен к примесям серы.

GDI

Принципиальная схема двигателя 4G93 GDI

Принципиальная схема двигателя 4G93 GDI

GDI

GDI

АвтоОбоз © 1999-2017. Версия 4.0. Идея и создание: Александр Флегентов

Яндекс.Метрика