Что лучше распределенный впрыск или непосредственный?

В двухтактных двигателях

Выгода непосредственного впрыска еще более явная в двухтактных двигателях, потому что он устраняет большую часть загрязнения, которое они вызывают. Во всех двухтактниках кроме тех с единственными разделением двигателями или столь же сложными мерами, выхлоп и порты потребления оба открыты в то же время, у основания хода поршня, для «очистки». В обычных двухтактниках часть смеси топлива/воздуха, входящей в цилиндр от картера до портов потребления, идет непосредственно, несожженная, через выхлопной порт. С непосредственным впрыском только воздух (и обычно немного нефти) прибывает из картера, и топливо не введено, пока поршневые повышения и все порты не закрыты.

Bosch уже был на работе над механическим непосредственным впрыском двигателем DKW-Meisterklasse в конце 1930-х с хорошими результатами испытаний. Вторая мировая война остановила дальнейшее развитие.

Некоторым автомобилям Goliath и Gutbrod с двухтактным двигателем, построенным в начале 1950-х, развили механический непосредственный впрыск под лидерством Ганса Шеренберга, но их двигатели были скоро заменены четырехтактными двигателями. Транспортные средства с двухтактным двигателем показали очень хорошую работу и до 30% меньше расхода топлива по версии карбюратора, прежде всего под низкой нагрузкой двигателя. Автомобили пользовались дополнительным преимуществом, поскольку система впрыска также измерила смазку в двигатель от специальной нефтяной цистерны, устранив потребность во владельцах смешать их собственную двухтактную топливную смесь. Часть нефти была объединена с топливом в насосе инъекции, чтобы смазать цилиндры и поршневые кольца, остальное было перенесено к воздухозаборнику, чтобы смазать картер. Но автомобили были дорогими и трудными начаться, когда двигатель был теплым из-за замков пара. Кроме того, очень немного людей знали о непосредственном впрыске, и насосам инъекции было нужно частое регулирование. Фирменные ремонтные мастерские и услуги Bosch стали перегруженными, и много автомобилей были переделаны в карбюратор.

Два типа GDi используются в двухтактниках: низкое давление, помогшее с воздухом и с высоким давлением. Прежний, развитый Orbital Engine Corporation Австралии (теперь Orbital Corporation) вводит смесь топлива и сжатого воздуха в камеру сгорания. Когда воздух расширяется, он дробит топливо. Орбитальная система используется в моторных скутерах, произведенных Априлией, Piaggio, Пежо и Kymco, в бортовых моторах, произведенных Меркурием и Tohatsu, и в личном судне, произведенном Бомбардиром Развлекательные продукты.

Прямой инжектор с высоким давлением для двухтактных двигателей был развит в начале 1990-х Ficht GmbH Германии Kirchseeon. Outboard Marine Corporation (OMC) лицензировала технологию в 1995 и ввела ее на производстве навесной двигатель в 1996. OMC купил контрольный пакет акций в Ficht в 1998. Окруженный обширными гарантийными требованиями к ее Ficht outboards и предшествующим и параллельным управленческим финансовым проблемам, OMC объявил банкротство в декабре 2000 и двигатель, производственная часть и бренды (Бортовые моторы Evinrude и Джонсон Аутбоардс), включая технологию Ficht, были куплены Бомбардиром Развлекательные продукты в 2001.

Evinrude ввел систему Электронного детектива, улучшение топливной инъекции Ficht, в 2003, основанный на американских доступных 6,398,511. В 2004 Evinrude получил EPA Чистая Воздушная Премия Превосходства за их outboards использование системы Электронного детектива. Система Электронного детектива недавно также была адаптирована к использованию в снегоходах с двухтактным двигателем спортивного типа.

yamaha также есть система непосредственного впрыска с высоким давлением (HPDI) для двухтактника outboards. Это отличается от Ficht/E-Tec и Орбитальных систем с прямым впрыском топлива, потому что это использует отдельный, механический бензонасос высокого давления, с ременным приводом, чтобы произвести давление, необходимое для инъекции в закрытой палате. Это подобно актуальнейшим автомобильным проектам с 4 ударами.

