Что лучше распределенный впрыск или непосредственный
Перейти к содержимому

Что лучше распределенный впрыск или непосредственный

  • автор:

Распределенный или непосредственный впрыск (MPI или GDI). Какая разница и что лучше

Многие современные инжекторные двигатели оснащаются различной системой впрыска топлива. Уже давно ушел в историю моновпрыск, а тем более карбюратор, и сейчас остались два основных вида – это распределенный и непосредственный тип (на многих автомобилях они «скрыты» под аббревиатурами MPI и GDI). Однако простой обыватель реально не понимает в чем разница, а также — какой из них лучше. Сегодня мы закроем этот пробел в конце будет видео версия и голосование, так что читаем-смотрим-голосуем …

Распределенный или непосредственный впрыск

СОДЕРЖАНИЕ СТАТЬИ

  • Распределенный или многоточечный впрыск топлива
  • Непосредственный впрыск
  • Что же лучше — таблица?
  • ВИДЕО ВЕРСИЯ
  • ГОЛОСОВАНИЕ

Действительно пришел в салон смотришь на комплектации, а там сплошные MPI или GDI, могут быть еще и ТУРБО варианты. Начинаешь спрашивать консультанта, а он однозначно хвалит непосредственный впрыск, а вот распределенный (ну если уж денег не хватает). НО чем он так хорош то? Зачем переплачивать, и тратится именно на него?

Распределенный или многоточечный впрыск топлива

Начнем именно с него, все потому что он появился первым (перед своим оппонентом). Прототипы существовали еще на заре 20века, правда они были далеко от идеала и зачастую использовали механическое управление.

Сокращение MPI (Multi Point Injection) – многоточечный распределенный впрыск. По сути это и есть современный инжектор

Инжектор

Сейчас с развитием электроники карбюратор и прочие системы питания, которые были на заре, уходят в прошлое. Распределенный впрыск это электронная система питания, которая основана на инжекторах (от слова injection — впрыск), топливной рампе (куда они устанавливаются), электронном насосе (который крепится в баке). Все просто ЭБУ дает приказания насосу качать топливо, оно по магистрали идет до топливной рампы, далее в инжектора и после распыляется на уровне впускного коллектора.

Встроенный в коллектор

Но эта система также шлифовалась годами. Существуют три типа впрыска:

  • Одновременный. Раньше в 70 – 80 годы никого не заботила цена на бензин (стоял он дешево), также никто не думал об экологии. Поэтому впрыск топлива происходил сразу во все цилиндры, при одном обороте коленчатого вала. Это было крайне не практично, потому как обычно (в 4 цилиндровом двигателе) — два поршня работают над сжатием, а другие два отводят отработанные газы. И если подавать бензин сразу во все «горшки» то другие два просто выкинут его в глушитель. Крайне затратно по бензину и очень вредно по экологии.
  • Попарно-параллельный. Этот вид в распределительном впрыске как вы наверное уже догадались, происходил в два цилиндра по очереди. То есть топливо поступало именно туда, где сейчас происходит сжатие.
  • Фазированный тип. Это самый совершенный на данный момент метод, здесь каждая форсунка живет «своей жизнью» и управляется отдельно. Она подает бензин именно перед тактом впуска. Здесь происходит максимальная экономия смеси, а также высокая экологическая составлявшая

Я думаю с этим понятно, именно третий тип сейчас устанавливается на все современные модели автомобилей.

ГДЕ РАСПОЛАГАЕТСЯ ИНЖЕКТОР. Здесь кроется основное отличие распределительного впрыска от непосредственного. Форсунка находится на уровне впускного коллектора, рядом с блоком двигателя.

MPI

Смешение воздуха и бензина происходит именно в коллекторе. От дроссельной заслонки поступает дозированный воздух (который вы регулируете педалью газа), при достижении им форсунки впрыскивается топливо, получается смесь, которая уже затягивается через впускные клапана в цилиндры мотора (дальше сжатие, воспламенение и отвод отработанных газов).

ПЛЮСАМИ такого метода можно назвать относительную простоту конструкции, дешевизну, также сами инжектора не должны быть сложными и устойчивыми к высоким температурам (потому как не имею контакта с горючей смесью), работают дольше без очистки, не так требовательны к качеству топлива.

