Двигатели GDI — все, что нужно знать о технологии прямого впрыска
GDI представляет собой технологию прямого впрыска горючего в цилиндры инжекторных двигателей. Сегодня она широко используется в современных бензиновых ДВС.
Автопроизводители присваивают своим конструкциям разные обозначения. У «Мицубиси» это GDI, у VW – FSI, на «Фордах» технология называется «Экобуст». В «Тойотах» – 4D, а «Мерседес» разъясняет понятие «прямого впрыска» в индексе ДВС. В чем особенность этой технологии, какие у нее преимущества и недостатки, разберем ниже.
В классических поршневых агрегатах горючее поступает в коллектор, где происходит его смешивание с воздухом. В GDI подача топлива осуществляется сразу в цилиндр. Этот метод делает процесс сгорания более эффективным, поскольку он обеспечивает точный контроль над объемом бензина и временем его впрыска.
Форсунки встраиваются в ГБЦ, топливо распыляется в каждой камере сгорания, минуя впускной коллектор и клапаны. Горючее поступает под давлением, которое обеспечивается ТНВД.
ДВС с прямым впрыском имеет фактически аналогичную конструкцию, что и обычные бензиновые агрегаты. В таком моторе цилиндр оснащен форсункой и свечей. Поступление горючего в камеры осуществляется через ТНВД при давлении в 5 мПа. Форсунки функционируют в двух режимах подачи топлива, в зависимости от динамики движения автомобиля.
Работа с избыточно бедными смесями — при низких нагрузках и спокойной езде по городу или за его пределами на скорости до 120 км/ч. Бензин поступает в камеры цилиндра конце такта сжатия. Концентрированное топливное облако находится в области свечи зажигания и быстро воспламеняется, поджигая обедненную горючую смесь. Это позволяет мотору работать оптимально при соотношении бензина к воздуху в цилиндре 1 к 40.
Второй режим функционирования или стехиометрическая смесь осуществляется при движении на повышенной скорости по трассе. Воспламенение происходит мгновенно и без трудностей. Бензин подается в процессе впускного такта. Горючее поступает в цилиндры, равномерно распыляется, а после этого моментально испаряется, охлаждая воздух в рабочей зоне мотора. Этот процесс также снижает вероятность детонации.
У GDI есть еще один, третий режим функционирования, контролируемый самой системой управления. Он позволяет увеличивать крутящий момент в случае, если автомобиль движется на низких оборотах и водитель резко нажимает на педаль газа. При функционировании агрегата в таком режиме и внезапном увеличении подачи обогащенной смеси возрастает риск детонации.
Но блок управления решает эту проблему. Небольшой объем бензина поступает на такте впуска в цилиндр. Последний заполняется обедненной смесью в пропорции 50 к 1 (воздух к топливу). Детонация отсутствует. На заключительной стадии сжатия в цилиндр направляется струя бензина, устанавливающая пропорцию воздуха и горючего в обогащенную смесь или равную 10-12 к 1. Это также исключает возможность детонации.
Основное достоинство таких ДВС — эффективность топливоподачи. Благодаря точному управлению впрыском бензина в цилиндры двигателя достигается повышенная экономичность. Моторы GDI более эффективно используют поступающий воздух, что обеспечивает увеличение мощности и лучшее ускорение автомобиля. Такие агрегаты отличаются большей экологической безопасностью.
Но это не все достоинства:
✅ Надежность и долговечность. Топливо подается непосредственно в цилиндр и не проходит через впускные клапаны, за счет чего устраняется риск образования отложений
✅ Благодаря впрыску бензина под высоким давлением удается достичь большей мощности без проблем с детонацией
✅ Улучшенная реакция на педаль газа. Автомобиль более чувствительно реагирует на команды водителя
✅ Повышенная мощность на высоких оборотах: Это обеспечивает улучшенную динамику при обгоне
✅ Эффективность при низких нагрузках
Но это технология не идеальна. У GDI есть ряд недостатков и уязвимостей, которые следует учитывать. Эти моторы чувствительны к топливу, к содержанию в нем примесей и загрязнений. Использование низкокачественного бензина может вызвать засорение форсунок и повреждение впрыска. Это отражается на эффективности и увеличивает вероятность поломок. Даже небольшие примеси способны привести к загрязнению форсунок, что станет причиной неравномерного распределения топлива по цилиндрам и снижению производительности двигателя.