EnviroFit, некоммерческая корпорация, спонсируемая Университетом штата Колорадо, развил комплекты модификации с прямым впрыском топлива для мотоциклов с двухтактным двигателем в проекте уменьшить загрязнение воздуха в Юго-Восточной Азии, используя технологию, разработанную Orbital Corporation Австралии.

Всемирная организация здравоохранения говорит, что загрязнение воздуха в Юго-Восточной Азии и Тихом океане вызывает 537 000 преждевременных смертельных случаев каждый год. 100 миллионов такси с двухтактным двигателем и мотоциклов в той части мира — главная причина.

Плюсы и минусы

Регулярное повышение стоимости бензина заставляет даже владельцев дорогих автомобилей, у которых достаток выше среднего, задумываются об альтернативном топливе. О его безвредности для мотора уже знают все. Коме того, природный газ — это экологически чистое топливо, которое пока не умеют разбавлять грязью. Единственная проблема — деление пропан-бутановой смеси на зимнее и летнее топливо. Тут нужно иметь бдительность и полагаться на добросовестность поставщика.

Не составляет труда при современном уровне автосервисов оформить ГБО по закону. Достаточно получить все бумаги на оборудование от сервиса и стать на учёт в ГИБДД.

В ситуации с ГБО на tfsi имеются несколько дополнительных плюсов и минусов:

1. Установка ГБО fsi обойдётся значительно дороже обычного комплекта 4-го поколения, так как само оборудование стоит больше, и квалификация мастеров соответствующая.
2. Если будет использовать вариант, когда при работе ДВС на газу в топливный отсек подаётся и бензин в незначительном количестве, то в смеси должны присутствовать воздух и два вида топлива. То есть бензиновые расходы неизбежны, срок окупаемости ГБО увеличен. Но даже при этом не превысит 20000 км.
3. ГБО очень дорогое и доверять его монтаж следует только высококвалифицированным проверенным мастерам. Неправильно работающая система повлечёт весьма дорогой ремонт вплоть до замены бензиновых инжекторов.

Газобаллонную аппаратуру для ДВС с прямым впрыском делают многие производители. Однако технология достаточно сложная. Не все комплекты ГБО можно поставить на определённое ТС. ГБО иногда рассчитано на ограниченное количество моделей и не перераспределяется на остальные машины.

Недостатки

Хотя Непосредственный впрыск обеспечивает больше власти и эффективности, углеродное накопление происходит в клапанах потребления, который в течение долгого времени уменьшает поток воздуха до цилиндров, и поэтому уменьшает власть. Топливо содержит различные моющие средства и может содержать потребления в чистоте. Когда топливо больше не распыляется в клапанах потребления, небольших количествах грязи от воздушных пирогов потребления на стенах потребления, даже с воздушными фильтрами, которые препятствуют тому, чтобы большая часть грязи вошла в цилиндр. Это наращивание может стать достаточно серьезным, который часть может прервать и, как было известно, сожгла отверстия в каталитических конвертерах. Это может также вызвать спорадические неудачи воспламенения. Эти проблемы были известны в течение некоторого времени, и технологии были улучшены, чтобы уменьшить углеродное накопление.

Общие сведения

Как правило, большая часть систем впрыска схожи между собой, принципиальное различие может заключаться в смесеобразовании.

Основные элементы топливных систем, вне зависимости от того, о бензиновых или дизельных двигателях идет речь:

1. Бак, в котором хранится горючее. Бак представляет собой емкость, оснащенную насосным устройством, а также фильтрующим элементом для очистки горючего от грязи.
2. Топливные магистрали представляют собой набор патрубков и шлангов, предназначенный для подачи топлива из бака в двигатель.
3. Узел смесеобразования, предназначенный для образования горючей смеси, а также дальнейшей ее передачи в цилиндры, в соответствии с тактом работы силового агрегата.
4. Управляющий модуль. Он используется в инжекторных моторах, это связано с необходимостью контроля различных датчиков, клапанов и форсунок.
5. Сам насос. Как правило, в современных авто применяются погружные варианты. Такой насос представляет собой небольшой по размерам и мощности электромотор, подключенный к жидкостному насосу. Смазка устройства реализуется с помощью топлива. Если в бензобаке будет менее пяти литров горючего, это может привести к поломке мотора.