МИНУСЫ больший расход топлива (по сравнению с оппонентом), меньшая мощность

НО из-за простоты, дешевизны и неприхотливости устанавливаются на большое количество моторов не только бюджетного сегмента, но и D-класса.

Непосредственный впрыск

Появился не так давно, в 80 – 90 года прошлого века. Развитием активно занимались такие бренды как MERCEDES, VOLKSWAGEN, BMW и т.д.

Сокращение GDI (Gasoline Direct Injection) – впрыск непосредственно в камеру сгорания

Непосредственный впрыск

Впрыск происходит по принципу фазированного типа, то есть каждая форсунка управляется отдельно. Зачастую они закреплены в рампу высокого давления (что-то наподобие COMMON RAIL), но бывают и отдельные элементы топливо подходит именно к каждой отдельно.

КАКОЕ ЗДЕСЬ ОТЛИЧИЕ – форсунки вкручиваются в сам блок двигателя и имеют непосредственное соприкосновение с камерой сгорания и воспламененной топливной смесью.

GDI

Воздух также подается через дроссель, далее по впускному коллектору – через клапана заходит в цилиндры мотора, после этого на цикле сжатия впрыскивается топливо, смешиваясь с воздухом и воспламеняясь от свечи. ТО есть смесь происходит непосредственно в двигателе, а не во впускном коллекторе, в этом то и кроется основная РАЗНИЦА!

ПЛЮСЫ. Топливная экономичность (может достигать до 10%), большая мощность (до 5%), лучшая экология.

МИНУСЫ. Нужно понимать форсунка находится рядом с воспламененной смесью, из этого вытекает:

  • Сложная конструкция
  • Сложное обслуживание
  • Дорогой ремонт и профилактика
  • Требование к качеству топлива (иначе банально забьется)

Как видите эффективно-технологично, но дорого обслуживать.

Что же лучше — таблица?

Предлагаю подумать, составил таблицу по плюсам того и другого типов

Распределенный (MPI) плюсы: Непосредственный (GDI) плюсы:
Дешевый Мощнее (около 5%)
Простой Меньший расход (до 10%)
Работают больше без очистки Экологичнее
Не требовательны к качеству топлива
Инжектора проще конструкция

Как видите и тот и другой тип имеют весомые преимущества перед другим, видимо пока существуют оба.

Сейчас видео версия смотрим.

А теперь голосование, как ВЫ считаете что лучше – MPI (распределенный) или GDI (непосредственный)?

НА этом заканчиваю, думаю, моя статья и видео были вам полезны. Читайте наш АВТОБЛОГ, подписывайтесь на обновления.

(55 голосов, средний: 4,80 из 5)

Похожие новости

  • Давление масла в двигателе

Сколько фильтров в автомобиле

Ресурс цепи ГРМ

Добавить комментарий Отменить ответ

Комментарии

являюсь счастливым обладателем с 12 года, лансер цедия с 4G93 GDI 130 пони нареканий нет, расход по городу 9 с копейкой по трассе в районе 6 литров. бензин 92 с газпрома. Езда постояно по работе, нужно вовремя машине время уделять, расходники (масло, фильтра и остальные жижи) и т.д. и GDI проходит очень долго без серьезных вложений.

Александр по поводу экологии — а-а, не верю. теплое течение (Гольфстрим) остановилось (скажите спасибо BP — we’re sorry), ледниковый период наступает. короче пиздеж гринписовский это все. мой выбор — не кормить автопроизводителей которые год от году оттачивают мастерство производства с технологией запланированного старения. а экология — экология это род маркетинга, чтоб впаривать людям то чего им не нужно. а раз так задрот экологии — вон газовый инжектор поставь и не парься. даже если хочешь — поставь «жидкую фазу» (4-5 поколение). ну или метан — заодно и грошиков чутка сэкономишь, газ знамо дешевше бензина.

За что любят и ненавидят непосредственный впрыск

Разбираемся в особенностях конструкции моторов с непосредственным впрыском и выясняем, за что их можно любить и ненавидеть.