Регулярное использование дешевого бензина в моторах GDI увеличивает риск образования угара. Обслуживание и ремонт GDI-двигателей обходятся дороже, чем у традиционных систем впрыска, ввиду сложной конструкции. Повышенные температуры отработанных газов может влиять на долговечность катализатора и других компонентов выхлопной. Автомобили с GDI-моторами стоят дороже по сравнению с аналогичными моделями с традиционным впрыском.
Сохранение бесперебойной работы двигателей с GDI предполагает ряд мероприятий в рамках профилактики. Разумеется, это выбор только качественного топлива, регулярная замена расходных материалов, использование рекомендованных производителем масел. Но также требуется систематическая чистка впуска от отложений, накипи, грязи с клапанов, дроссельной заслонки и прочих компонентов.
Оценка состояния форсунок, давления топлива и работы электронной системы управления — часть поддержания «здоровья» двигателя. Избегайте длительного холостого хода, чтобы снизить загазованность и риск образования накипи в цилиндрах.
Все зависит от характера поломки и конкретного случая. Рассмотрим пример с автомобилем Mitsubishi Carisma. Стоимость контрактного двигателя GDI объемом 1.8 л (бывшего в употреблении, привезенного с иностранной разборки) составляет порядка 50-60 тыс. рублей. Такой же подержанный мотор, снятый с автомобиля, эксплуатирующегося в РФ, будет стоить 25-30 тыс. руб. Стоимость «капиталки» такого ДВС в одном из техцентров Mitsubishi в Москве составляет от 55 до 250 тыс. руб.
Среди других типов ДВС GDI-двигатель выделяется методом прямого впрыска горючего. Этот тип обеспечивает эффективное топливопотребление, что ведет к повышенной экономичности. При выборе авто с таким ДВС нужно отталкиваться от особенностей обслуживания и ремонта, ваших индивидуальных потребностей (манера вождения, тип поездок). Производители предлагают разные GDI, некоторые из них более надежны и долговечны. Для принятия обоснованного решения рекомендуем изучить отзывы владельцев и мнения экспертов о конкретной марке и модели авто.
Автопроизводители присваивают своим конструкциям разные обозначения. У «Мицубиси» это GDI, у VW – FSI, на «Фордах» технология называется «Экобуст». В «Тойотах» – 4D, а «Мерседес» разъясняет понятие «прямого впрыска» в индексе ДВС. В чем особенность этой технологии, какие у нее преимущества и недостатки, разберем ниже.
Чем GDI отличается от традиционных двигателей?
В классических поршневых агрегатах горючее поступает в коллектор, где происходит его смешивание с воздухом. В GDI подача топлива осуществляется сразу в цилиндр. Этот метод делает процесс сгорания более эффективным, поскольку он обеспечивает точный контроль над объемом бензина и временем его впрыска.
Форсунки встраиваются в ГБЦ, топливо распыляется в каждой камере сгорания, минуя впускной коллектор и клапаны. Горючее поступает под давлением, которое обеспечивается ТНВД.
Принцип действия GDI
ДВС с прямым впрыском имеет фактически аналогичную конструкцию, что и обычные бензиновые агрегаты. В таком моторе цилиндр оснащен форсункой и свечей. Поступление горючего в камеры осуществляется через ТНВД при давлении в 5 мПа. Форсунки функционируют в двух режимах подачи топлива, в зависимости от динамики движения автомобиля.
Работа с избыточно бедными смесями — при низких нагрузках и спокойной езде по городу или за его пределами на скорости до 120 км/ч. Бензин поступает в камеры цилиндра конце такта сжатия. Концентрированное топливное облако находится в области свечи зажигания и быстро воспламеняется, поджигая обедненную горючую смесь. Это позволяет мотору работать оптимально при соотношении бензина к воздуху в цилиндре 1 к 40.