СПТ на моторе ЗМЗ-40911.10

Система Комон рейл

Управление впрыском топлива происходит при помощи электронного блока управления. Количество подаваемого топлива учитывается от числа оборотов двигателя, скорости движения и возникающих нагрузок в процессе движения автомобиля. Система впрыска дизельного двигателя комон рейл позволят достичь максимально возможного давления впрыска топлива. Поэтому она и получила широкое распространение на современных двигателях.

Система common rail принцип работы

Насос создаёт высокое давление не для каждой форсунки в отдельности  а для всех сразу. Давление аккумулируется в расширительной трубке рейле.  Все форсунки соединены с рейлом.  Впрыск топлива осуществляется за счет работы электро магнитного клапана в форсунках. Управление клапанами осуществляет электронный блок.  На основании данных которые он получает от датчиков.

положение коленчатого  вала

положение распределительного вала

температуры поступающего воздуха-

температуры двигателя

давление топлива в рейл

количество сгоревшего топлива

положение педали газа

В зависимости от полученных данных ЭБУ определяет время открытия и закрытия форсунок. То есть количество необходимого топлива. Угол опережения зажигания.

Достигается максимальное сгорание топлива на разных режимах работы двигателя.

Устройство системы комон рейл

Система комон рейл состоит из элементов низкого и высокого давления топлива.

Элементы низкого давления обеспечивают подачу топлива до насоса высокого давления. Низкое давление является составной частью нагнетания высокого. То есть оно должно иметь определённую величину. Чтобы насос высокого давления эффективно работал.

В систему низкого давления входят топливоподводящие трубки. Фильтра грубой и тонкой очистки топлива. И как правило шестеренный насос низкого давления.

Элементы высокого давления производят нагнетание рабочего давления топлива в камере сгорания.

К ним относятся:

Насос высокого давления

Рейл

Подводящие трубки к форсункам

Форсунки распыляющие топливо в камере сгорания

В связи с тем что система подводит давление к форсункам одновременно. Затрудняется поиск неисправностей. Если одна форсунка вышла из строя. Например перестала сдерживать рабочее давление. Двигатель работать не сможет. Потеря давления в одной форсунке не позволит создать давление во всей системе.

Неплотное соединение между элементами высокого давления так же позволит создать давление нагнетания.

Например очень часто форсунки подключаются к рейл при помощи удлинителей(морковок) Форсунка имеет конусное отверстие. И в это отверстие прилегает конус удлинителя. Если в соединении трубки удлинителя и форсунки будет повреждение. И трубка не плотно приляжет к форсунке. Давление в системе уже не создаться. И двигатель не заведется.  Все соединения должны быть надёжными и предельно прочными. Попадание малейших частиц грязи приведет к неисправности. Иногда  требуется ремонт форсунок. Их снимают везут в мастерскую. Соединительные трубки остаются в пыли и грязи ждать форсунки. При установке отремонтированных форсунок их прикручивают как они и лежали. Мотор естественно не заводится из за попавшей грязи в форсунки. А винить начинают мастеров. Диагностика неисправности системы впрыска комон рейл производится при помощи тестера. Который считывает коды ошибок выдаваемых электронным блоком. Но этих данных бывает недостаточно для определения истинной причины неисправности.

Система впрыска дизельного двигателя подвергается постоянной эволюции. Связано это с требованиями экологии. По уменьшению  вредных выбросов отработанных газов. А это в свою очередь и есть путь к повышению эффективности работы двигателя и экономии топлива.

Виды систем впрыска на бензиновых ДВС

На бензиновых двигателях используются следующие системы подачи топлива – центральный впрыск (моно впрыск), распределенный впрыск (многоточечный), комбинированный впрыск и  непосредственный впрыск.

Центральный впрыск

Подача топлива в системе центрального впрыска происходит за счет топливной форсунки, которая расположена во впускном коллекторе. Поскольку форсунка всего одна, то эту систему впрыска называют еще – моновпрыск.