Бензиновые моторы с непосредственным впрыском топлива автолюбители и специалисты оценивают по-разному: одни считают их примером технологического совершенства, другие бояться как огня и готовы отказаться от них ещё на стадии выбора автомобиля. Разбираемся в особенностях конструкции и выясняем, за что стоит любить и ненавидеть непосредственный впрыск. В чём отличие схемы с непосредственным впрыском Бензиновые двигатели внутреннего сгорания с непосредственным впрыском начали массово поступать на отечественный рынок в начале 2000-х годов и к настоящему моменту стали непременным атрибутом любого более-менее современного автомобиля среднего или высшего ценового сегмента. Иными словами, они давно являются данностью и останутся таковой до момента перехода человечества на принципиально иные средства передвижения, коими сейчас большинству экспертов видятся электрокары.

Основным отличием от традиционной системы распределённого впрыска схемы с непосредственным впрыском является то, что бензин в ней подаётся не во впускной коллектор, а прямиком в цилиндры. Таким образом, в камеры сгорания поступает не готовая топливовоздушная смесь, а «живое» топливо, при этом смесеобразование производится в самом моторе. Зачем это нужно Вопросом создания систем непосредственного впрыска инженеры озаботились ещё во второй половине XIX века, однако довести до массового серийного производства смогли относительно недавно. Первыми на рынок поступили моторы семейства Mitsubishi GDI, а следом подтянулись и все другие всемирно известные бренды — Volkswagen, GM, Toyota, Mercedes, BMW, Ford, Peugeot/Citroen, Renault, Mazda и даже корейский Hyundai.

Двигатели-маломерки отработали ресурс.

Хитрость в том, что схема с непосредственным распределённым впрыском позволяет чрезвычайно тонко и точно управлять процессом смесеобразования и заставлять бензиновый двигатель работать на невероятно бедной топливовоздушной смеси. Если обычные моторы, как правило, функционируют при соотношении бензина к воздуху в пропорции 1:14, то моторы с непосредственным впрыском в некоторых режимах выходят на 1:20 и даже 1:40. Нетрудно догадаться, что это позволяет им сжигать гораздо меньше топлива. При этом настройка процессов смесеобразования в реальном времени и применение сразу нескольких режимов работы повышает мощностные и динамические показатели и улучшает экологичность силового агрегата.

Производители таких движков приводят весьма красноречивые данные: расход топлива снижается в среднем на 20-25%, а тяга и мощность повышаются на 10-15%. И всё это при небольшом литраже, применении систем рециркуляции и дожигания выхлопа, соответствии самым строгим экологическим нормам и возможности использования на ДВС многоступенчатого наддува. Словом, не моторы — сказка! Технические хитрости И всё бы ничего, да применение схем непосредственного впрыска тянет за собой невероятно высокие требования не только к конструкции силового агрегата, но также к топливному насосу и качеству горючего, а также смазочным материалам, форсункам и электрике, большинству других жизненно важных узлов и агрегатов автомобиля.

Добиться образования правильной смеси при непосредственном впрыске чрезвычайно сложно. Для этого «мозги» машины снабжаются сразу несколькими программами управления с разным циклом работы и ворохом высокоточных датчиков. А за распыл топлива отвечают специальные вихревые форсунки, работающие при сверхвысоком давлении, для создания которого, в свою очередь, автомобиль оснащается высокопроизводительными топливными насосами, аналогичными тем, что используются в дизельных схемах (если обычные насосы развивают порядка 3-4 атм, то эти обеспечивают 50-130). Разумеется, компоненты таких систем должны быть невероятно технологичными и качественными, рассчитанными на длительный срок службы. Именно соблюдение этих условий позволяет более эффективно распылять топливо, лучше перемешивать его с воздухом и грамотнее распоряжается готовой смесью на разных режимах работы двигателя.

Какими станут двигатели будущего.