Впрыск топлива из форсунки в двигателе GDI. Фото: YouTube.com
Второй режим функционирования или стехиометрическая смесь осуществляется при движении на повышенной скорости по трассе. Воспламенение происходит мгновенно и без трудностей. Бензин подается в процессе впускного такта. Горючее поступает в цилиндры, равномерно распыляется, а после этого моментально испаряется, охлаждая воздух в рабочей зоне мотора. Этот процесс также снижает вероятность детонации.
У GDI есть еще один, третий режим функционирования, контролируемый самой системой управления. Он позволяет увеличивать крутящий момент в случае, если автомобиль движется на низких оборотах и водитель резко нажимает на педаль газа. При функционировании агрегата в таком режиме и внезапном увеличении подачи обогащенной смеси возрастает риск детонации.
Электронная дроссельная заслонка GDI-двигателя 4G93. Фото: YouTube.com
Но блок управления решает эту проблему. Небольшой объем бензина поступает на такте впуска в цилиндр. Последний заполняется обедненной смесью в пропорции 50 к 1 (воздух к топливу). Детонация отсутствует. На заключительной стадии сжатия в цилиндр направляется струя бензина, устанавливающая пропорцию воздуха и горючего в обогащенную смесь или равную 10-12 к 1. Это также исключает возможность детонации.
Преимущества и недостатки GDI-двигателей
Основное достоинство таких ДВС — эффективность топливоподачи. Благодаря точному управлению впрыском бензина в цилиндры двигателя достигается повышенная экономичность. Моторы GDI более эффективно используют поступающий воздух, что обеспечивает увеличение мощности и лучшее ускорение автомобиля. Такие агрегаты отличаются большей экологической безопасностью.
Но это не все достоинства:
✅ Надежность и долговечность. Топливо подается непосредственно в цилиндр и не проходит через впускные клапаны, за счет чего устраняется риск образования отложений
✅ Благодаря впрыску бензина под высоким давлением удается достичь большей мощности без проблем с детонацией
✅ Улучшенная реакция на педаль газа. Автомобиль более чувствительно реагирует на команды водителя
✅ Повышенная мощность на высоких оборотах: Это обеспечивает улучшенную динамику при обгоне
✅ Эффективность при низких нагрузках
Но это технология не идеальна. У GDI есть ряд недостатков и уязвимостей, которые следует учитывать. Эти моторы чувствительны к топливу, к содержанию в нем примесей и загрязнений. Использование низкокачественного бензина может вызвать засорение форсунок и повреждение впрыска. Это отражается на эффективности и увеличивает вероятность поломок. Даже небольшие примеси способны привести к загрязнению форсунок, что станет причиной неравномерного распределения топлива по цилиндрам и снижению производительности двигателя.
Сажево-масляный налет в двигателе GDI. Фото: YouTube.com
Регулярное использование дешевого бензина в моторах GDI увеличивает риск образования угара. Обслуживание и ремонт GDI-двигателей обходятся дороже, чем у традиционных систем впрыска, ввиду сложной конструкции. Повышенные температуры отработанных газов может влиять на долговечность катализатора и других компонентов выхлопной. Автомобили с GDI-моторами стоят дороже по сравнению с аналогичными моделями с традиционным впрыском.
Особенности ухода и профилактики
Сохранение бесперебойной работы двигателей с GDI предполагает ряд мероприятий в рамках профилактики. Разумеется, это выбор только качественного топлива, регулярная замена расходных материалов, использование рекомендованных производителем масел. Но также требуется систематическая чистка впуска от отложений, накипи, грязи с клапанов, дроссельной заслонки и прочих компонентов.
Катушка зажигания двигателя Mitsubishi 1.8 GDI (4G93). Фото: YouTube.com
Оценка состояния форсунок, давления топлива и работы электронной системы управления — часть поддержания «здоровья» двигателя. Избегайте длительного холостого хода, чтобы снизить загазованность и риск образования накипи в цилиндрах.
Купить контрактный или отремонтировать: что выгоднее?
Все зависит от характера поломки и конкретного случая. Рассмотрим пример с автомобилем Mitsubishi Carisma. Стоимость контрактного двигателя GDI объемом 1.8 л (бывшего в употреблении, привезенного с иностранной разборки) составляет порядка 50-60 тыс. рублей. Такой же подержанный мотор, снятый с автомобиля, эксплуатирующегося в РФ, будет стоить 25-30 тыс. руб. Стоимость «капиталки» такого ДВС в одном из техцентров Mitsubishi в Москве составляет от 55 до 250 тыс. руб.