Системы этого вида на сегодняшний день утратили свою актуальность, поэтому в новых моделях автомобилей они не предусмотрены, впрочем, в некоторых старых моделях некоторых автомобильных марок их можно встретить.

К преимуществам моно впрыска можно отнести надежность и простоту использования. Недостатками подобной системы являются низкий уровень экологичности двигателя и высокий расход топлива.

Распределенный впрыск

Система многоточечного впрыска предусматривает подачу горючего отдельно на каждый цилиндр, оснащенный собственной топливной форсункой. При этом ТВС образуется только во впускном коллекторе.

В настоящее время большинство бензиновых двигателей оснащено системой распределенной подачи топлива. Преимуществами подобной системы являются высокая экологичность, оптимальный расход топлива, умеренные требования к качеству потребляемого топлива.

Непосредственный впрыск

Одна из наиболее совершенных и прогрессивных систем впрыска. Принцип работы подобной системы заключается в прямой подаче (впрыске) топлива в камеру сгорания цилиндров.

Система непосредственной подачи топлива позволяет получать качественный состав ТВС на всех этапах работы ДВС с целью улучшения процесса сгорания горючей смеси, увеличения рабочей мощности двигателя, снижения уровня отработанных газов.

К недостаткам данной системы впрыска можно отнести сложную конструкцию и высокие требования к качеству топлива.

Комбинированный впрыск

Система данного типа объединила в себе две системы – непосредственный и распределенный впрыск. Зачастую она применяется для уменьшения выбросов токсичных элементов и отработанных газов, благодаря чему достигается высокие показатели экологичности двигателя.

Все системы подачи топлива, пнименяемые на бензиновых ДВС могут быть оснащены механическими или электронными устройствами управления, из которых последняя наиболее совершенна, поскольку обеспечивает наилучшие показатели экономичности и экологичности двигателя.

Подача топлива в подобных системах может осуществляться непрерывно или дискретно (импульсно). По мнению специалистов, импульсная подача топлива является наиболее целесообразной и эффективной и на сегодняшний день применяется во всех современных двигателях.

Комбинированный впрыск топлива или непосредственно-распределенный,что это такое?

Опубликовано 07.03.2019

комбинированный впрыск, двигатели +с непосредственным впрыском топлива, комбинированный впрыск топлива, двигатель +с комбинированным впрыском, система питания +с комбинированным впрыском, комбинированный впрыск непосредственно распределенный, система распределенного впрыска топлива, распределенный +и непосредственный впрыск топлива, распределенный впрыск топлива +что +это, система непосредственного впрыска топлива, непосредственный впрыск топливаБензиновый двигатель с непосредственным впрыском топлива имеет большие преимущества такие как экономия, качество образования смеси, ее полное сгорание, увеличение мощности, уменьшение вредных выбросов, но в то же время на некоторых режимах работы образует большое количество твердых частиц сажи, которая в свою очередь попадает в атмосферу. Их содержание может превышать выбросы такого же по объему дизеля.

комбинированный впрыск, двигатели +с непосредственным впрыском топлива, комбинированный впрыск топлива, двигатель +с комбинированным впрыском, система питания +с комбинированным впрыском, комбинированный впрыск непосредственно распределенный, система распределенного впрыска топлива, распределенный +и непосредственный впрыск топлива, распределенный впрыск топлива +что +это, система непосредственного впрыска топлива, непосредственный впрыск топливаБензиновый двигатель с непосредственным впрыском топлива имеет большие преимущества такие как экономия, качество образования смеси, ее полное сгорание, увеличение мощности, уменьшение вредных выбросов, но в то же время на некоторых режимах работы образует большое количество твердых частиц сажи, которая в свою очередь попадает в атмосферу. Их содержание может превышать выбросы такого же по объему дизеля.