Будучи ненагруженным (к примеру, в режиме холостого хода), двигатель с непосредственным впрыском функционирует в режиме послойного смесеобразования — смесь максимально обедняется, но остаётся достаточно качественной и пригодной для работы. В этом режиме дроссельная заслонка открыта широко, а впускные заслонки находятся в закрытом состоянии. Горючее впрыскивается ближе к концу такта сжатия в область свечи зажигания, где завихряется и легко воспламеняется. Гомогенное смесеобразование позволяет получить мощностную смесь, необходимую при равномерных нагрузках на двигатель и на переходных режимах. При максимальных нагрузках открыты как дроссельная заслонка, так и впускные каналы, а горючее впрыскивается ещё на такте впуска. Одновременно, по возможности, дожигаются и выхлопные газы, что повышает экологические показатели без ущерба для мотора.

Всё это требует доработки геометрии камеры сгорания, повышения степени сжатия до 1:12-14, применения более сложного и дорогого катализатора, высокопроизводительных форсунок с мощными соленоидами, а также высокопроизводительного мультирежимного топливного насоса. Плюсы и минусы Главным минусом систем непосредственного впрыска является общее снижение надёжности: даже при незначительных сбоях и поломках какого-либо компонента такой движок начинает «капризничать» — глохнуть, чихать, не выходить на полную мощность, зажигать пиктограмму на приборной панели и всячески намекать владельцу на проблемы.

5 могучих атмосферников, которых больше нет.

Вторым не менее важным недочётом является стоимость такого агрегата — это технически сложное устройство, требующее повышенного внимания и контроля ко всем системам, включая систему питания, зажигания, выпуска и электронику.

Чувствительность к качеству топлива — ещё один жирный минус, с которым готов мириться далеко не каждый автовладелец. Купив машину с системой непосредственного впрыска, вы гарантированно начнёте чрезвычайно тщательно подходить к выбору заправок: заливаться дешёвой горючкой, увы, уже не получится. И дело даже не в том, что таким моторам нужно особое октановое число — некоторые из них давно научились работать даже на 92-м бензине или спирте, — а в содержании в некачественном бензине соединений серы, фосфора, железа и прочих примесей, мешающих нормальной работе ДВС.

Наконец, отпугнуть от покупки машины с таким движком может и высокая стоимость запасных частей и обслуживания. Дешёвыми высокотехнологичные запчасти к ним не бывают, при этом требования к маслам, фильтрам и прочим «расходникам» также повышаются. Но всё это меркнет на фоне плюсов: Именно моторы с непосредственным впрыском являются наиболее технологичными, экономичными, лёгкими и тяговитыми. Они идеально подходят для эксплуатации в загруженных мегаполисах (именно в пробочных режимах ДВС с непосредственным впрыском наиболее экономичны), вдобавок они позволяют увеличивать интервал замены масла и обладают увеличенным сроком службы из-за уменьшения нагара (это достигается программно максимально эффективным сжиганием топливовоздушной смеси). Однако всего этого удаётся добиться только при чрезвычайно внимательном отношении к автомобилю и грамотном его обслуживании.

Три вида инжектора – какой впрыск выбрать

Молодое поколение водителей уже и не знает, что раньше инжекторных моторов не было – почти все бензиновые силовые агрегаты были карбюраторные. Но экология и развитие технологий вытеснили их, сегодня системы подачи топлива сплошь компьютерные. Но их развитие не остановилось. Современный автомобиль с бензиновым мотором может быть оборудован тремя типами впрыска – распределенным, непосредственным или комбинированным. Чем они отличаются и какой из них лучше рассмотрим в этой статье.

На фото - распределенный впрыск топлива

Распределенный впрыск (MPI)

Формально это не первый вид впрыска, и не он пришел на смену карбюратору. Был еще так называемый моновпрыск – топливо во впускной коллектор подавала одна форсунка. Несмотря на то, что управление у нее было электронным, по сигналам с датчиков, заметного преимущества моновпрыск перед карбюратором не дал: основная проблема с оседанием топлива на стенках коллектора сохранилась. Моновпрыск популярности не получил, а автомобильные инженеры сразу перешли к впрыску распределенному.