Среди других типов ДВС GDI-двигатель выделяется методом прямого впрыска горючего. Этот тип обеспечивает эффективное топливопотребление, что ведет к повышенной экономичности. При выборе авто с таким ДВС нужно отталкиваться от особенностей обслуживания и ремонта, ваших индивидуальных потребностей (манера вождения, тип поездок). Производители предлагают разные GDI, некоторые из них более надежны и долговечны. Для принятия обоснованного решения рекомендуем изучить отзывы владельцев и мнения экспертов о конкретной марке и модели авто.
- Олег Вальд
- youtube.com
Рекомендуем для вас
Иркутский авиазавод назвал ежегодный тираж самолетов МС-21
На заводе сейчас проводят серьезную модернизацию. Она поможет ускорить процесс производства МС-21 в ожидаемом количестве экземпляров....
«Туполев» серьезно увеличит объем выпускаемых Ту-214
Завод модернизируют. Расширение производственных мощностей, в свою очередь, позволит увеличить тираж самолета....
Ждем на самолетах – ПД-14 успешно прошел сертификацию
Также стала известна дата первой поставки российского авиадвигателя ПД-8. Все подробности читайте в нашем материале....
Вертолет с российским двигателем ВК-650В впервые подняли в воздух
Первые испытания пройдены успешно. Отечественный вертолет смог опередить «Ансат» и Ка-226....
Новый двигатель ЯМЗ-770 выдает 620 л. с. и интересен не только этим
Выставка «Агросалон 2024» удивила посетителей новинками, среди которых особенно выделился турбодизель ЯМЗ-770. Этот новый двигатель от Ярославского моторного...
Lada Vesta в 2025 году станет не хуже иномарок – готовится глобальное обновление
Наконец дождемся? Или АвтоВАЗ просто вынужден модернизировать автомобили под напором китайских брендов?...
«Атлант 50» и «Атлант 65» – КАМАЗ собирается конкурировать с БЕЛАЗом
Выпускаемые Камским заводом новые карьерники отличаются большой грузоподъемностью и габаритами, не позволяющими ездить по ДОП. Модели все больше напоминают...
«Ленскому мосту» быть!
Запущено строительство моста через реку Лену. По предварительным подсчетам уникальный проект обойдется в 130 млрд рублей. Подробнее обо всем читайте в нашем...
ОДК покажет прорывные технологии на примере авиадвигателей ПД-14 и ПД-35
Выставка пройдет в Москве с 23 по 25 декабря. Покажут лучшие достижения в авиастроении....
Самосвалы БЕЛАЗ стали оснащаться российскими двигателями
Это проект в рамках тесного сотрудничества двух государств. Его цель – сделать БЕЛАЗы полностью импортозамещенными....
АвтоВАЗ сделает автомобили Lada еще быстрее
Для достижения этой цели проводятся работы по увеличению мощности 1,8-литрового двигателя....
В России появятся новые отечественные минивэн и легковой фургон – они будут полноразмерными
Выпускать новинки планирует компания «Соллерс». Уже примерно известно, когда автомобили поступят в продажу....
Автомобили для покорения Севера – на Чукотке такие можно найти даже бесплатно
Это только кажется, что чукчи до сих пор передвигаются на собачьих и оленьих упряжках, как и большинство жителей Чукотки. На самом деле, тут многие куда более...
Новый комбайн от Ростсельмаш – революционное решение для полей
На выставке «Агросалон 2024» в подробностях продемонстрировали долгожданную новинку от завода Ростсельмаш. Ею стал кормоуборочный комбайн F-1500 с двигателем...
XB-1: возвращение к гражданской сверхзвуковой авиации идет по плану
В октябре этого года прототип-демонстратор Boom XB-1 установил для себя новый рекорд скорости в 791 км/ч. Эта машина – платформа для создания полномасштабного...
Запущено серийное производство универсального минивэна Zeekr Mix, которого так долго ждали
«Прогрев» публики длился больше полугода, и удивить производителю на самом деле есть чем. Продажи автомобиля в Поднебесной стартуют уже завтра. Подробности в...