Для уменьшения выбросов в атмосферу и исполнения экологических норм ЕВРО-6 концерн VAG (Volkswagen Audi Gruppe) и чуть позже Toyota разработали комбинированную систему впрыска топлива объединяющую систему непосредственного впрыска и систему распределенного впрыска на одном двигателе. При изменении режимов работы двигателя внутреннего сгорания электронный блок управления переключает работу между системами впрыска. В результате инженерам удалось на двигателях с комбинированным впрыском увеличить мощность, крутящий момент, сократить расход топлива, уменьшить выбросы CO2 в окружающую среду и соответствовать экологическим нормам.

Сейчас комбинированная или непосредственно-распределенная система впрыска устанавливается на двигателях VAG TFSI объемом 1,8 и 2,0 литра и Toyota 6AR-FSE 2,0 литра. Система питания с комбинированным впрыском включает в себя элементы обоих систем: форсунки, топливную рампу высокого давления, форсунки, топливную рампу низкого давления, а также насос высокого давления обеспечивающий питание обеих систем.

Элементы обеих топливных систем установлены так же как на двигателях присущих им. Работа непосредственно-распределенной системы впрыска осуществляется в зависимости от нагрузки на двигатель внутреннего сгорания. При пуске, прогреве, а так же при максимальной нагрузке активна система непосредственного (прямого) впрыска топлива. И при разных режимах идет разное количество инжекции топлива например: при запуске – три впрыска на такте сжатия; на холодном двигателе – один впрыск на такте впуска; при прогреве двигателя и движении с максимальной нагрузкой – два впрыска, один на такте впуска, другой на такте сжатия. Форсунки непосредственного впрыска периодически подключаются для предотвращения их засорения. Система распределенного впрыска подключается только при частичной нагрузке и на средних мощностных характеристиках работы двигателя. В основном этот режим работы присущ размеренной городской езде с частыми остановками и стартами автомобиля.

комбинированный впрыск, двигатели +с непосредственным впрыском топлива, комбинированный впрыск топлива, двигатель +с комбинированным впрыском, система питания +с комбинированным впрыском, комбинированный впрыск непосредственно распределенный, система распределенного впрыска топлива, распределенный +и непосредственный впрыск топлива, распределенный впрыск топлива +что +это, система непосредственного впрыска топлива, непосредственный впрыск топливаОптимизация режимов впрыска топлива в соответствии с режимами работы двигателя позволяет достичь минимального выброса сажевых частиц в атмосферу с отработавшими газами. Необходимо отметить, что при выходе из строя одной из систем впрыска двигатель продолжает работать в аварийном режиме, а автомобиль имеет возможность двигаться.

Сопутствующие технологии

Непосредственный впрыск может также сопровождаться другими технологиями двигателя, такими как переменный выбор времени клапана (VVT) или непрерывная переменная фазировка кулака, настроенный/много путь или переменное множащее потребление длины (VLIM или ЭНЕРГИЯ), и turbocharging. Закачивание воды или (более обычно) рециркуляция выхлопного газа (EGR) может помочь уменьшить высокие окиси азота (NOx) эмиссия, которая может следовать из горения крайних скудных смесей; современные турбинные двигатели используют непрерывную фазировку кулака вместо EGR.

Настройка раннего поколения, электростанция FSI, чтобы произвести более высокую энергию трудная с единственного времени, возможно ввести топливо, во время фазы индукции. Обычные двигатели инъекции могут ввести всюду по последовательности с 4 ударами, поскольку инжектор впрыскивает на заднюю часть закрытого клапана. Двигатель с прямым впрыском топлива, где инжектор вводит непосредственно в цилиндр, ограничен ходом всасывания поршня. Как увеличения RPM, время, доступное, чтобы ввести топливные уменьшения. Более новые системы FSI, у которых есть достаточное топливное давление, чтобы ввести даже поздно в фазе сжатия, не страдают до той же самой степени; однако, они все еще не вводят во время выхлопного цикла (они могли, но он просто потратить впустую топливо). Следовательно, все другие факторы, являющиеся равным, двигателю FSI нужны инжекторы более высокой способности, чтобы достигнуть той же самой власти как обычный двигатель. Некоторые двигатели преодолевают это ограничение и при помощи непосредственного впрыска и при помощи многоходовой топливной инъекции (Toyota 2GR-FSE V6).