Схема моновпрыска, стрелочка указывает на форсунку

Основная его особенность – наличие индивидуальной форсунки на каждый цилиндр. Впрыск топлива происходит во впускной коллектор, в нем происходит смесь с воздухом. Форсунки расположены около впускных клапанов, топливу не нужно блуждать по недрам коллектора, смесь получается стабильной. Уже этот факт позволил снизить расход, повысить мощность и улучшить экологичность. Кроме того, система распределенного впрыска получилась недорогой – форсунки простые, бензонасос дешевый, все отточено и хорошо работает. Неудивительно, что распределенный впрыск до сих пор остается самым популярным, особенно на недорогих автомобилях, для которых себестоимость производства и цена владения имеют важное значение.

Схема распределенного впрыска топлива

Минус у распределенного впрыска сегодня один – он достиг потолка по эффективности. Инженеры уже выжали максимум, дальше ни расход топлива снижать, ни мощность увеличить невозможно, поэтому конструкторам приходится искать новые варианты, чтобы укладываться во все более строгие экологические рамки и удовлетворять запросы покупателей, которые постоянно хотят более экономичные и более мощные автомобили.

Непосредственный впрыск (GDI)

Довольно очевидно, что главное направление улучшения характеристик – образование топливо-воздушной смеси прямо в цилиндре. Да, по сравнению с карбюратором и моновпрыском, потери топлива на проход по коллектору у распределенного впрыска заметно меньше, но они все равно есть. Что-то остается на коллекторе, что-то на впускных клапанах. Всего этого можно избежать если подавать бензин прямо в цилиндр. Так и происходит на моторах с непосредственным впрыском.

Слева распределенный впрыск MPI, справа непосредственный GDI

То, что это работает, хорошо видно по характеристикам. GDI-моторы мощнее и экономичнее собратьев с распределенным впрыском. Прибавка составляет порядка 5-10%, что не так уж и мало. Такой результат достигается не только за счет меньшей потери топлива, но и за счет гибкости, которую инженеры получают в настройке впрыска. Например, они могут «играть» с так называемым стехиометрическим числом – соотношением бензина и воздуха в смеси. Обедненные смеси, в которых мало бензина, но много воздуха, на распределенном впрыске невозможны – они просто напросто не смогут воспламениться по законам физики. У непосредственного впрыска эта проблема решена очень элегантно, бензин распыляется около свечи зажигания, рядом с ней смесь богатая, но по всему остальному цилиндру – бедная. Получается, что и с воспламенением проблем нет, и топлива используется меньше.

Еще одна перспективная тема для непосредственного впрыска – управлением моментом подачи топлива. В зависимости от нагрузки на мотор, топливо можно подавать на разных циклах движения поршня (например, на сжатии или на впуске) и получать нужный результат по соотношению мощность/экономичность. Эта сфера еще не до конца исследована и оставляет инженерам большой простор для улучшения показателей моторов.

Вид на двигатель GDI сверху

Казалось бы, непосредственный впрыск намного лучше распределенного и должен был бы его уже вытеснить. Но оказалось все не так просто. У GDI-моторов нашлись и серьезные минусы.

Во-первых, сильно усложнилась конструкция. Форсунки более дорогие и сложные, обычного насоса в баке уже не хватает, требуется использовать дополнительный ТНВД, который повышает себестоимость системы. Кроме того, очень сильно возрастают требования к качеству топлива. Форсунки и ТНВД сильнее страдают от некачественного бензина, а ремонт оказывается очень дорогим. Неудивительно, что на дешевых машинах непосредственный впрыск встречается нечасто – он реально дороже в обслуживании чем распределенный.

ТНВД двигателя 4G93

Во-вторых, обнаружились и технические проблемы. То, что бензин не проходит через впускные клапана обратилось не только в плюсы, но и в минусы для самих клапанов. Они больше не смазываются и не охлаждаются бензином. Из-за этого на машинах с непосредственным впрыском на впускных клапанах часто образуется нагар, а это приводит к неправильной работе всего мотора. Яркий пример – двигатель ЕP6 (Prince), о котором мы уже рассказывали.

Нагар на клапанах

Не удивительно, что в России первые GDI-моторы получили так сказать «плохую прессу», с российским «серным» бензином ТНВД и форсунки служили недолго, а их замена всегда была дорогой. Сейчас качество топлива чуть выросло, да и агрегаты постепенно избавляются от детских болезней, но до сих пор нужно признать, что распределенный впрыск в целом чуть более надежный чем непосредственный.

