Это эффективно

Топливо подается не во впускной коллектор, а через форсунки непосредственно в цилиндры, отсюда и название типа впрыска – непосредственный или прямой. Приготовление топливовоздушной смеси происходит именно в камере сгорания, и этим процессом можно очень точно управлять с точки зрения как количества подаваемого топлива, так и момента, что открывает очень большие возможности по части эффективности работы двигателя.

Непосредственный впрыск в бензиновых моторах начали массово применять в 2000-х (на десятилетие позже, чем на дизелях), причем это совпало с началом эры даунсайзинга. Случайно? Вовсе нет. Такие топливные системы как раз очень эффективны в связке с турбонаддувом, хотя и на «атмосферниках» прямой впрыск применяют. И все же сочетание малого рабочего объема, наддува и технологии GDI (gasoline direct injection) дает наилучший результат.

Топливо подается на форсунку под очень высоким давлением, распыляется в камере особым образом, что позволяет поджигать даже сверхбедную смесь. Так достигается высокая экономичность, но лишь в режимах малых нагрузок или при равномерном движении. А если отключать в таких случаях часть режимов (что умеют многие современные двигатели), можно сжигать еще меньше топлива. Но в остальных режимах – с более высокой нагрузкой, при увеличении оборотов – смесь обогащается, могут использоваться дополнительные впрыски.

Все это позволяет получать от двигателя максимальную экономию или отдачу, «играть» со степенью сжатия, моментом зажигания, тем же обеднением смеси без риска локального перегрева, детонации и т.д.

Если ранние версии GDI были сами по себе не очень надежны, капризны, имели, например, проблемы с затрудненным запуском в условиях низких температур, то со временем топливные системы такого типа уже не кажутся чем-то особенным и опасным в эксплуатации.

Жесткие экологические требования вынуждают производителей отказываться от бензиновых моторов с распределенным впрыском, оставляя их только на отдельных рынках. В Европе же практически все давно перешли на непосредственный впрыск. Да что там европейские бренды – китайские производители тоже предлагают двигатели с непосредственным впрыском и турбонаддувом, оставляя атмосферные двигатели с MPI лишь для самых простых и недорогих моделей.

В общем, хотим мы того или нет, избежать прямого бензинового впрыска почти невозможно. А стоит ли его бояться? Скорее нет, чем да, хотя кое-какие заложенные на конструктивном уровне проблемы или особенности все же имеются. Вот о них и поговорим.

Топливная система

Как мы уже отмечали, бензин в камеру сгорания подается под высоким давлением, которое может превышать 100 атм, – за это отвечает ТНВД. Узел этот сам по себе более сложный и дорогой, нежели обычный насос, применяемый в MPI-моторах, к тому же он очень чувствителен к наличию воды и твердых примесей в бензине. В любом случае на автомобилях с большими пробегами ТНВД оказывается в числе факторов риска.

К ним же отнесем и топливные форсунки, которые должны осуществлять точный распыл. Они тоже очень требовательны к чистоте бензина, а еще в большей степени это касается пьезофорсунок, которые применяются на некоторых моделях. Да-да, все почти как на дизельных моторах с Common Rail!

Но топливная система – это не только насос и форсунки, но также бак, магистрали, система фильтрации, регуляторы давления и различные датчики. Проблемы с той или иной составляющей могут отражаться на работе системы непосредственного впрыска, что требует комплексных подходов в вопросах ее диагностики и ремонта. А чтобы отсрочить эти работы, лучше не растягивать интервалы замены топливного фильтра и заправляться на заслуживающих доверия АЗС.

Впускные клапаны

Одна из «врожденных» проблем двигателей с непосредственным впрыском – накапливающиеся отложения на впускных клапанах. Форсунки ведь подают топливо прямо в камеру сгорания, поэтому впускные клапаны бензином не охлаждаются и не моются, отложения и нагар с них никак не снимаются, а, наоборот, только накапливаются, чему также содействует система рециркуляции отработавших газов. Со временем клапаны просто могут перестать закрываться, что потребует оперативных ремонтных действий.

Некоторые производители (например, Volkswagen и Toyota) для борьбы с данным явлением используют комбинированный впрыск – непосредственный и многоточечный. Но такие системы применяются лишь на отдельных моторах. Остается использование специальных промывок (химической раскоксовки) или же механическая очистка клапанов каждые 50-60 тыс. км.

LSPI (Low speed pre-ignition)

Явление, получившее название Low speed pre-ignition (низкоскоростное предварительное зажигание или преждевременное воспламенение смеси в цилиндре), обычно характерно как раз для двигателей с непосредственным впрыском топлива. Его суть в том, что в определенных режимах работы двигателя (как раз не при высоких, а при средних оборотах, например, при движении с крейсерской скоростью) возникают условия для раннего зажигания топливно-воздушной смеси, из-за чего происходит серия неконтролируемых взрывов в цилиндре, что приводит к повреждению ЦПГ. Точные причины явления до сих пор остаются неизвестными, несмотря на многочисленные теории и исследования на эту тему.

Зимняя эксплуатация

Здесь, собственно говоря, две проблемы. Первая – затрудненный холодный пуск из-за специфики образуемой формы факела впрыска. Впрочем, с этой неприятностью столкнулись владельцы самых ранних версий GDI-моторов, довольно быстро проблема была решена путем изменения прошивок. А на машинах с комбинированным впрыском холодный пуск и вовсе осуществляется на MPI-форсунках.

Вторая проблема касается скорости прогрева двигателя в режимах малых нагрузок. Да-да, та же проблема, что и на современных дизелях, пусть и в меньшей степени. Частично проблема решается путем использования сложной системы охлаждения, на некоторых двигателях выпускной коллектор интегрирован в ГБЦ, что также ускоряет прогрев. Что же касается отопления салона, то, как и на дизельных версиях, может применяться электрический нагреватель (ТЭН), что заодно позволяет не отбирать дефицитное тепло у двигателя.

Сажевый фильтр

Сначала с этим автопроизводители столкнулись на дизельных двигателях с Common Rail, а теперь и на бензиновых с непосредственным впрыском: в процессе сгорания топлива образуются мельчайшие твердые частички, которые требуют применения специальных улавливающих устройств. Таким образом, сажевые фильтры начинают появляться уже и на бензиновых машинах, а чем это потенциально грозит в процессе эксплуатации, известно по дизельным версиям.

Подружить мотор с газом стало сложнее

Причина как раз в том, что непосредственный впрыск требует большей точности и скорости работы форсунок в сравнении с MPI-моторами, соответственно выше требования и к железу, и к софту газового блока управления. В противном случае есть риск некорректной работы ГБО. В некоторых режимах требуется довпрыск бензина, а если стабильность газовой системы под вопросом, замещение газа бензином ради перестраховки оказывается очень значительным, что снижает экономический эффект от использования оборудования. Высококлассные системы от ведущих производителей ГБО работают точнее, но и стоят заметно дороже дешевых комплектов.

Двигатели в базе объявлений Автобизнеса

Чтобы сообщить об ошибке, выделите текст и нажмите Ctrl+Enter

Подписывайтесь на ABW и читайте новости раньше всех!