Замена масла и качественный бензин

Топливо с высоким октановым числом содержит очищающие добавки, которые снижают риск появления нагара на клапанах. Так, качественный бензин сохраняет работоспособность системы подачи топлива

Также важно своевременно менять моторное масло. Это делается в соответствии с рекомендациями производителя или по фактическому износу смазочного материала (на это, в том числе, влияет качество бензина)

Отследить нарушения периодичности технического обслуживания, использование владельцем бензина низкого качества сможет только компьютерная диагностика. В теории об истории замены моторного масла может рассказать гарантийная книжка, но на практике она не настолько информативна и не страхует от проблем.

Трейси Льюис, владелец Automotive Product Design and Engineering Group (APDEG) в Тампа-Бэй, штат Флорида, работает в автомобильной промышленности уже 40 лет и специализируется на всех видах GDI, начиная с 2008 года. Он также занимается анализом работы двигателей с системой прямого впрыска различных производителей.

Льюис советует владельцам использовать только высококачественное синтетическое масло, чтобы избежать процесса, называемого коксованием, который может вывести из строя впускные клапаны.

«Использование синтетического масла с самого начала эксплуатации автомобиля вместо синтетических смесей, поставляемых дилерами, приведет к сокращению коксования на разных скоростях. Минеральные частицы масла оставляют загрязнение на клапанах, которое в конечном итоге превращается в твердый, абразивный кристаллический слой», – говорит он.

Льюис советует для максимального спокойствия искать транспортное средство, которое эксплуатировалось на синтетическом моторном масле. Основываясь на многолетних исследованиях, он рекомендует использовать серии Amsoil или Mobil One, как более дешевой альтернативы. Льюис также предполагает, что покупатели избегают чрезвычайно легких моторных масел и используют образцы с вязкостью не менее 10 Вт.

Новые разработки

Конструкторы же на достигнутом не останавливаются. Своеобразную доработку прямого впрыска сделали в концерне VAG в силовом агрегате TFSI. У него систему питания объединили с турбокомпрессором.

Интересное решение предложила компания Orbital. Они разработали особую форсунку, которая помимо топлива впрыскивает в цилиндры еще и сжатый воздух, подающийся от дополнительного компрессора. Такая топливовоздушная смесь обладает отличной воспламеняемостью и хорошо сгорает. Но это пока только разработка и найдет ли она применение на авто, пока неизвестно.

В целом же, непосредственный впрыск сейчас является самой лучшей системой питания в плане экономичности и экологичности, хоть и имеются у нее свои недостатки.

Почему важна компьютерная диагностика

Для начала необходимо изучить сохраненные коды пропуска зажигания, полученные с помощью диагностического сканирования. Накопление нагара может привести к нарушению алгоритма технологии зажигания, то есть к неправильному воспламенению топлива. Такие проблемы не может обнаружить водитель во время эксплуатации, но они регистрируются компьютером при обнаружении.

Одним из простых и действенных способов защиты от покупки автомобиля с проблемным двигателем GDI является компьютерная диагностика. Специалист быстро проведет сканирование компьютерного мозга автомобиля, чтобы узнать, зарегистрированы ли какие-либо нарушения в системе зажигания. Если они есть, то могут возникнуть проблемы с клапанами, и тут необходимо более глубокое исследование состояния системы.

Вывод

Инжектор – современное решение для современного автомобиля. Его работа обеспечивает лучшие показатели расхода, мощности и экологичности машины. Но есть и свои трудности. Ввиду сложности работы, ремонтом и диагностикой неисправностей могут заниматься только представители сервисных центров, обладающие необходимыми оборудованием для проверки. Огромное количество датчиков позволяет вычислять оптимальные дозы подачи топлива и ее смесь, однако, при их неисправности или неправильной настройке, вместо ожидаемой экономии бензина и мощности, можно получить совершенно противоположный результат. Чаще всего в системе выходят из строя датчики. Их стоимость относительная высокая, а продолжительность работы зависит в первую очередь от качества бензина. А топливо может попасться и с примесями, даже на хороших заправках.