Нельзя сказать, что перечисленные недостатки ставят крест на непосредственном впрыске, но то, что они сдерживают его развитие, это точно.

Комбинированный впрыск

Популярная тема последних 5-6 лет – использование на одном моторе обоих типа инжектора. То есть у машины есть два комплекта форсунок – один установлен перед клапанами во впускном коллекторе, а второй – прямо в цилиндрах. В зависимости от настройки ЭБУ, в разных режимах может работать как одна форсунка, так другая, или вообще обе сразу – тут тоже непаханное поле для экспериментов и улучшений. Обычно в простых режимах движения используются форсунки в коллекторе, а когда нужно поднажать и от мотора требуется максимум, то подключаются форсунки в цилиндрах. Может быть и чуть иначе, настройки у каждого мотора свои.

Комбинированный впрыск топлива

Объединение впрысков помогает решить технические проблемы. Если часть бензина идет из коллектора, то впускные клапана нормально охлаждаются и смазываются. Жизнь форсунок тоже по идее должна увеличиться, ведь они теперь используются по очереди. При этом все эксперименты с бедной смесью и временем впрыска на комбинированной системе тоже возможны.

Однако проблему сложности и долговечности комбинированный впрыск не решает. У него все равно есть ТНВД, дополнительные форсунки и очень замороченная настройка. Своими силами ремонтировать такие машины очень сложно. Есть и другие заморочки в обслуживании таких машин, например, при установке ГБО, уже есть «газовые» решения, которые могут работать и с комбинированным впрыском, но они дорогие и сложные в настройке и установке.

Двигатель 2.5 с комбинированным впрыском топлива Kia K5

На сегодняшний момент с разными типами инжекторов сложилась понятная ситуация – есть отработанная и проверенная технология (мы имеем в виду распределенный впрыск), которая за годы использования избавилась от проблем, дешева и надежна, но которая исчерпала резервы к улучшению и уже не всегда устраивает по эффективности. И есть более перспективные технологии, сложные, пока менее надежные и заметно более дорогие, но дающие лучший результат и в целом более прогрессивные. Наверное, когда-то распределенный впрыск тоже будет отправлен на свалку истории, но у нынешних покупателей машин есть выбор – либо предпочесть надежность и дешевизну, либо мощность и экономию топлива. И не факт, какой из этих выборов лучше.

Распределенный впрыск: устройство и преимущества

О чем речь? Распределенный впрыск топлива – очередной виток эволюции ДВС, который пришел на смену карбюраторным и моновпрысковым моторам. Его отличие в наличие форсунки для подачи топливной смеси у каждого цилиндра, работой которых управляет ЭБУ. Такая конструкция снизила расход топлива и выбросы в атмосферу.

На что обратить внимание? Тем не менее на данный момент распределенный впрыск постепенно уходит в прошлое, уступая более технологичному подходу – прямому впрыску. Однако для владельца авто важны не только показатели экономичности, но и надежность и ремонтопригодность системы.

В этой статье:

  1. Задачи системы впрыска топлива
  2. Устройство распределенного впрыска
  3. Виды систем распределенного впрыска
  4. Сравнение распределенного впрыска с непосредственным
  5. Совмещение прямого и распределенного впрыска
  6. Часто задаваемые вопросы о распределенном впрыске

Как избежать штрафа до 100 000 р за ошибки в эксплуатации оборудования
Скачайте инструкции по безопасной эксплуатации

Задачи системы впрыска топлива

Чтобы понять разницу между непосредственным и распределенным впрыском топлива, необходимо вспомнить основы работы двигателя внутреннего сгорания и рассмотреть подробнее конструкцию моторов соответствующих типов.

Вкратце, в системах распределенного впрыска топлива электронный блок управления, оценивая информацию от множества датчиков, рассчитывает точный объем топлива, который необходим двигателю в конкретный момент времени. При этом учитывается множество факторов: нагрузка на силовую установку, положение дроссельной заслонки, потребление кислорода и т. д.

В результате получается оптимальное соотношение горючего и воздуха в топливно-воздушной смеси. Это не только обеспечивает максимальную производительность мотора, но и позволяет снизить количество вредных выбросов в атмосферу, так как топливо сгорает практически полностью.

На раннем этапе внедрения инжекторных двигателей в автомобилестроении именно моторы с распределенным впрыском устанавливались на большей части ТС. Однако в последующем экологи смогли добиться разработки устройств, имеющих усовершенствованную конструкцию и оказывающих более щадящее воздействие на окружающую среду. Так распространились силовые установки с непосредственным впрыском горючего.

Ключевые отличия между двигателями указанных двух типов заключаются в следующем:

  • Распределенный впрыск топлива – это подача горючего в двигатель посредством форсунок, из которых оно попадает во впускной коллектор и далее непосредственно в цилиндры через впускной клапан.
  • При непосредственном впрыске бензина он подается через форсунки непосредственно в камеру сгорания, а воздух поступает через впускной клапан из впускного коллектора.

Устройство распределенного впрыска

В системах центрального впрыска топливно-воздушная смесь подается в цилиндры внутри впускного коллектора при помощи единственной форсунки.

В более продвинутых системах используется отдельная форсунка на впускном тракте цилиндра. Через них посредством электронного блока управления поступает точно рассчитанное количество бензина на впускной клапан, при перемешивании топлива с кислородом формируется горючая смесь.

Двигатели с распределенным впрыском обеспечивают лучшую топливную эффективность, экономичность расхода горючего, а также снижают выбросы в атмосферу. Работу форсунок обеспечивает электронный блок управления – мини-компьютер, в непрерывном режиме анализирующий данные, поступающие от датчиков, и рассчитывает точный объем топлива, которое требуется в конкретный момент.

Также ЭБУ проводит мониторинг параметров работы двигателя, сопоставляя их с оптимальными значениями, сохраненными в памяти. При обнаружении отклонений режима работы мотора от нормального на приборной панели водителя включается специальный световой индикатор. При наличии серьезных неисправностей соответствующая информация также записывается в память бортового ЭБУ.

Система распределенного впрыска топлива состоит из следующих элементов:

  • система подачи и очистки горючего;
  • система подачи и очистки кислорода;
  • система фильтрации и сжигания остатков бензина;
  • электронный блок с датчиками;
  • система вывода и дожигания выхлопных газов.

Виды систем распределенного впрыска

Порядок работы системы распределенного впрыска двигателя зависит от типа программного обеспечения, установленного в ЭБУ, а также от вида форсунок. Все типы распыления отличаются своими нюансами, в общих чертах описать их можно следующим образом.

Режим одновременного впрыска

Такие системы в настоящее время не используются. Суть их работы в том, что ЭБУ подает команду на впрыск топлива во все цилиндры сразу. При этом на начальном такте впуска в одном цилиндре система подает топливо во все патрубки впускного коллектора.

Минус такой конструкции в том, что 4-тактный двигатель функционирует от последовательного включения цилиндров. В то время, когда один поршень выполняет такт впуска, в остальных цилиндрах протекают другие стадии работы (сжатие, такт и выпуск). То есть фактически в один момент работает только один цилиндр, а в других остаток топлива остается до момента, пока не откроется соответствующий клапан.

Смесь не всегда прогорала полностью, что приводило к повышенному выбросу СО. Подобное устройство характерно для ТС, производившихся в 1970-1980-е годы, когда нефтепродукты имели низкую стоимость и еще не вызывало столько беспокойства состояние окружающей среды, ее загрязнение выхлопами топлива.

Попарный режим

В таких моторах был внедрен раздельный впрыск топлива в каждый цилиндр. Это позволило снизить объем несгоревшего горючего и повысить экономичность.

Последовательный режим (распределение горючего по фазам газораспределения)

Такие системы используются на всех выпускающихся в наши дни ТС. На них ЭБУ выполняет управление работой каждой форсунки в отдельности. Для повышения топливной эффективности горючее подается с небольшим опережением открытия впускного клапана, что обеспечивает поступление во впускной коллектор готовой топливно-воздушной смеси. Распыление осуществляется посредством одной форсунки за весь цикл работы мотора. В четырехцилиндровом ДВС топливная система функционирует аналогично блоку зажигания, как правило, в порядке 1/3/4/2.

Моторы с последовательным впрыском отличаются высокой экологичностью и экономичностью, поэтому сегодня ведется активная разработка их более совершенных модификаций.

Сравнение распределенного впрыска с непосредственным

Рассмотрим подробнее особенности моторов, оснащенных системой впрыска HPi, GDI, CGI и FSI и MPI:

  • В моторах с прямой системой впрыска давление топлива существенно выше, чем в системах с распределенной подачей топлива. Для исправной работы двигателя используется топливный насос высокого давления.
  • Форсунки в системе прямого впрыска имеют устройство, обеспечивающее раскручивание капель топлива на выходе. В результате они испаряются быстрее. В свою очередь, в распределенной системе подачи горючего форсунка обеспечивает образование топливного факела.

Очевидно, что моторы, оснащенные системой впрыска MPI, имеют более простое устройство. Также в силовых установках с прямым впрыском производительность зависит от распределения воздуха внутри двигателя и объема подаваемого в цилиндры горючего. В этой связи поршни таких моторов отличаются сложной профилированной конструкцией.

Схожую задачу выполняют и впускные клапаны, которые присутствуют в устройстве коллектора системы непосредственной подачи горючего. HPi, GDI, CGI и FSI-системы формируют топливно-воздушную смесь послойно. До конца сжигается только малая часть бензина, которая непосредственно соприкасается со свечой зажигания, либо может происходить разрушение топливного облака, обогащающее смесь кислородом. В MPI впускные коллекторы для горючего отвечают только за подачу соединения горючего с кислородом в камеру сгорания, поэтому у них нет заслонок и винтовой формы в отличие от двигателя с непосредственным впрыском.

Таковы основные особенности двигателей, оснащенных системой распределенного впрыска. Если рассмотреть конструкцию внимательнее, то наличие сложной системы форсунок, топливного насоса высокого давления, специального поршня и особого впускного коллектора можно считать недостатком, однако это не значит, что MPI в ближайшие годы полностью выйдут из эксплуатации.

Читайте также!

Тем не менее в определенный момент MPI сойдут со сцены. Причина этому та же, что и для снятия с производства карбюраторных двигателей с центральной системой подачи бензина – недостаточная экономичность моторов с распределенным впрыском и их негативное влияние на экологию. Лабораторные исследования показали, что при прочих равных условиях у двигателей с прямым питанием расходуется на 20-25 % меньше горючего при росте мощности до 10 %. Неудивительно, что все ведущие производители сегодня вкладываются в разработку силовых установок именно этого типа.

При этом даже при высокой экологичности двигатели, оснащенные прямым впрыском, все равно производят выхлопы с большой концентрацией сажи. Именно эта особенность делает их единственным реальным конкурентом для моторов, работающих на дизельном топливе.

Совмещение прямого и распределенного впрыска

Распределенный впрыск или непосредственный – что лучше? В последние несколько лет актуальность этого вопроса снижается активной разработкой моторов, имеющих обе системы одновременно, то есть форсунки располагаются как непосредственно в цилиндрах, так и перед клапанами на входе во впускной коллектор.

Распределенный впрыск может использоваться на щадящих режимах, а при необходимости увеличить мощность включается прямая подача топлива в камеру сгорания. Конкретный режим работы мотора зависит от настроек электронного блока управления и марки авто. Простор для инженерных экспериментов в таких системах очень широк.

Параллельное использование распределенного и прямого впрыска должно открывать возможность для избавления от некоторых технических дефектов. В частности, впускные клапаны получают достаточную смазку и охлаждение, так как небольшой объем горючего поступает из коллектора. Срок службы форсунок также в теории должен вырасти, так как два их типа задействуются поочередно. Все это не отменяет поиска более совершенных инженерных способов применения обедненной смеси и различного времени впрыска.

В действительности комбинированная подача топлива нисколько не упрощает работу впрыска и не увеличивает срок службы входящих в нее конструктивных компонентов. Устройство также включает в себя топливный насос высокого давления, лишние форсунки, а настройка оборудования достаточно сложна. Сегодня уже можно встретить комбинированные системы, работающие на газе, но они очень капризны в эксплуатации и стоят весьма недешево.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *