Послойный впрыск топлива применяют для: Что такое система впрыска автомобиля FSI и как работает

2. FSI – непосредственный впрыск топлива

4. FSI-режимы

6. Перечень системы

7. FSI режим гомогенного впрыска

8. FSI Режим послойного впрыска

10. FSI: MED 7.5.10

11.

14. Выхлопная система

15. NOx — датчик

18. SAM система уменьшения звука

19. FSI изменения, начиная с Touran MED 9.5.10 крышка двигателя

20. Клапан системы рециркуляции отработавших газов

21. Система охлаждения

22. Двухконтурная система охлаждения

23. Регулируемый масляный насос

24. Регулируемый масляный насос

25. Режим работы: холодный пуск двойной впрыск для прогрева катализатора

26. Режим работы: 1,6l FSI вTouran двойной впрыск для увеличения крутящего момента

27. Система впуска воздуха

28. Датчики давления топлива

29. Топливный насос, впуск топлива

30. Топливный насос, нагнетание

31. Регулировка давления топлива

32. Black screen

Многоточечный впрыск топлива что это

BMW 5 series 530D › Бортжурнал › Системы питания топливом дизельных двигателей.

Сегодня вот решил по больше узнать о видах питания дизельных двигателей. Вот информация которую удалось нарыть.

Различают следующие системы питания топливом: –

Одноточечный (центральный, моно) впрыск топлива (SPI)

Одноточечный впрыск – это электронно-управляемая система впрыска топлива, в которой электромагнитная форсунка периодически впрыскивает топливо во впускной трубопровод перед дроссельной заслонкой.

Многоточечный (распределенный) впрыск топлива (MPI)

Многоточечный впрыск создает условия для более оптимальной, по сравнению с одноточечным впрыском, работы системы смесеобразования.Для каждого цилиндра предусмотрена топливная форсунка, через которую топливо впрыскивается непосредственно перед впускным клапаном.

Механическая система впрыска топлива

В механической системе впрыска топлива масса впрыскиваемого топлива определяется топливо-распределительным устройством (дозатором), от которого топливо направляется к форсунке, автоматически открывающейся при определенном давлении.

Комбинированная электронно-механическая система впрыска топлива

Комбинированная система впрыска базируется на механической, которая для более точного управления впрыскиванием снабжена электронным блоком, управляющим режимом работы насоса и форсунок с топливо распределительным устройством.

Электронные системы впрыска топлива

Электронно управляемые системы впрыска обеспечивают прерывистый впрыск топлива форсунками с электромагнитным управлением. Масса впрыскиваемого топлива определяется временем открытия форсунки.Необходимость соблюдения жестких норм содержания вредных веществ в отработавших газах диктует высокие требования к регулированию состава топливовоздушной смеси и конструкции системы впрыска. При этом важно обеспечить как точность момента впрыска, так и точность дозировки массы впрыскиваемого топлива в зависимости от количества подаваемого воздуха.

Для выполнения этих требований в современных системах многоточечного (распределенного) впрыска топлива на каждый цилиндр двигателя приходится по электромагнитной форсунке, причем управление каждой форсунки осуществляется индивидуально. Количество впрыскиваемого топлива и корректировка момента впрыска рассчитываются для каждой форсунки в электронном блоке управления (ECU). Процесс смесеобразования улучшается за счет впрыскивания точно отмеренного количества топлива непосредственно перед впускным клапаном (или клапанами) в точно установленный момент времени. Это, в свою очередь, в значительной степени предотвращает попадание топлива на стенки впускного трубопровода, что может привести к временным отклонениям коэффициента избытка воздуха от среднего значения в неустановившемся режиме работы двигателя. Так как в многоточечной системе впрыска через впускной трубопровод проходит только воздух, трубопровод может быть выполнен таким образом, чтобы в оптимальной степени соответствовать газодинамическим характеристикам наполнения цилиндров двигателя.

Непосредственный впрыск — системы с внутренним смесеобразованием

В таких системах, называемых >системами с непосредственным впрыском (DI) , топливные форсунки с электромагнитным приводом, размещенные в каждом цилиндре, впрыскивают топливо непосредственно в камеру сгорания. Смесеобразование происходит внутри цилиндра. Для обеспечения эффективного сгорания смеси существенную роль играет процесс распыления выходящего из форсунки топлива.

Во впускной трубопровод двигателя с непосредственным впрыском топлива, в отличие от двигателя с внешним смесеобразованием, подается исключительно воздух. Таким образом, исключается попадание топлива на стенки впускного трубопровода.

Если при внешнем смесеобразовании в процессе сгорания обычно присутствует однородная топливовоздушная смесь, то при внутреннем смесеобразовании двигатель может работать как с однородной, так и с неоднородной смесью.

Работа двигателя при послойном распределении смеси

Смесь при послойном распределении заряда воспламеняется только в зоне вокруг свечи зажигания. В остальных частях камеры сгорания содержатся свежая смесь и остаточные отработавшие газы двигателя без следов несгоревшего топлива. На режимах холостого хода и при малой нагрузке таким образом обеспечивается работа на обедненной смеси, что приводит к снижению расхода топлива.

Работа двигателя при наличии однородной смеси

Однородная смеси занимает полностью объем камеры сгорания (как и при внешнем смесеобразовании), и весь заряд свежего воздуха, поступившего в камеру, участвует в процессе сгорания. Поэтому этот способ образования смеси применяется в условиях работы двигателя при полной и средней нагрузках.

Многоточечный распределенный впрыск топлива: что это за система

Система впрыска – основной составляющий элемент системы топлива в транспортном средстве, форсунка выступает в качестве основного рабочего «органа». На сегодняшний день не составит труда найти большое количество разнообразных устройств, их задача сводится к обеспечению впрыска. В статье будет рассмотрен многоточечный впрыск – его особенности, достоинства, а также основные отличия от некоторых других систем.

Особенности действия

Особенности деятельности и существования данной системы базируются на том, что необходимо обеспечивать бесперебойную подачу топлива в цилиндры с помощью форсунок, число которых равно количеству цилиндров.

Если рассматривать классификационные моменты по принципу работы, то можно выделить две основные группы систем – непрерывный впрыск и импульсную подачу. Есть электронный и механический варианты контроля их работы.

Разновидности

Рассматривая конструкции, которые предполагают распределенный впрыск топлива, можно выделить наиболее распространенные моменты:

• K-JETRONIC – механический элемент в непосредственной подаче топлива, используется часто.
• L-JETRONIC – система, в которой наблюдается импульсное действие элементов, находящихся под электронным управлением.
• KE-JETRONIC – механический элемент подачи топлива непрерывного типа.

Надо отметить, что все эти варианты уже устарели и являются очень капризными конструкциями.

Таким образом, система может иметь несколько разновидностей, зависящих от определенного набора факторов и характеристик работы.

Другой вариант классификации

Система может быть нескольких видов и вариантов.

• Одновременная комбинация – с практической точки зрения встречается редко. За один оборот все форсунки в ней срабатывают в одновременном порядке.
• Параллельная работа (попарно) – в течение одного оборота вала происходит парное срабатывание форсунок, по одному разу за оборот.
• Фазированная, последовательная – когда за выполнение валом одного оборота происходит отдельное регулирование любой из форсунок. При этом открытие элемента осуществляется 1 раз перед впуском.

Независимо от варианта классификации все механизмы имеют различия по ряду параметров, учитываемых в ходе эксплуатации.

Устройство

Система в целом имеет в составе основные узлы.

1. Бак топлива – является компактным элементом, который имеет насос, фильтр для чистки от механических частиц. Он предназначен для хранения топлива.
2. Инжектор используется с целью образования смеси – эмульсии, а также для ее подачи в цилиндры.
3. Блок управления – его установка осуществляется непосредственно на двигателях с инжектором.
4. Топливный насос – используется обычно традиционный вариант. Он представлен электрическим двигателем с высокой мощностью.

Таким образом, рассматриваемый механизм является простым и прогрессивным, позволяет добиваться нужных результатов при его использовании и ездить с комфортом.

Особенности многоточечного механизма

Система впрыска используется почти всеми изготовителями авто.

Управление каждой форсункой производится в «личном» порядке. Время, когда это происходит, заложено программой управленческого блока. Если их активировать, происходит замена параллельным пуском.

Система по мере прогревания двигателя может демонстрировать должные качества работы на повышенных оборотах. Поломка датчика способствует иногда переходу устройства в полностью аварийный режим, его показания учитывает блок управления в процессе определения дозировки жидкости. Управление таким механизмом сегодня производится посредством специального компьютера, который называется электронным управленческим блоком. Для вычисления нужного момента открытия форсунок важно получать информационные данные от датчиков. Важный показатель – объем потоков, которые поступают в двигатель и измеряются датчиком.

В процессе вычисления подачи определенного количества топлива, которое необходимо для бесперебойной работы агрегата, компьютер анализирует другую информацию – это температурные и влажностные режимы, набор прочих параметров.

Резюме

Таким образом, рассматриваемая система впрыска топлива является достаточно простой и оригинальной в своей работе, позволяя пользователям достигать комфортного результата и чувствовать себя за рулем безопасно.

#10 Что такое впрыск топлива и как работает система впрыска? — DRIVE2

Что такое впрыск топлива и как работает система впрыска?

Впрыск топлива — это система дозированной подачи топлива в цилиндры двигателя. Существует много разновидностей систем впрыска — механический, моновпрыск, распределенный, непосредственный. В данной статье мы расскажем про современные электронные системы подачи топлива на основе системы управления двигателем, как они работает и из каких датчиков состоят.

Как работает система впрыска топлива?

На рисунке схематично показан принцип работы распределенного впрыска.

Подача воздуха (2) регулируется дроссельной заслонкой (3) и перед разделением на 4 потока накапливается в ресивере (4). Ресивер необходим для правильного измерения массового расхода воздуха (т.к измеряется общий массовый расход или давление в ресивере.

Последний должен быть достаточного объема для исключения воздушного «голодания» цилиндров при большом потреблении воздуха и сглаживания пульсаций на пуске. Форсунки (5) устанавливаются в канал в непосредственной близости от впускных клапанов.

Датчики системы впрыска топлива

Для функционирования электронной системы управления двигателем не обязательно наличие всех датчиков. Комплектации зависят от системы впрыска, от норм токсичности. В программе управления есть флаги комплектации, которые информируют ПО о наличии или отсутствии каких-либо датчиков. Например, в системах Евро-2 отсутствуют датчик неровной дороги.

Датчик кислорода (ДК) — рассчитывает содержание О2 в отработанных газах. Используется только в системах с катализатором под нормы токсичности Евро-2 и Евро-3 (в Евро-3 используется два датчика кислорода — до катализатора и после него). Датчик фазы нужен для более точного расчета времени впрыска в системах с фазированным впрыском.

Датчик положения коленвала (ДПКВ) — считывает частоту вращения коленвала и его положение. Служит для общей синхронизации системы, расчета оборотов двигателя и положения коленвала в определенные моменты времени. ДПКВ — полярный датчик. При неправильном включении двигатель заводится не будет. При аварии датчика работа системы невозможна. Это единственный «жизненно важный» в системе датчик, при котором движение автомобиля невозможно. Аварии всех остальных датчиков позволяют своим ходом добраться до автосервиса.

Датчик массового расхода воздуха (ДМРВ) — определяет массовый расход воздуха, поступающего в двигатель. Служит для расчета циклового наполнения цилиндров. Измеряется массовый расход воздуха, который потом пересчитывается программой в цилиндровое цикловое наполнение. При аварии датчика его показания игнорируются, расчет идет по аварийным таблицам.

Датчик температуры охлаждающей жидкости (ДТОЖ) — следит за температурой охлаждающей жидкости. Служит для определения коррекции топливоподачи и зажигания по температуре и управления электровентилятором. При аварии датчика его показания игнорируются, температура берется из таблицы в зависимости от времени работы двигателя. Сигнал ДТОЖ подается только на электронный блок управления, для индикации на панели используется другой датчик.

Датчик положения дроссельной заслонки (ДПДЗ) — определяет положение дросселя (нажата педаль «газа» или нет). Служит для расчета фактора нагрузки на двигатель и его изменения в зависимости от угла открытия дроссельной заслонки, оборотов двигателя и циклового наполнения.

Датчик детонации — служит для контролем детонации двигателя. При обнаружении последней, блок управления двигателем включает алгоритм гашения детонации, оперативно корректируя угол опережения зажигания. В первых системах впрыска применялся резонансный датчик детонации, пришедший с системы GM. Сейчас повсеместно используются широкополосные датчики.

Датчик скорости (ДС) — определение скорость движения автомобиля. Используется при расчетах блокировки/возобновления топливоподачи при движении. Этот сигнал так же подается на приборную панель для расчета пробега. 6000 сигналов с ДС примерно соответствуют 1 км. пробега автомобиля.

Датчик фазы (ДФ) — определяет положение распредвала. Служит для точной синхронизации по времени впрыска в системах с фазированным (последовательным) впрыском. При аварии или отсутствие датчика система переходит на попарно — параллельную (групповую) систему подачи топлива.

Датчик неровной дороги — служит для оценки уровня вибраций двигателя. Это необходимо для правильной работы системы обнаружения пропусков воспламенения, чтобы определить причину неравномерности (применяется в связи с вводом норм токсичности Евро-3).

Исполнительные механизмы системы впрыска

По результатам опроса датчиков системы впрыска, программа электронного блока управления осуществляет управление исполнительными механизмами (ИМ).

Форсунка — электромагнитный клапан с нормированной производительностью (встречаются пьезоэлектрические). Служит для впрыска вычисленного для данного режима движения количества топлива.

Бензонасос — предназначен для нагнетания топлива в топливную рампу. Давление в топливной рампе поддерживается вакуумно-механическим регулятором давления. В некоторых системах регулятор давления топлива совмещен с бензонасосом.

Модуль зажигания — электронное устройство управления искрообразованием. Содержит в себе два независимых канала для поджига смеси в 1-4 и 2-3 цилиндрах. То есть реализуется принцип «холостой искры». В последних модификациях низковольтные элементы модуля зажигания помещены в электронный блок управления, а для получения высокого напряжения используются либо выносная двухканальная катушка зажигания, либо катушки зажигания непосредственно на свече.

Регулятор холостого хода — служит для поддержании заданных оборотов холостого хода. Представляет собой прецизионный шаговый двигатель, регулирующий обводной канал воздуха в корпусе дроссельной заслонки, для обеспечения двигателя воздухом, необходимым для поддержания холостого хода (7-12 кг./час) при закрытой дроссельной заслонке.

Вентилятор системы охлаждения — управляется электронным блоком управления по сигналам датчика температуры охлаждающей жидкости. Разница между включением/выключением как правило 4-5°С.

Сигнал расхода топлива — выдается на маршрутный компьютер — 16000 импульсов на 1 расчетный литр израсходованного топлива. Данные эти приблизительные, т.к рассчитываются они на основе суммарного времени открытия форсунок с учетом некоторого эмпирического коэффициента, который необходим для компенсации погрешностей измерения, вызванных работой форсунок в нелинейном участке диапазона, асинхронной топливоподачей и другими факторами. Как показывает практика, сигнал расхода топлива более — менее соответствует истине на системах с ДК.

Адсорбер — является элементом замкнутой цепи рециркуляции паров бензина. Нормами Евро-2 не предусмотрен контакт вентиляции бензобака с атмосферой, пары бензина должны собираться (адсорбироваться) и при продувке посылаться в цилиндры на дожиг.

Электронный блок управления

Электронный блок управления — по сути специализированный микрокомпьютер, обрабатывающий данные, поступающие с датчиков и по определенному алгоритму управляющий исполнительными механизмами.

Сама программа хранится в микросхеме ПЗУ, английское название микросхемы — CHIP (чип), отсюда и пошло название чип-тюнинг, то есть изменение программы управления двигателем. Содержимое «чипа» — обычно делится на две функциональные части — собственно программа, осуществляющая обработку данных и математические расчеты и блок калибровок. Калибровки — набор (массив) фиксированных данных (переменных) для работы программы управления.

Следует иметь ввиду, что для правильной работы любой системы впрыска необходимо наличие полностью исправных датчиков и исполнительных механизмов.

Спасибо, что прочитали статью до конца
Удачи на дорогах

Системы впрыска топлива — DRIVE2

В конце 60х-начале 70х годов ХХ века остро встала проблема загрязнения окружающей среды промышленными отходами, среди которых значительную часть составляли выхлопные газы автомобилей. До этого времени состав продуктов сгорания двигателей внутреннего сгорания никого не интересовал. В целях максимального использования воздуха в процессе сгорания и достижения максимально возможной мощности двигателя состав смеси регулировался с таким расчетом, чтобы в ней был избыток бензина. В результате в продуктах сгорания совершенно отсутствовал кислород, однако оставалось несгоревшее топливо, а вредные для здоровья вещества образуются главным образом при неполном сгорании. В стремлении повышать мощность конструкторы устанавливали на карбюраторы ускорительные насосы, впрыскивающие топливо во впускной коллектор при каждом резком нажатии на педаль акселератора, т.е. когда требуется резкий разгон автомобиля. В цилиндры при этом попадает чрезмерное количество топлива, не соответствующее количеству воздуха. В условиях городского движения ускорительный насос срабатывает практически на всех перекрестках со светофорами, где автомобили должны то останавливаться, то быстро трогаться с места. Неполное сгорание имеет место также при работе двигателя на холостых оборотах, а особенно при торможении двигателем. При закрытом дросселе воздух проходит через каналы холостого хода карбюратора с большой скоростью, всасывая слишком много топлива. Из-за значительного разрежения во впускном трубопроводе в цилиндры засасывается мало воздуха, давление в камере сгорания остается к концу такта сжатия сравнительно низким, процесс сгорания чрезмерно богатой смеси проходит медленно, и в выхлопных газах остается много несгоревшего топлива. Описанные режимы работы двигателя резко повышают содержание токсических соединения в продуктах сгорания.
Стало очевидно, что для понижения вредных для жизнедеятельности человека выбросов в атмосферу надо кардинально менять подход к конструированию топливной аппаратуры.
СИСТЕМЫ ВПРЫСКА ТОПЛИВА

Для снижения вредных выбросов в систему выпуска было предложено устанавливать каталитический нейтрализатор отработавших газов. Но катализатор эффективно работает только при сжигании в двигателе так называемой нормальной топливо-воздушной смеси (весовое соотношение воздух/бензин 14,7:1). Любое отклонение состава смеси от указанного приводило к падению эффективности его работы и ускоренному выходу из строя. Для стабильного поддержания такого соотношения рабочей смеси карбюраторные системы уже не подходили. Альтернативой могли стать только системы впрыска. Первые системы были чисто механическими с незначительным использованием электронных компонентов. Но практика использования этих систем показала, что параметры смеси, на стабильность которых рассчитывали разработчики, изменяются по мере эксплуатации автомобиля. Этот результат вполне закономерен, учитывая износ и загрязнение элементов системы и самого двигателя внутреннего сгорания в процессе его службы. Встал вопрос о системе, которая смогла бы сама себя корректировать в процессе работы, гибко сдвигая условия приготовления рабочей смеси в зависимости от внешних условий. Выход был найден следующий. В систему впрыска ввели обратную связь — в выпускную систему, непосредственно перед катализатором, поставили датчик содержания кислорода в выхлопных газах, так называемый лямбда-зонд. Данная система разрабатывалась уже с учетом наличия такого основополагающего для всех последующих систем элемента, как электронный блок управления (ЭБУ). По сигналам датчика кислорода ЭБУ корректирует подачу топлива в двигатель, точно выдерживая нужный состав смеси.
На сегоднящний день инжекторый (или, говоря по-русски, впрысковый) двигатель практически полностью заменил устаревшую карбюраторную систему. Инжекторный двигатель существенно улучшает эксплуатационные и мощностные показатели автомобиля (динамика разгона, экологические характеристики, расход топлива).
Инжекторные системы подачи топлива имеют перед карбюраторными следующие основные преимущества:
точное дозирование топлива и, следовательно, более экономный его расход.
снижение токсичности выхлопных газов. Достигается за счет оптимальности топливно-воздушной смеси и применения датчиков параметров выхлопных газов.
увеличение мощности двигателя примерно на 7-10%. Происходит за счет улучшения наполнения цилиндров, оптимальной установки угла опережения зажигания, соответствующего рабочему режиму двигателя.
улучшение динамических свойств автомобиля. Система впрыска незамедлительно реагирует на любые изменения нагрузки, корректируя параметры топливно-воздушной смеси.
легкость пуска независимо от погодных условий.
УСТРОЙСТВО И ПРИНЦИП РАБОТЫ (на примере электронной системы распределенного впрыска)

В современных впрысковых двигателях для каждого цилиндра предусмотрена индивидуальная форсунка. Все форсунки соединяются с топливной рампой, где топливо находится под давлением, которое создает электробензонасос. Количество впрыскиваемого топлива зависит от продолжительности открытия форсунки. Момент открытия регулирует электронный блок управления (контроллер) на основании обрабатываемых им данных от различных датчиков.
Датчик массового расхода воздуха служит для расчета циклового наполнения цилиндров. Измеряется массовый расход воздуха, который потом пересчитывается программой в цилиндровое цикловое наполнение. При аварии датчика его показания игнорируются, расчет идет по аварийным таблицам.
Датчик положения дроссельной заслонки служит для расчета фактора нагрузки на двигатель и его изменения в зависимости от угла открытия дроссельной заслонки, оборотов двигателя и циклового наполнения.
Датчик температуры охлаждающей жидкости служит для определения коррекции топливоподачи и зажигания по температуре и для управления электровентилятором. При аварии датчика его показания игнорируются, температура берется из таблицы в зависимости от времени работы двигателя.
Датчик положения коленвала служит для общей синхронизации системы, расчета оборотов двигателя и положения коленвала в определенные моменты времени. ДПКВ — полярный датчик. При неправильном включении двигатель заводится не будет. При аварии датчика работа системы невозможна. Это единственный «жизненно важный» в системе датчик, при котором движение автомобиля невозможно. Аварии всех остальных датчиков позволяют своим ходом добраться до автосервиса.
Датчик кислорода предназначен для определения концентрации кислорода в отработавших газах. Информация, которую выдает датчик, используется электронным блоком управления для корректировки количества подаваемого топлива. Датчик кислорода используется только в системах с каталитическим нейтрализатором под нормы токсичности Евро-2 и Евро-3 (в Евро-3 используется два датчика кислорода- до катализатора и после него).
Датчик детонации служит для контроля за детонацией. При обнаружении последней ЭБУ включает алгоритм гашения детонации, оперативно корректируя угол опережения зажигания.
Здесь перечислены только некоторые основные датчики, необходимые для работы системы. Комплектации датчиков на различных автомобилях зависят от системы впрыска, от норм токсичности и пр.
Про результатам опроса определенных в программе датчиков, программа ЭБУ осуществляет управление исполнительными механизмами, к которым относятся: форсунки, бензонасос, модуль зажигания, регулятор холостого хода, клапан адсорбера системы улавливания паров бензина, вентилятор системы охлаждения и др. (все опять же зависит от конкретной модели)
Из всего перечесленного, возможно, не все знают, что такое адсорбер. Адсорбер является элементом замкнутой цепи рециркуляции паров бензина. Нормами Евро-2 запрещен контакт вентиляции бензобака с атмосферой, пары бензина должны собираться (адсорбироваться) и при продувке посылаться в цилиндры на дожиг. На неработающем двигателе пары бензина попадают в адсорбер из бака и впускного коллектора, где происходит их поглощение. При запуске двигателя адсорбер по команде ЭБУ продувается потоком воздуха, всасываемого двигателем, пары увлекаются этим потоком и дожигаются в камере сгорания.
ТИПЫ

В зависимости от количества форсунок и места подачи топлива, системы впрыска подразделяются на три типа: одноточечный или моновпрыск (одна форсунка во впускном коллекторе на все цилиндры), многоточечный или распределенный (у каждого цилиндра своя форсунка, которая подает топливо в коллектор) и непосредственный (топливо подается форсунками непосредственно в цилиндры, как у дизелей).

Одноточечный впрыск проще, он менее начинен управляющей электроникой, но и менее эффективен. Управляющая электроника позволяет снимать информацию с датчиков и сразу же менять параметры впрыска. Немаловажно и то, что под моновпрыск легко адаптируются карбюраторные двигатели почти без конструктивных переделок или технологических изменений в производстве. У одноточечного впрыска преимущество перед карбюратором состоит в экономии топлива, экологической чистоте и относительной стабильности и надежности параметров. А вот в приёмистости двигателя одноточечный впрыск проигрывает. Еще один недостаток: при использовании одноточечного впрыска, как и при использовании карбюратора до 30% бензина оседает на стенках коллектора.
Системы одноточечного впрыска, безусловно, являлись шагом вперед по сравнению с карбюраторными системами питания, но уже не удовлетворяют современным требованиям.

Более совершенными являются системы многоточечного впрыска, в которых подача топлива к каждому цилиндру осуществляется индивидуально. Распределенный впрыск мощнее, экономичнее и сложнее. Применение такого впрыска увеличивает мощность двигателя примерно на 7-10 процентов. Основные преимущества распределенного впрыска:
возможность автоматической настройки на разных оборотах и соответственно улучшение наполнения цилиндров, в итоге при той же максимальной мощности автомобиль разгоняется гораздо быстрее;
бензин впрыскивается вблизи впускного клапана, что существенно снижает потери на оседание во впускном коллекторе и позволяет осуществлять более точную регулировку подачи топлива.

Непосредственный впрыск как очередное и эффективное средство в деле оптимизации сгорания смеси и повышения КПД бензинового двигателя реализует простые принципы. А именно: более тщательно распыляет топливо, лучше перемешивает с воздухом и грамотней распоряжается готовой смесью на разных режимах работы двигателя. В итоге двигатели с непосредственным впрыском потребляют меньше топлива, чем обычные «впрысковые» моторы (в особенности при спокойной е

Каким бывает впрыск топлива.

На современных двигателях впрыск топлива полностью вытеснил карбюраторную систему питания. Но при этом, среди автопроизводителей до сих пор нет единого мнения, какая система впрыска предпочтительней, поскольку каждая из них обладает своими достоинствами и недостатками.
Одноточечный (или центральный) впрыск топлива: как альтернатива карбюратору стал широко применяться еще в 80-х годах прошлого века. Впрочем, особой разницы в принципе работы у этих систем питания не было: как и раньше воздух смешивался с топливом во впускном коллекторе, просто сложный и чувствительный к настройкам карбюратор заменила форсунка (поэтому такой впрыск и получил название одноточечного). Причем никакой электроники поначалу и в помине не было – управление подачей бензина осуществлялось механическими устройствами.
Тем не менее, впрыск обеспечивал мотору более высокие мощностные характеристики и лучшую экономичность. Дело в том, что форсунка позволяла точнее дозировать количество топлива и распылять его на мелкие частицы. В результате, с воздухом образовывалась однородная смесь, состав которой мог практически мгновенно меняться в зависимости от условий движения и режима работы двигателя.
Правда, были у такой системы и существенные недостатки. Например, большое сопротивление поступающему в цилиндры воздуху. Ведь форсунку зачастую устанавливали в корпус бывшего карбюратора, да и громоздкие по тем временам датчики затрудняли дыхание мотору. Но все это теоретически можно было легко исправить. А вот плохое распределение топливной смеси по цилиндрам – нет. Ведь ей приходится проделывать долгий путь по трубопроводам, которые обладают разной длиной и сопротивлением. А значит, и резервов для улучшения показателей двигателя почти не остается. Поэтому сегодня центральный или одноточечный впрыск практически не встречается.
Распределенный (или многоточечный) впрыск: отличается от предыдущей схемы тем, что в данном случае во впускном патрубке каждого цилиндра установлена индивидуальная форсунка, которая подает топливо прямо на впускной клапан. Таким образом, топливная смесь готовится непосредственно перед подачей в камеру сгорания. Поэтому она получается однородной по своему составу и примерно одинакова по качеству для каждого из цилиндров. В результате, это благотворно сказывается на мощности и экономичности мотора, а так же на токсичности выхлопных газов.
Распределенный впрыск постоянно совершенствовался. Поначалу он, также как и предыдущая схема, управлялся механическим путем. Но бурное развитие электроники позволило не только сделать систему питания более эффективной, но и скоординировать ее действия с другими компонентами двигателя. Поэтому современный мотор может не только сигнализировать водителю о неисправности, но даже в случае необходимости перейти на аварийный режим работы (он позволит добраться до дома или сервиса без эвакуатора) или исправить некоторые ошибки в пилотировании в сотрудничестве с системами безопасности.
Внедрение дополнительных датчиков позволило перевести распределенный впрыск с параллельной на последовательную схему подачи топлива. В первом случае в определенный момент времени открывались все форсунки, топливо перемешивалось с воздухом, и получившаяся смесь ждала открытия впускных клапанов, чтобы попасть в цилиндр. Во втором случае время срабатывания каждого инжектора рассчитывается индивидуально, чтобы бензин подавался за строго определенное время перед открытием клапана. Эффективность и точность такого впрыска несколько выше, но он и стоит дороже. Поэтому иногда встречаются и более дешевые комбинированные схемы (форсунки в этом случае срабатывают попарно).

Система Впрыска EFI(Electronic Fuel Injection). — DRIVE2

EFI — электронная система впрыска топлива(Electronic Fuel Injection).

Первым коммерческим электронным впрыском топлива (EFI) является система Electrojector, разработанная компанией Bendix, и которая была предложена компанией American Motors Corporation (AMC) на двигателе 327 объемом 5,4 литра установленном на автомобиль Rambler Rebel в 1957 году. Впрыск Electrojector являлся опцией для 327 двигателя. Его мощность составила 288 л.с. (214,8 кВт). Пик крутящего момента сдвинулся на 500 оборотов в минуту вниз, чем аналогичный двигатель с карбюраторным впрыском. Стоимость опции EFI составляла $395 по состоянию на 15 июня 1957 года. С системой Electrojector было продано очень мало автомобилей и не одна из них не являлась серийной. Система EFI установленная в Rambler Rebel отлично зарекомендовала себя при положительных температурах, а при отрицательных наблюдались серьезные проблемы с пуском двигателя.

В 1958-м году компания Chrysler предложила свою систему Electrojector на автомобилях Chrysler 300D, DeSoto Adventurer, Dodge D-500 и Plymouth Fury. Это были первые серийные автомобили оснащенные системой EFI. Эта система EFI была совместно разработана компаниями Chrysler и Bendix. Большинство из 35 автомобилей изначально оборудованные электронной системой впрыска были переоборудованы с 4-карбюраторных систем. Патенты системы впрыска Electrojector впоследствии были проданы компании Bosch.

Компания Bosch разработала электронную систему впрыска топлива D-Jetronic, которая впервые была применена на автомобиле VW 1600TL/E в 1967 году. Это была первая электронная система впрыска топлива, которая для расчета топливо-воздушной смеси использовала показания датчиков частоты вращения двигателя и плотности воздуха во впускном коллекторе. Эта система была адаптирована для автомобилей таких производителей, как VW, Mercedes-Benz, Porsche, Citroën, Saab и Volvo. В 1974-м году Bosch модернизировала систему D-Jetronic до систем K-Jetronic и L-Jetronic, хотя некоторые автомобили (например Volvo 164) продолжали использовать систему D-Jetronic еще на протяжении несколько лет. В 1970 году компания Isuzu вместе с Bosch адаптировали систему впрыском топлива D-Jetronic для автомобиля Isuzu 117 Coupe, которая продавалась только в Японии.

В 1975-м году на автомобиле Cadillac Seville появилась система EFI разработанная компанией Bendix и смоделированная практически аналогична Bosch D-Jetronic. Система L-Jetronic впервые появилась в 1974-м году на автомобиле Porsche 914, которая использует механический счетчик расхода воздуха. Этот подход требует дополнительных датчиков для измерения атмосферного давления и температуры, для того чтобы в конечном итоге вычислить «воздушную массу». L-Jetronic получила широкое распространение на европейских автомобилей того периода, и несколько японских моделей спустя некоторое время.

В Японии в январе 1974-м году Toyota впервые установила систему EFI на двигатель 18R-E, которым опционально оснащался автомобиль Toyota Celica. Система EFI установленная на двигатель 18R-E являлась многоточечной системой впрыска топлива. Nissan предложил электронную многоточечную систему впрыска топлива в 1975 году. Это была система компании Bosch L-Jetronic, установленной на двигатель Nissan L28E и Nissan Fairlady Z, Nissan Cedric и Nissan Gloria. Вскоре Toyota последовала той же технологии в 1978 году, которую опробовала на двигателе 4M-E, устанавливающимся на Toyota Crown, Toyota Supra и Toyota Mark II. В 1980 году в качестве стандартного оборудования Isuzu Piazza и Mitsubishi Starion оснастили электронной системой впрыска топлива, разработанных отдельно обеими компаниями дизельных двигателей. В 1981 году Mazda продемонстрировала систему EFI на автомобиле Mazda Luce с двигателем Mazda FE, а в 1983 Subaru оснастила ею свой двигатель EA81, установленный на автомобиль Subaru Leone. Honda в 1984 разработала собственную систему PGM-FI для Honda Accord и Honda Vigor (двигатель Honda ES3).

В 1980 году Motorola представила первый электронный блок управления двигателем(ECU) ЕЭС III. Он тесно интегрирован с системами управления двигателем, например, впрыском топлива и зажиганием. На сегодняшний день это стандартный подход для управления системами впрыска топлива.

Основные типы электронного впрыска
SPFI (Single Point Fuel Ijection) − Одноточечный инжектор устанавливается в корпусе дроссельной заслонки, в том месте, где в раньше устанавливался карбюратор. Таким образом электронный впрыск выполняется при помощи одной форсунки сразу для всех цилиндров.

Такая схема впрыска была введена в 1940-х годах на больших авиационных двигателях. В автомобильной промышленности на двигателях легковых автомобилях одноточечный инжектор стали устанавливать в 1980-е годы. У разных производителей система имела разные названия, например TBI у General Motors, CFI у Ford, EGI у Mazda. Из-за того, что топливо впрыскивается во впускные каналы, такая схема имеет общее название «мокрый впрыск».

Самый главный плюс системы SPFI состоит в низкой стоимости самой системы. Большинство вспомогательных компонентов карбюратора, таких как воздушный фильтр, впускной коллектор и воздушный тракт могут использоваться совместно с системой SPFI без дополнительных доработок. Система SPFI широко использовалась на американском рынке с 1980-го по 1995-й год, на европейском же была популярна в начале и середине 1990-х годов.

CFI (Continuous Fuel Injection) − Непрерывный впрыск топлива. Топливо впрыскивается непрерывно при помощи одной или нескольких форсунок, но с переменной скоростью. Это главное отличие от большинства систем впрыска, в которых топливо впрыскивается короткими импульсами различной продолжительности каждого импульса.

Непрерывный впрыск может быть, как одноточечным так и многоточечный, но не может быть непосредственным.
Самая распространенная система непрерывного впрыска K-Jetronic производства Bosch, который появился в 1974-м году. Система K-Jetronic использовалась на протяжении многих лет с 1974-го до середины 1990-х годов такими авто-производителями, как BMW, Lamborghini, Ferrari, Mercedes-Benz, Volkswagen, Ford, Porsche, Audi, Saab, DeLorean, Volvo и Toyota.

CPFI (Central Port Fuel Injection) − Центральный впрыск топлива. Эту систему использовала General Motors с 1992-го по 1996-й год. В ней используются каналы с тарельчатыми клапанами от центрального инжектора для распыления топлива в каждый впускной канал, а не в корпус дроссельной заслонки, как в системе SPFI. Давление топлива аналогично системе SPFI.

MPFI (Multi Point Fuel Injection) − Многоточечный(Мультиточечный) впрыск топлива. Впрыск топлива осуществляется во впускной канал чуть выше от впускного клапана каждого цилиндра, а не в центральной точке впускного коллектора. Система MPFI (или MPI) может быть одновременной или последовательной, т.е. все форсунки работают ассинхронно, каждая из них управляется отдельно CPU двигателя и подает импульс в необходимый момент для каждой форсунки каждого цилиндра.

Многие современные системы EFI используют последовательную систему впрыска топлива MPFI. Но в новых бензиновых двигателях систему MPFI уверенно начинают заменять системы прямого(непосредственного) впрыска.

DFI (Direct Fuel Injection) − Прямой(Непосредственный) впрыск топлива. В двигатель с непосредственным впрыском, в отличие от всех других систем впрыска, топливо впрыскивается непосредственно в камеру сгорания.
Впервые система непосредственного впрыска топлива DFI была применена на двигателе Mitsubishi (GDI − Gasoline Direct Injection). Сегодня эта система впрыска активно применяется на новых двигателях автомобильных производителей Audi (TFSI), Volkswagen (FSI, TSI), Toyota D4 и т.д.

Использование непосредственного впрыска позволяет достичь 15% топливной экономичности и повысить экологичный класс двигателя.

Система DFI достаточно дорога относительно других систем электронного впрыска топлива за счет того, что для обеспечения ее нормальной работы требуется достичь большое давление в топливной магистрали. Для этого используется специальный топливный насос высокого давления(ТНВД). В свою очередь форсунки подвергаются более высокому давлению и температуре, из-за чего для их производства применяются более дорогостоящие материалы. А так же требуются высокоточные электронные системы, чтобы впрыск топлива в цилиндры происходил в строго определенное время. С такой системой весь впускной коллектор становится сухим, что позволяет содержать систему впуска в идеально чистом состоянии.

Общая Схема Инжектора

Barik-CZ › Блог › Тонкости настройки форсированных двигателей работающих на современных ЭБУ.

Следующий аспект, который необходимо обсудить, это влияние фазы топливоподачи на эффективные показатели двигателя с искровым зажиганием.

Современные ЭБУ позволяют настраивать не только гоночные автомобили, но и открывают новые возможности при установке на обычные машины, и при этом не потеряв функционала всех основных бортовых систем

Распределённый впрыск, или многоточечный впрыск (Multi Point injection, MPi) — каждый цилиндр обслуживается отдельной изолированной форсункой во впускном коллекторе вблизи впускного клапана. В то же время различают несколько типов распределённого впрыска:

Одновременный (Simultaneous, Batch Fire Injection) — все форсунки открываются одновременно.

Попарно-параллельный (Bank Fire Injection) — форсунки открываются парами, причём одна форсунка открывается непосредственно перед тактом впуска, а вторая перед тактом выпуска. В связи с тем, что за попадание топливо-воздушной смеси в цилиндры отвечают клапаны, это не оказывает сильного влияния. В современных моторах используется фазированный впрыск, попарно-параллельный используется только в момент запуска двигателя и в аварийном режиме при поломке датчика положения распределительного вала (так называемой фазы).

Фазированный впрыск (Sequential Injection) — каждая форсунка управляется отдельно и открывается непосредственно перед тактом впуска.

Непосредственный впрыск (Direc Injection, DI) — впрыск топлива происходит прямо в камеру сгорания.

Одновременный или групповой тип распределенного впрыска (Simultaneous or Bank Fire Injection)

При групповом типе распределенного впрыска все инжектора впрыскивают топливо одновременно, один раз в течение одного оборота коленчатого вала, то есть два раза в течение полного рабочего цикла в четырехтактном двигателе (см. картинку выше). Таким образом, при групповом механизме организации подачи топлива, форсунки иногда впрыскивают бензин в уже закрытый клапан, и все же данный тип имеет свои преимущества в простоте.

Сверх того, тот факт, что впрыск топлива происходит дважды, это в свою очередь позволяет использовать инжектора меньшего размера, что уменьшает стоимость. Кроме того, использование форсунок меньшего размера имеет дополнительное преимущество при работе двигателя на не высоких частотах вращения, при малой нагрузке, и особенно на холостом ходу т.к. это позволяет увеличить длительность открытия форсунок и пропустить второй импульс т.е. впрыскивать только один раз за каждых два оборота коленчатого вала. Это в свою очередь улучшит точность измерения длительности открытия форсунок, потому что большинство инжекторов становятся неустойчивыми при длине импульса меньше 2 миллисекунд.

Видео Sequential Injection vs Batch Fire Injection

Фазированный впрыск (Sequential Injection)

Большинство современных автомобилей используют фазированную систему распределенного впрыска, которая позволяет осуществлять подачу топлива синхронно с открытием впускных клапанов индивидуально для каждого цилиндра.

Обычно, на серийных автомобилях фаза впрыскивания начинается около 40-50 градусах до начала открытия впускного клапана. Чтобы обойти трудности, вызванные использованием больших форсунок, распыляющих именно тогда, когда впускной клапан открыт, достаточно часто производители устанавливают малого размера инжектора. Поэтому в режиме круиз и малых нагрузках, форсунки заканчивают впрыск топлива еще до момента закрытия впускных клапанов. Это снижает вредные выбросы, уменьшает расход и улучшает реакцию на педаль газа.

Однако, с увеличение частоты вращения и нагрузки, сток форсунок уже не достаточно для впрыскивания топлива в столь короткий промежуток времени, пока впускной клапан открыт (в среднем около 250 градусах). Поэтому, для обеспечения подачи н

О системах впрыска — DRIVE2

На современных автомобилях используются различные системы впрыска топлива. Система впрыска (другое наименование — инжекторная система, от injection – впрыск) как следует из названия, обеспечивает впрыск топлива.

Система впрыска используется как на бензиновых, так и дизельных двигателях. Вместе с тем, конструкции и работа систем впрыска бензиновых и дизельных двигателей существенным образом различаются.

В бензиновых двигателях с помощью впрыска образуется однородная топливно-воздушная смесь, которая принудительно воспламеняется от искры. В дизельных двигателях впрыск топлива производится под высоким давлением, порция топлива смешивается со сжатым (горячим) воздухом и почти мгновенно воспламеняется. Давление впрыска определяет величину порции впрыскиваемого топлива и соответственно мощность двигателя. Поэтому, чем больше давление, тем выше мощность двигателя.

Система впрыска топлива является составной частью топливной системы автомобиля. Основным рабочим органом любой системы впрыска является форсунка (инжектор).

☑ Системы впрыска бензиновых двигателей

В зависимости от способа образования топливно-воздушной смеси различают следующие системы впрыска бензиновых двигателей:

✔ система центрального впрыска;
✔ система распределенного впрыска;
✔ система непосредственного впрыска.

Системы центрального и распределенного впрыска являются системами предварительного впрыска, т.е. впрыск в них производится не доходя до камеры сгорания — во впускном коллекторе.

Центральный впрыск (моновпрыск) осуществляется одной форсункой, устанавливаемой во впускном коллекторе. По сути это карбюратор с форсункой. В настоящее время системы центрального впрыска не производятся, но все еще встречаются на легковых автомобилях. Преимуществами данной системы являются простота и надежность, а недостатками — повышенный расход топлива, низкие экологические показатели.

Система распределенного впрыска (многоточечная система впрыска) предполагает подачу топлива на каждый цилиндр отдельной форсункой. Образование топливно-воздушной смеси происходит во впускном коллекторе. Является самой распространенной системой впрыска бензиновых двигателей. Ее отличает умеренное потребление топлива, низкий уровень вредных выбросов, невысокие требования к качеству топлива.

Перспективной является система непосредственного впрыска. Впрыск топлива осуществляется непосредственно в камеру сгорания каждого цилиндра. Система позволяет создавать оптимальный состав топливно-воздушной смеси на всех режимах работы двигателя, повысить степень сжатия, тем самым обеспечивает полное сгорание смеси, экономию топлива, повышение мощности двигателя, снижение вредных выбросов. С другой стороны ее отличает сложность конструкции, высокие эксплуатационные требования (очень чувствительна к качеству топлива, особенно к содержанию в нем серы).

Системы впрыска бензиновых двигателей могут иметь механическое или электронное управление. Наиболее совершенным является электронное управление впрыском, обеспечивающее значительную экономию топлива и сокращение вредных выбросов.

Впрыск топлива в системе может осуществляться непрерывно или импульсно (дискретно). Перспективным с точки зрения экономичности является импульсный впрыск топлива, который используют все современные системы.

В двигателе система впрыска обычно объединена с системой зажигания и образует объединенную систему впрыска и зажигания (например, системы Motronic, Fenix). Согласованную работу систем обеспечивает система управления двигателем.

☑ Системы впрыска дизельных двигателей

Впрыск топлива в дизельных двигателях может производиться двумя способами: в предварительную камеру или непосредственно в камеру сгорания.

Двигатели с впрыском в предварительную камеру отличает низкий уровень шума и плавность работы. Но в настоящее время предпочтение отдается системам непосредственного впрыска. Несмотря на повышенный уровень шума, такие системы имеют высокую топливную экономичность.

Определяющим конструктивным элементом системы впрыска дизельного двигателя является топливный насос высокого давления (ТНВД).

На легковые автомобили с дизельным двигателем устанавливаются различные конструкции систем впрыска:

✔ система впрыска с рядным ТНВД;
✔ система впрыска с распределительным ТНВД;
✔ система впрыска насос-форсунками;
✔ система впрыска Сommon Rail.

Прогрессивные системы впрыска — насос-форсунки и система Сommon Rail.

В системе впрыска насос-форсунками функции создания высокого давления и впрыска топлива объединены в одном устройстве – насос-форсунке. Насос-форсунка имеет постоянный (неотключаемый) привод от распределительного вала двигателя, поэтому подвержена интенсивному износу. Это качество насос-форсунки направляет предпочтения автопроизводителей в сторону системы Сommon Rail.

Работа системы впрыска Common Rail основана на подаче топлива к форсункам от общего акку

О нашем GDI — KIA Pro_Ceed GT, 1.6 л., 2014 года на DRIVE2

Стало интересно что же за двигатель и почему люди с презрение относятся к нему.
Итак, все по порядку…
У киа ставятся движки с надписями MPI, DOCH, DOCH CVVT, GDI более понятные обозначения, до новичков NU CVVL, theata CVVT MPI… Эти обозначения расшифровываются как например MPI (Multi Point Injection (многоточечный впрыск»)). Многоточечный тип впрыска означает, что в двигателе с такой системой горючее подается в каждый цилиндр через отдельную форсунку, причем форсунка изолирована. CVVT (Continuous variable valve timing(Система изменения фаз газораспределения)) Система регулирует параметры открытия клапанов в соответствии со скоростью вращения и нагрузкой на двигатель. DOCH (Double overhead cam-shafts(два распределительных вала)) Теперь надеюсь стало более понятно что это за буковки. Бывают и различные вариации DOCH CVVT например.
Теперь наш GDI и о нем подробнее.
GDI (Gasoline Direct Injection (бензиновый с непосредственным впрыском)) Для большинства ясно что не водородный, но все самое “интересное” заключено в DI.
Немного истории… Долгое время смесеобразованием в двигателе занимался его величество карбюратор, который с течением времени обрастал отдельным ХХ, добавлял камеры т.е. всячески обновлялся. Стоит заметить что принцип работы древнего карбюратора мало отличался от современных образцов. Важный момент заключается в том, что ТВС (топливно-воздушная смесь) должна быть идеальной(14 частей воздуха к 1 бензина(для карбулятора)). К этому собственно и стремились в 80-е. Только тяжело для карбюратора организовать такую смесь. С появлением MPI многоточечный впрыск ГРУБО ГОВОРЯ на каждый цилиндр стал использоваться 1-н инжектор, который обеспечивал идеальную ТВС.\\ ради справедливости добавлю что можно оснастить двигатель не 1-м карбюратом, а несколькими вплоть до 1 карба на цилиндр. Теперь самое основное. У карбюратора образование смеси происходит перед поступлением в камеру сгорания при этом расходуется мощность и падает КПД. При инжекторе топливо уже не засасывается, а впрыскивается под давлением и потери мощности уже нет. Естественно бывает одна форсунка в коллекторе на все цилиндры, или как MPI у каждого цилиндра свой коллектор с форсункой распределенный впрыск! Вроде бы все хорошо, но смесь образуется до поступления в цилиндры как и в случае с карбюратором) соответственно предел управления подачей топлива… Вот тут и появляется непосредственный впрыск. Впервые данная технология появилась аж в 1925 году! Изобретателем был Хессельман, двигатель Хессельмана так и назвали. Работать он мог на бензине, дизеле, керосине… на всем кроме поленьев))) Технология активно стала использоваться с 2000-х годов. Митсубиши каризма оснащалась 1.8 GDI в далеком 1997, а в 1999 технолгию лицензировали хундай и пежо. Как мы знаем киа и хундай являются концерном! Далее подключились рено и GM (с 2009 года камаро оснащается 3,6л непосредственный впрыск) Так же опеля, бмв и с недавнего времени мазда используют одно и тоже.
Вот такие дела… Теперь друзья подписчики или просто те кто интересуется… Введите в яндекс FSI (Fuel Stratified Injection (послойный впрыск топлива)) или TFSI добавление турбины. В целом тот же непосредственный впрыск. Скайактив DICI или DISI двигатели тоже непосредственный впрыск!
Погоня за топливной экономичностью, снижению выбросов и приводит нас к совершенствованию технологий. Турбины дело другое, не о них. Так что нечего тайного в GDI нет для нас.
Думаю количество презирающих GDI от кия снижается и происходит понимание что непосредственный впрыск это настоящее… Вот электрокары это забытое наше будущее(электрокары появились очень давно).

То что забыл написать в середине(пару технических моментов о GDI)…
В двигателях созданных по технологии GDI бензин впрыскивается непосредственно в камеру сгорания, воспламеняется свечой, синхрон

Каким бывает впрыск топлива

Одноточечный..

ВПРЫСК, который также иногда называют центральным, стал широко применяться на легковых автомобилях в 80-х годах прошлого века. Подобная система питания получила свое название из-за того, что топливо подавалось во впускной коллектор лишь в одной точке.

Многие системы того времени были чисто механическими, электронного управления у них не было. Частенько основой для такой системы питания был обычный карбюратор, из которого просто удаляли все “лишние” элементы и устанавливали в районе его диффузора одну или две форсунки (поэтому центральный впрыск стоил относительно недорого). К примеру, так была устроена система TBI (“Throttle Body Injection”) компании “General Motors”.

Но, несмотря на свою кажущуюся простоту, центральный впрыск обладает очень важным преимуществом по сравнению с карбюратором – он точнее дозирует горючую смесь на всех режимах работы двигателя. Это позволяет избежать провалов в работе мотора, а также увеличивает его мощность и экономичность.

Со временем появление электронных блоков управления позволило сделать центральный впрыск компактнее и надежнее. Его стало легче адаптировать к работе на различных двигателях.

Однако от карбюраторов одноточечный впрыск унаследовал и целый ряд недостатков. К примеру, высокое сопротивление поступающему во впускной коллектор воздуху и плохое распределение топливной смеси по отдельным цилиндрам. Как результат – двигатель с такой системой питания обладает не очень высокими показателями. Поэтому сегодня центральный впрыск практически не встречается.

Кстати, концерн “General Motors” также разработал интересную разновидность центрального впрыска – CPI (“Central Port Injection”). В такой системе одна форсунка распыляла топливо в специальные трубки, которые были выведены во впускной коллектор каждого цилиндра. Это был своего рода прообраз распределенного впрыска. Однако из-за невысокой надежности от использования CPI быстро отказались.

Распределенный

ИЛИ МНОГОТОЧЕЧНЫЙ впрыск топлива – сегодня самая распро¬страненная система питания двигателей на современных автомобилях. От предыдуще¬го типа она отличается прежде всего тем, что во впускном коллекторе каждого цилиндра стоит индивидуальная форсунка. В определенные моменты времени она впрыскивает необходимую порцию бензина прямо на впускные клапаны “своего” цилиндра.

Многоточечный впрыск бывает параллельным и последовательным. В первом случае в определенный момент времени срабатывают все форсунки, топливо перемешивается с воздухом, и получившаяся смесь ждет открытия впускных клапанов, чтобы попасть в цилиндр. Во втором случае период работы каждого инжектора рассчитывается индивидуально, чтобы бензин подавался за строго определенное время перед открытием клапана. Эффективность такого впрыска выше, поэтому большее распространение получили именно последовательные системы, несмотря на более сложную и дорогую электронную “начинку”. Хотя иногда встречаются и более дешевые комбинированные схемы (форсунки в этом случае срабатывают попарно).

Поначалу системы распределенного впрыска тоже управлялись механически. Но со временем электроника и здесь одержала верх. Ведь, получая и обрабатывая сигналы от множества датчиков, блок управления не только командует исполнительными механизмами, но и может сигнализировать водителю о неисправности. Причем даже в случае поломки электроника переходит на аварийный режим работы, позволяя автомобилю самостоятельно добраться до сервисной станции.

Распределенный впрыск обладает целым рядом достоинств. Помимо приготовления горючей смеси правильного состава для каждого режима работы двигателя такая система вдобавок точнее распределяет ее по цилиндрам и создает минимальное сопротивление проходящему по впускному коллектору воздуху. Это позволяет улучшить многие показатели мотора: мощность, экономичность, экологичность и т.д. Из недостатков многоточечного впрыска можно назвать, пожалуй, лишь только довольно высокую стоимость.

Непосредственный..

“Goliath GP700” стал первым серийным автомобилем, двигатель которого получил впрыск топлива.

ВПРЫСК (его еще иногда называют прямым) отличается от предыдущих типов систем питания тем, что в данном случае форсунки подают топливо прямо в цилиндры (минуя впус¬кной коллектор), как у дизельного двигателя.

В принципе такая схема системы питания не нова. Еще в первой половине прошлого века ее использовали на авиационных двигателях (например на советском истребителе “Ла-7”). На легковых машинах прямой впрыск появился чуть позже – в 50-х годах ХХ века сначала на автомобиле “Goliath GP700”, а затем на знаменитом “Mercedes-Benz 300SL”. Однако через некоторое время автопроизводители практически отказались от применения непосредственного впрыска, он остался лишь на гоночных автомобилях.

Дело в том, что головка блока цилиндров у двигателя с прямым впрыском получалась очень сложной и дорогой в производстве. Кроме того, конструкторам долгое время не удавалось добиться стабильной работы системы. Ведь для эффективного смесеобразования при прямом впрыске необходимо, чтобы топливо хорошо распылялось. То есть подавалось в цилиндры под большим давлением. А для этого требовались специальные насосы, способные его обеспечить.. В итоге на первых порах двигатели с такой системой питания получались дорогими и неэкономичными.

Однако с развитием технологий все эти проблемы удалось решить, и многие автопроизводители вернулись к давно забытой схеме. Первой была компания “Mitsubishi”, в 1996 году установившая двигатель с непосредственным впрыском топлива (фирменное обозначение – GDI) на модель “Galant”, затем подобные решения стали использовать и другие компании. В частности, “Volkswagen” и “Audi” (система FSI), “Peugeot-Citroёn” (HPA), “Alfa Romeo” (JTS) и другие.

Почему же такая система питания вдруг заинтересовала ведущих автопроизводителей? Все очень просто – моторы с прямым впрыском способны работать на очень бедной рабочей смеси (с малым количеством топлива и большим – воздуха), поэтому они отличаются хорошей экономичностью. Вдобавок подача бензина непосредственно в цилиндры позволяет поднять степень сжатия двигателя, а следовательно и его мощность.

Система питания с прямым впрыском может работать в разных режимах. Например, при равномерном движении автомобиля со скоростью 90-120 км/ч электроника подает в цилиндры очень мало топлива. В принципе такую сверхбедную рабочую смесь очень трудно поджечь. Поэтому в моторах с прямым впрыском используются поршни со специальной выемкой. Она направляет основную часть топлива ближе к свече зажигания, где условия для воспламенения смеси лучше.

При движении с высокой скоростью или при резких ускорениях в цилиндры подается значительно больше топлива. Соответственно из-за сильного нагрева частей двигателя возрастает риск возникновения детонации. Чтобы избежать этого, форсунка впрыскивает в цилиндр топливо широким факелом, ко¬торый заполняет весь объем камеры сгорания и охлаждает ее.

Если же водителю требуется резкое ускорение, то форсунка срабатывает два раза. Сначала в начале такта впуска распыляется небольшое количество топлива для охлаждения цилиндра, а затем в конце такта сжатия впрыскивается основной заряд бензина.

Но, несмотря на все свои преимущества, двигатели с непосредственным впрыском пока еще недостаточно распространены. Причина – высокая стоимость и требовательность к качеству топлива. Кроме того, мотор с такой системой питания работает громче обычного и сильнее вибрирует, поэтому конструкторам приходится дополнительно усиливать некоторые детали двигателя и улучшать шумоизоляцию моторного отсека.

Автор

Юрий УРЮКОВ

Издание

Клаксон №4 2008 год

Фото

фото из архива “Клаксона”

Непосредственный впрыск. — DRIVE2

Любой работник автосалона с гордостью заявит вам, что двигатель предлагаемого вам автомобиля «оборудован новейшим непосредственным впрыском». Чаще всего, при этом, смысл и принцип работы нововведения объяснить затруднится, но зато посулит немыслимую экономию («до 30%») и «увеличение мощности».

Между тем, «новейший» непосредственный впрыск, это технология разработанная еще в середине 30-х и серийно применявшаяся в годы Второй мировой, например, на истребителях «Мессершмитт 109».

Вскоре после войны немецкая инженерия несколько раз пыталась применить этот принцип на мелкосерийных автомобилях, в числе которых был и культовый Mercedes 300SL c механическим непосредственным впрыском — по сути, настоящий «бензиновый дизель».

Количество поломок систем первого поколения оказалось решающим — про принцип в промышленном масштабе забыли на пяток десятилетий, несмотря на заметную экономию на фоне примитивного карбюраторного смесеобразования.

Идея распылять топливо непосредственно в цилиндр стала практически полезной только в начале 90-х. Причина проста — экология и ее нормативы. Значительное количество времени при городском режиме движения автомобиль работает в режиме малых и частичных нагрузок, иногда топливо тратится практически «в пустую» — фактически только на поддержание холостых оборотов.

Хорошо было бы, подумали инженеры, для режимов малых нагрузок наполнять цилиндры бедной смесью, сильно отступив от пропорций стехиометрии. И если для полноценного горения за идеал принято соотношение 14. 7 кг воздуха на 1 кг бензина плюс-минус 10%, то выгодным, с точки зрения экологии, было бы найти возможность поджигать смесь в несколько раз более бедную, экономя бензин. Раза так в 2-3 более бедную, иначе заметного результата не будет. Из практики однако известно, что уже соотношение более 15,7 вызывает проблемы с горением. При соотношениях более 22:1 эффективного воспламенения уже не происходит, что грозило затее провалом.

Вот тут-то про непосредственный впрыск и вспомнили. В отличие от обычного распределенного впрыска, где форсунка льет прямо во впускной канал, поместив форсунку прямо в цилиндр, мы получаем возможность управлять фазой и длительностью впрыска — впускной клапан уже не мешает. Это как видео против киноаппарата с обтюратором — когда источник топлива уже в цилиндре, управляй им как хочешь — ничто не мельтешит перед форсункой и не отвлекает от процесса. 🙂

Для режима частичных нагрузок впрыскивание организовали в момент начала такта сжатия. Топливо долетает до днища поршня специальной формы, попутно забирая часть тепла в цилиндре и препятствуя тем самым детонации, хорошо перемешивается с воздухом и вспыхивает к моменту конца сжатия совместно с дополнительно поданной порцией в итоговом соотношении всего около 40:1(!). В обычном же режиме, двигатель работает на уже привычном соотношении воздуха и бензина, близком к стехиометрии. Вот вам и зримая экономия.

Это как бы осязаемые плюсы. А теперь сюрприз, поговорим о недостатках.

Система питания обычного двигателя работает при давлении около 3,5 атм. Для этого нам требуется электронасос, не шибко отличающийся по конструкции, надежности и цене от насоса «Малыш» у вас на даче. Также потребуется несколько форсунок, по числу цилиндров — а это тоже не ахти какие большие затраты как при производстве так и при последующей возможной замене. Добавляем сюда только обычные шланги и фильтр. Неисправный насос сразу даст о себе знать и может быть довольно просто продиагностирован и заменен на аналогичный. С форсунками возни и проблем еще меньше — живут десятками лет.

А теперь вот вам, форсунка непосредственного впрыска, по сравнению с распределенным впрыском, это недешевые, сложные в производстве и довольно капризные форсунки с давлением от 50 до 200 атм. Сравните с 3,5 атм. Да, это не дизель с 1800-2500 атм, но уже совсем точно не «обычный» распределенный впрыск.

Систему дополнительно усложняет наличие ТНВД — самого насоса, который обеспечивает столь высокое давление. В принципе, любой насос — штука механическая. А если давления высокие, то потенциально проблемная.

Идем далее: осмоление и закоксовка рабочей части форсунки нарушают точность ее работы — чувствительность к качеству топлива заметно повышается. Надежность — нет.

Требования экологии подразумевают рециркуляцию картерных газов — избытка давления в масляной системе. Это минимум. А иногда еще и части выхлопных газов… То есть, пока двигатель не прогрет, часть выхлопных газов снова отправляется на впуск, «на переработку». Экология…

Вспоминаем теперь, что форсунка во впускные каналы уже не прыскает — грязь и отложения не смывает. А вентиляция именно через них и организована, что в итоге?! А вот что:

Закоксовывание приводит к затруднению закрытия клапана, что в скором времени гарантирует снижение компрессии в цилиндрах. Мотор начинает ощутимо потряхивать, а после цилиндры и вовсе отключаются. Применение масел обычного качества, что норма для всех производителей (LowSAPS, с низкой щелочностью и высоким NOACK индексом)
отпускает мотору пару-тройку лет сравнительно беспроблемного существования.

Теперь поговорим про прирост мощности и экономичности. Как современный (года так с 1990) автомобиль с условным 3-х литровым двигателем ел по городу 15-16 литров, так и ест. Без улучшений. Что с непосредственным впрыском, что с распределенным. Какие тесты журналисты не проводят — там везде примерно одни и те же цифры фактического расхода.

Мощность, точнее — момент? Для примера рассмотрим в сравнении два практически идентичных мотора — BMW N52 и BMW N53. Ну едва ли этот эксцесс в 20 Н/м можно назвать достижением, чиптюнингом можно достичь сравнимых результатов.

Что в итоге?

Непосредственный впрыск для реальных условий эксплуатации это:

1.Использование конструктивно сложных и потенциально ненадежных узлов и агрегатов.
2.Исключительно высокие требования к качеству топлива, а особенно — масла.
3.Снижение потребления топлива и увеличение мощности на практике малозначительны, или вообще отсутствуют.
4.Диагностирование неисправностей и ремонт значительно усложнены.

Покупая автомобили BMW, Audi, Mercedes и прочих марок с непосредственным впрыском топлива, найдите время разобраться с особенностями эксплуатации этих двигателей на основе практического опыта владельцев, а не рекомендаций производителя.

что это такое, принцип работы, достоинства и недостатки. Разница между двигателями FSI и TFSI Mpi или tsi что лучше

Двигатели MPI постепенно уходят в прошлое, поэтому все реже встретишь автолюбителя, который понимает, о чем идет речь, когда называют эту аббревиатуру. Знают о ней те, кто поменял много машин или интересуется автомобилями в принципе.

Придя на смену карбюраторным движкам, став очередной ступенью в развитии автомобилестроения, этот тип мотора теперь уступает место передовым разработкам. Сегодня многие заранее задумываются, какой двигатель должен стоять на личном автомобиле: TSI, FSI или MPI. Хотя до сих пор многие специалисты считают последний самым практичным, надежным и безотказным в семействе инжекторных двигателей.

FSI считается более современной разработкой, следующей ступенью после MPI. Двигатель BSE появился в 2005 году и знаменит тем, что хорошо переносит низкое качество отечественного топлива.

Знаете ли вы? Аббревиатура MPI происходит от термина Multi Point Injection, что означает многоточечный впрыск топлива. Мотор активно использовался на концерне Volkswagen. Постепенно его внедрили на дочернем предприятии Skoda. Там же и были в последний раз установлены моторы — на моделях Yeti и Octavia.

Следует еще объяснить, что такое MPI и TSI. Если первый термин подразумевает двигатель внутреннего сгорания, у которого каждый цилиндр имеет свой инжектор, то TSI имеет различные трактовки.

Так, изначально под аббревиатурой подразумевался двойной наддув и послойный впрыск: Twincharged Stratified Injection. Но в последнее время все чаще стала использоваться аббревиатура TFSI, в которой дополнительная буква F означает Fuel — топливо.

Часто можно встретить еще одно сокращенное наименование двигателя — MPI DOHC, что это означает понять несложно, если знать, что термином DOHC отмечают двигатели, у которых в головке цилиндров находится по 2 распределительных вала и по 4 клапана.

Принцип работы

Система впрыска топлива MPI предусматривает подачу топлива одновременно с множества точек. Каждый цилиндр имеет свой инжектор, а топливо подается через специальный канал выпуска. Но что отличает MPI-двигатель от TSI, который тоже снабжен многоточечной подачей топлива, так это отсутствие наддува .

Топливная смесь подается в цилиндры не с помощью турбокомпрессоров, а с помощью бензонасоса. Он закачивает бензин в специальный впускной коллектор под давлением в три атмосферы, там он смешивается с воздухом и так же под давлением всасывается в цилиндр через впускной клапан.

• Бензонасос подкачивает топливо из бака в инжектор.
• С электронного блока управления впрыском подается сигнал инжектору, который пропускает топливо в специальный канал.
• Смесь направляется в камеру сгорания.

Система контроля гидропривода состоит из муфты с пресс-масленкой и системы, которая ограничивает дифференты. В нее входят резиновые опоры, способные самостоятельно подстраиваться под режим работы двигателя, уменьшая шум и вибрации при работе. На моторе стоят 8 клапанов: по 2 на каждый из цилиндров, а также распределительный вал.

Знаете ли вы? Самыми распространенными являются двигатели MPI 1. 4 на 80 лошадиных сил, а также 1.6 на 105 лошадиных сил. Но от них автопроизводители все равно постепенно отказываются. Единственными, кто до сих пор использует двигатели такого типа — компании «Додж» и «Шкода».

Достоинства

Двигатель имеет несколько достоинств, главное из которых — простота системы. Благодаря этому его просто ремонтировать и проводить техническое обслуживание. Для ремонта не всегда нужно полностью разбирать всю конструкцию. Он может работать на 92 бензине.

К тому же общая его конструкция очень прочная. В большинстве случаев можно отъездить до 300 тыс. км без ремонта мотора. Конечно, если обслуживать его должным образом: вовремя менять масло и фильтры.

Недостатки

Однако именно конструктивные особенности двигателя MPI спровоцировали и его недостатки. Впускная система имеет очень ограниченные возможности, так как топливо соединяется с воздухом не в цилиндрах, а в каналах. Поэтому мотору присущ слабый крутящий момент и малая мощность. К тому же 8 клапанов считаются недостаточными для сегодняшних автомобилей.

В общем, двигатель такого типа хорош только для тихоходного семейного авто. Видимо поэтому от него в последнее время все чаще отказываются производители автомобилей.

Важно! Сегодня только несколько компаний используют этот тип мотора в своих автомобилях. К тому же его ремонт обходится довольно дорого. Это надо учитывать при выборе машины.

Хотя существуют попытки модернизировать этот двигатель. Например, в 2014 году Skoda установила усовершенствованный двигатель этого типа на Yeti, разработанный специально для российского сегмента. Он получил мощность 110 лошадиных сил.

Модернизацией занимаются и американские разработчики, но все же в противостоянии мощность — надежность производители и автолюбители чаще выбирают первое.

Каждая аббревиатура в автопроизводстве, что-то означает. Так, и понятия FSI и TFSI, также имеют значение. Только вот какая разница между почти одинаковыми аббревиатурами. Разберем, что же заложено в названиях и, какое в них отличие.

Характеристика

Силовой агрегат FSI — мотор немецкого производства от концерна Volkswagen. Этот движок завоевал народную популярность благодаря своим высоким техническим характеристикам, а также простоты конструкции, ремонта и технического обслуживания.

Аббревиатура FSI расшифровывается, как Fuel Stratified Injection, что в переводе означает — послойный впрыск горючего. В отличие от широко распространённого TSI, FSI не имеет турбонаддува. Если говорить человеческим языком, то это обычный атмосферный двигатель, который достаточно часто использовала компания Skoda.

Двигатель FSi

Аббревиатура TFSI расшифровывается, как Turbo Fuel Stratified Injection, что в переводе означает — турбированный послойный впрыск горючего. В отличие от широко распространённого FSI, TFSI имеет турбонаддува. Если говорить человеческим языком, то это обычный атмосферный двигатель с турбиной, который достаточно часто использовала компания Audi на моделях A4, А6, Q5.

Двигатель TFSi

Как и FSI, TFSI имеет повышенную экологическую норму и экономичность. За счёт системы Fuel Stratified Injection и благодаря особенностям впускного коллектора, впрыска топлива и «прирученной» турбулентности двигатель может работать как на сверхбедной, так и на гомогенной смеси.

Плюсы и минусы использования

Позитивной стороной мотора Fuel Stratified Injection является наличие двухконтурного впрыска горючего. С одного контура поступает топливо под низким давлением, а со второго — под высоким. Рассмотрим, принцип работы каждого контура подачи горючего.

Контур с низким давлением в списке составных элементов имеет:

• топливный бак;
• бензонасос;
• фильтр горючего;
• перепускной клапан;
• регулятор давления топлива;

Устройство контура высокого давления предполагает наличие:

• топливного насоса высокого давления;
• магистралей высокого давления;
• распределительных трубопроводов;
• датчика высокого давления;
• клапана-предохранителя;
• инжекторных форсунок;

Отличительной особенностью является наличие абсорбера и клапана продувки.

Мотор FSi Audi A8

В отличие от обычных бензиновых силовых агрегатов, где топливо, прежде чем попасть в камеру сгорания, попадает во впускной коллектор, на FSI — горючее попадает непосредственно в цилиндры. Сами форсунки имеют 6 отверстий, что обеспечивает улучшенную систему впрыска и повышенную эффективность.

Поскольку воздух попадает в цилиндры отдельно, сквозь заслонку, образуется оптимальное соотношение воздушно-топливной смеси, что позволяет бензину сгорать равномерно, не подвергая поршни излишнему износу.

Ещё одним позитивным качеством использования такого атмосферника является экономия горючего и высокая экологическая норма. Система впрыска Fuel Stratified Injection позволят водителю сэкономить до 2.5 литров горючего на 100 км пробега.

Таблица применяемость TFSi, FSi и TSi

Но, где много положительных сторон, найдётся и значительное количество недостатков. Первым минусом можно считать то, что атмосферник очень чувствительный к качеству горючего. На этом движке не сэкономишь, поскольку на плохом бензине, он попросту откажется нормально работать и будет давать сбои.

Ещё одним большим недостатком можно считать то, что в мороз, силовой агрегат моет попросту не завестись. Если брать во внимание распространенные неполадки и двигатели FSI, проблемы в этой линейке могут возникнуть с холодным запуском. Виновником принято считать все тот же послойный впрыск и стремление инженеров снизить токсичность выхлопа во время прогрева.

Расход масла — является одним из недостатков. Как утверждают большинства владельцев данного силового агрегата, часто заметно повышение расхода смазки. Чтобы этого не происходило, производить рекомендует придерживать допусков VW 504 00/507 00. Иными словами, менять моторное масло 2 раза в год — в периоды перехода на летний и зимний режим эксплуатации.

Вывод

Разница в названиях, а точнее наличие буквы «Т» означает, что мотор имеет турбонаддув. В остальном разницы не существует. Двигатели FSI и TFSI имеет значительное количество положительных и негативных сторон.

Как видно, использование атмосферника хорошо в плане экономии и экологичности. Мотор слишком чувствительный к низким температурам и плохому горючему. Именно за недостатки, его использование прекратилось и перешли на системы TSI и MPI.

Когда речь идет о чешских моторах, практически все считают их уникальными и лучшими в мире в своих классах. Выносливость, экономичность, определенная технологичность и классическая конструкция делают свое дело. Проблема лишь в том, что некоторые агрегаты не заслужили столь хорошую славу среди покупателей автомобилей. В частности, моторы 1.6 MPI, устанавливаемые на Octavia, не всегда были столь интересными. Обратите внимание на то, что корпорация использовала в своей истории минимум 3 различных силовых агрегата с одной маркировкой. До 2004 года узел 1.6 MPI ставился на Octavia Tour первой генерации, он был идентичным моторам Volkswagen, о которых мы поговорим позже. В 2005 чехи произвели небольшую реконструкцию этого агрегата. Именно на Octavia A5 первых лет выпуска устанавливали данный мотор, и отзывы довольно противоречивы.

Сегодня на поколение A7, равно как и на A5 рестайлинг устанавливают другие агрегаты с той же маркировкой 1.6 MPI. В частности, российские авто оснащены силовой установкой, произведенной на русском заводе. И его технологии ушли далеко от предшественников. Так что сваливать все идеи про атмосферник в кучу не стоит. В разных автомобилях установлены различные силовые агрегаты с объемом 1.6, и это стоит учитывать при покупке машины. Среди всех версий нет чрезмерно плохого двигателя, который не прошел бы и 200 000 км пробега. Но вот после значительных пробегов у многих агрегатов начинаются проблемы. Изначальные немецкие технологии уже давно изменились. И даже на автомобилях VW двигатели MPI уже давно не те, что были раньше. Так что стоит задуматься о последних отзывах и независимых тестах, прежде чем отдавать деньги за потенциально надежный и классический атмосферник. Давайте рассмотрим эту ситуацию с точки зрения истории.

Первые двигатели 1.6 MPI — на автомобилях Volkswagen

В Россию первые экземпляры 1.6 на немецких автомобилях практически не поставлялись. Но многие авто попали в нашу страну еще в конце 90-х лет по общеизвестным схемам. Часть из них была завезена нелегально, но многие и до сегодняшнего дня успешно колесят по дорогам РФ. Если вы имели шанс контактировать с первым мотором 1.6 MPI на 110 л.с., то почувствовали все прелести настоящих немецких технологий. Особенности этого мотора были следующими:

• устанавливали двигатель на Golf IV, Passat B5 его мощность была невелика, но особенностей хватало для успешной эксплуатации в условиях города и трассы, ограничений не было;
• в паре с мотором поставлялся простенький автомат, но чаще покупали механику, которая была произведена с учетом военной выносливости, эти коробки вообще никогда не ломались;
• сам мотор изготовлен из особых сплавов, он достаточно тяжелый, ремонту подлежит и служит до капремонта не менее 300 000 км, это один из последних европейских миллионников;
• множество технологий этого двигателя используются до сегодняшнего дня, спустя 20 лет после первой установки на немецкий автомобиль, но материалы уже давно все изменились;
• агрегат очень экономичный при всех своих преимуществах, он потребляет на большом Пассате до 10 литров бензина в городе и до 6.5 на трассе, что дает явные выгоды машинке.

Единственная проблема данного агрегата — возраст. Самое молодое авто, которое вы можете найти именно с этим двигателем и с отличной коробкой — Пассат B5 Plus 2004 года выпуска. После выпуска Пассат B6 корпорация VW передала технологии атмосферника чехам и начала устанавливать совершенно другие силовые агрегаты на свои авто. Так что найти хороший двигатель с небольшим пробегом из первых 1.6 MPI будет невероятно сложно.

Шкода и доработки — главные факторы популярного 1.6 MPI

Чехи не решились производить атмосферный двигатель ровно тем же способом, что и немцы. Причины такого решения неизвестны, но компания в 2005 году значительно «доработала» двигатель. Все внешне осталось неизменным. Атмосферные технологии, расход даже меньше, чем у предыдущего варианта, тот же размер, такие же характеристики. Но в целом конструкция силового агрегата была изменена в нескольких важных пунктах:

• сплавы для производства сильно изменили, чтобы облегчить и удешевить силовую установку, это привело к тому, что на рынок попал сыроватый мотор без должной проверки;
• для уменьшения расходы была доработана поршневая система, несколько изменена сама суть конструкции двигателя, поэтому нагрузка на его основные детали немного выросла;
• внутренняя часть мотора была значительно упрощена, в частности, количество металла было уменьшено, стенки между цилиндрами не дают отремонтировать силовой агрегат капитально;
• чешские инженеры упростили многие технологии, которые не стоило упрощать, и двигатель сразу же начал приносить своим владельцам определенные неприятности в эксплуатации;
• программа ЭБУ была полностью изменена в силу экономичности и других важных преимуществ эксплуатации, но долговечность мотора сразу же снизилась в несколько раз.

Современные технологии не всегда лучше классических. Это доказывают Octavia A5, на которых установлен данный силовой агрегат. Машинки легко ломаются, очень часто подводят владельцев после 8-10 лет эксплуатации и 200 000 км пробега. Так что при покупке подержанной Октавии отдайте предпочтение более дорогим моторам, таким как 2.0 FSI или дизельным двигателям. А вот покупать б/у машинку с атмосферником 1.6 не следует, это может принести проблемы.

Новый двигатель 1.6 MPI — российское производство

На Skoda и Volkswagen российской сборки сегодня устанавливают двигатель, произведенный в РФ. На собственном заводе корпорация Volkswagen-Group запустила производство атмосферников с объемом 1.6 литра. Это уже совершенно другой двигатель, Серия этого мотора EA211, раньше такие технологии вообще не применялись в немецких автомобилях. О данном двигателе пока сложно сказать что-то конкретное, но первые отзывы владельцев позволяют дать такие заключения:

• моторчик на свои 110 л.с. весьма динамичный, из него инженеры выжали практически все, что можно выжать из простого атмосферного двигателя такого объема в наших условиях;
• производство достаточно качественное, так как поломок и гарантийных обращений практически нет, мотор ведет себя отлично, по крайней мере, на новых авто без пробега и плохого опыта;
• расход топлива снижен, улучшены некоторые важные характеристики, но надежнее моторчик не стал, и это видно по конструкции в сравнении с предшественником EA111;
• невозможность выполнения капитального ремонта агрегата никуда не делась, владельцы могут эксплуатировать установку до тех пор, пока не потребуется замена на новый мотор;
• нет сомнений в том, что практически все болезни 111 двигателя остались на месте, но русское производство несколько удешевило технологии и сделало новый движок более доступным.

Ремонтировать и капитально восстанавливать агрегат не рекомендуют. Это одно из важных условий эксплуатации, которое стоит соблюдать при покупке авто с данной установкой под капотом. Но свои 250-300 тысяч километров машинка проходит, и это действительно хорошо в сравнении с конкурентами. Радует расход топлива, динамика вполне хорошая, а надежность и долговечность пока не проверены на большом количестве экземпляров. Так что делать окончательные выводы рано.

Что будет в будущем с двигателями MPI?

Скорее всего, моторы с атмосферными технологиями доживают свои последние годы. Вскоре их начнут заменять на даунсайзинговые и менее привлекательные для покупателя турбированные установки с более сложными характеристиками. Причина тому — довольно странные экологические законы. Евро-6 уже отсекает многие классические агрегаты из-за больших выбросов в атмосферу. Двигатель EA211 рассчитан на нормы Евро-5, он будет дотянут до Евро-6, но вот очередной стандарт через пару лет ему выдержать уже не удастся. Есть несколько важных факторов о таких моторах:

• слишком большой объем на малую мощность становится нерентабельным для покупателя и производителя, есть гораздо более компактные агрегаты с большим количеством лошадок;
• на двигателе 110 лошадок, но с объемом 0.9 литра выхлоп будет практически в 2 раза ниже, и это важный довод для большинства современных производителей в Европе и США;
• скандалы с экологическими нормами дизельных двигателей (дизельгейт в Америке) — это только начало, вскоре власти ведущих стран возьмутся и за другие агрегаты с повышенными выбросами;
• атмосферные технологии простые и служат достаточно долго без поломок, это нерентабельно для производителей, которые неплохо зарабатывают на запчастях к технологичным установкам;
• турбированные агрегаты — необходимость в современном мире техники, именно такие моторчики вскоре заполонят весь рынок и не дадут покупателю особого выбора.

Простые технологии остаются в прошлом. Сегодня на современном агрегате в гараже можно поменять разве что свечи, и для этого придется читать форума и искать подсказки у специалистов. Первый моторчик 1.6 MPI можно было обслуживать дома самостоятельно, сегодня же эти возможности производитель старается пресечь. Бизнес и деньги стали руководить миром, и это не может не сказаться на качестве выпускаемых технологий.

Предлагаем посмотреть тест-драйв автомобиля, на котором установлен именно такой тип силового агрегата на следующем видео:

Подводим итоги

Сказать, что установка атмосферного типа на автомобилях Skoda совсем плох, невозможно. Это довольно хороший агрегат в сравнении с большинством конкурентов. Но и превозносить его слишком высоко над соперниками не стоит. У моторчика 1.6 MPI остаются определенные недостатки, которые не исправило российское производство. Корпорация Volkswagen отходит от использования данных моторов, предлагая их только на внутренних российских моделях. В Европе атмосферники уже давно стали обходить стороной в салоне, выбирая более экономичные и драйвовые турбированные узлы разных мастей.

Для России турбированные агрегаты пока сложно назвать оптимальными. Нам нужны неприхотливые и выносливые моторы, которые отлично работают в самых разных условиях и прекрасно ведут себя при смене климата. Конечно, расход тоже становится важным фактором, но пока мы отдаем предпочтение надежности. Впрочем, надежность также становится относительным фактором, и сложно предугадать срок службы того или иного авто. Можно с уверенностью сказать, что эра атмосферных силовых установок уходит, начинается время более совершенных технологий. А что вы думаете о чешских и немецких установках 1.6 MPI?

Multi Point Injection – бензиновый двигатель нового типа с предустановленной системой многоточечного топливного впрыска. В каждый цилиндр встроенный инжектор, вследствие чего горючая смесь равномерно и пропорционально распределяется по периметру. Изобретателем технологии принято считать инженеров компании . Они первые, кто разработал альтернативу карбюраторному типу. О том, как работает MPI двигатель, и насколько он эффективен, рассмотрим детальнее.

Насколько Multi Point Injection отвечает современности

Ряд автопроизводителей Европы, Азии считают, что такой тип не имеет будущего, так как стремительное развитие технологий быстро оставит позади «новинку». Отчасти это правда. Активно развивает и поддерживает MPI только концерн Фольксваген и его структурные подразделения, в том числе и Škoda. Визитная карточка: двигателя с объёмами 1.3, 1.4 и 1.6 л.

Главная особенность силового агрегата в отсутствии какого-либо турбированного нагнетателя. Конструкция проста и интуитивно понятна:

• бензиновый насос, подающий горючую смесь во впускной коллектор под высоким давлением. Рабочий показатель три атмосферы;
• посредством впускного клапана форсунки топливо поступает внутрь цилиндра, где происходит воспламенение, отвод отработанных газов.

Multi Point Injection оснащен контуром водяного охлаждения горючей смеси. Звучит непривычно, это трудно представить, но система успешно работает. Наличие нестандартной конструкции объяснимо тем, что над головкой блока цилиндров повышенная температура, а топливо поступает под низким давлением. Последствия негативные, риск закипания, образования газовоздушной пробки. Без стороннего охладителя работа силового агрегата невозможна.

Преимущества MPI

• простота конструкции. Очевидно, что такие двигатели проще силовых агрегатов, оснащенных TSI с турбированными нагнетателями, но никак не карбюраторного типа. Ряд ремонтов владельцы проводят самостоятельно, не прибегая к помощи специалистов СТО. Явная экономия на ежемесячном обслуживании;
• лояльное отношение системы к качеству горючего. Применительно к странам СНГ, где топливо не всегда «хорошее», этот вариант приемлем. Силовой агрегат вполне комфортно работает на бензине марки АИ-92;
• средний срок эксплуатации до капитального ремонта составляет 300 000 км. Такие цифры приводит изготовитель. На практике ресурс меньше на 50 000 км. Мало кто принимает во внимание фактор своевременной замены моторного масла, очистительных элементов, заправки качественным топливом;
• минимальные риски, связанные с перегревом;
• возможность механической регулировки угла опережения зажигания;
• конструкция предусматривает наличие резиновых опор над двигателем. Это позволяет гасить колебания, вибрации в процессе работы.

Недостатки MPI

• повышенный расход горючего. Фактор достаточно спорный, по-разному можно его интерпретировать. В сравнении с он увеличен на 7%. Многих потенциальных покупателей это отпугивает, отталкивает;
• невысокий показатель крутящего момента, и как следствие средний коэффициент мощности. Топливная смесь смешивается непосредственно во впускных каналах, а не в цилиндрах. Это нетипично для большинства конструкций, вызывает недопонимание у конструкторов TSI.

Автомобили с предустановленным MPI не считаются резвыми, быстрыми, активными. Скорее средний уровень для ценителей неспешного драйва, семейного отдыха.

Статистика продаж по СНГ и РФ, в том числе, показывает, что для владельцев приоритетным остается все же показатель мощности, нежели практичности.

Характерные признаки неисправности MPI

• снижение мощности в процессе езды;
• повышенный расход горючего;
• на центральной приборной панели сигнализирует индикатор о наличии неисправности «Check Engine»;
• из выхлопной трубы выходит выхлоп синего, белого или черного цвета. Одновременно это указывает на неисправный инжектор и топливную аппаратуру;
• нестабильная работа на холостых оборотах;
• трудный запуск на «холодную»;
• повышенный рабочий звук, вибрации.

Частые причины поломок

• нарушение, игнорирование сроков проведения технического осмотра;
• стороннее техническое (механическое) повреждение, аварии, столкновения, удары;
• установка неоригинальных деталей, комплектующих, расходных материалов;
• заправка некачественным топливом с высоким содержанием химических примесей;
• нарушение правил использования машины, силового агрегата;
• несоответствие температурных режимов, индексов вязкости масла;
• систематические нагрузки сверх нормы.

Отличие TSI и MPI

(двойной наддув с послойным впрыском) – так расшифровывается аббревиатура TSI. Такую интерпретацию подали инженеры компании Volkswagen на начальном этапе. После, переименовали в Turbo Stratified Injection. Теперь аббревиатуру используют многие концерны, лишь с добавлением нескольких букв для отличия.

Отличия между двумя типами:

1. TSI обладает штатной системой надува. В моторе одновременно может быть два нагнетателя: турбированный компрессор и механический тип;
2. в MPI отсутствуют нагнетатели, конструкцией они не предусмотрены. Если речь заходит об MPI, подразумевают силовые агрегаты атмосферного типа;
3. TSI выдвигает ряд требований к моторному маслу, коэффициенту вязкости, периодичности замены;
4. в TSI топливо впрыскивается непосредственно в полость цилиндра. Для этого изготавливается специальной формы головка, поршни, топливный форсунки;
5. в MPI горючее поступает изначально во впускной коллектор, после чего в цилиндр в момент открытия клапанов. Для такой конструкции наличие бензинового насоса вовсе не обязательно, так как штатного давления достаточно для подачи топлива.

При возникновении поломок ремонт MPI обойдется в разы дешевле TSI. Этот фактор обладает весомой силой, для многих потенциальных владельцев он основополагающий.

Двигатель MPI в автомобилях Volkswagen: принцип работы, особенности, преимущества и недостатки. Двигатель MPI является инжекторной конструкцией, где применяется многоточечное устройство топливного впрыскивания. Поэтому этот мотор получил соответствующее наименование «Multi-Point-Injection». Иными словами, для каждого двигательного цилиндра разработан собственный инжектор-форсунка. Именно такая схема была воплощена автоконцерном «Volkswagen».

Этот тип двигателя устанавливается на Volkswagen Новый Polo седан, некоторые комплектации Golf и (частично Golf и Jetta комплектуются также и TSI-двигателями). На , Passat СС, устанавливают сейчас (2016 года) только двигатели TSI. На устанавливают FSI.

Двигательное устройство MPI является наиболее устаревшим из всего моторного ряда «Volkswagen». Но, тем не менее, отличается превосходной практичностью и безотказностью. Некоторые специалисты отмечают, что теперь такой вид двигателя не отвечает нынешним требованиям в плане экономичности и экологичности. Более того еще недавно можно было утверждать, что такой вид мотора был снят с изготовления. А последней автомобильной моделью автоконцерна, где он применялся, была Skoda Oktavia 2-ой серии.

Но внезапно двигатель MPI возродился и снова стал востребованным. Осенью 2015 года «Volkswagen» запустил производственную линию моторов на своем калужском заводе, где стали выпускать двигательную конструкцию MPI 1,6 серии EA211.

Особенности двигателя MPI

О главном отличии таких двигателей уже было написано — это многоточечная подачи бензина. Но те, кто хорошо с двигателями автомобилей могут отметить, что и TSI-моторы также обладают многоточечным впрыскиванием.

Потому переходим к другой отличительной черте — в MPI отсутствует наддув. Т.е. нет турбокомпрессоров, чтобы нагнетать смесь топлива в цилиндры. Обыкновенный бензонасос, подающий топливо под давлением три атмосферы в особенный коллектор впуска, где оно далее перемешивается с воздушной массой и затягивается через клапан впуска непосредственно в цилиндр. Как видно, это достаточно схоже с деятельностью карбюраторного двигателя. Никакого прямого топливного впрыскивания в цилиндр, как в FSI, GDi или TSI-устройствах нет.

Еще одна особенность — присутствие водяной системы, благодаря которой смесь топлива охлаждается. Это происходит в связи с тем, что в области цилиндровой головки устанавливается повышенный температурный режим, а поступление бензина осуществляется под довольно низким давлением. Потому все это может закипеть и сформировать газовые воздушные пробки.

Преимущества

Двигатель MPI отличается собственной неприхотливостью к топливному качеству и может осуществлять работу на 92-ом бензине.

По своей конструкции этот мотор очень прочен, и его наименьший пробег без какого-нибудь ремонтных работ, как информирует изготовитель, составляет 300 тыс. км, естественно, если вовремя будут заменены масла, а также фильтры.

Благодаря не очень сложной конструкции двигатель MPI в случае поломки можно легко и недорого отремонтировать и вообще это заметно отражается на его цене. Обычная конструкция выгодно отличает его по сравнению с TSI, где присутствует насос повышенного давления и турбокомпрессорное устройство. Двигатель MPI также меньше склонен перегреваться.

Еще одним преимуществом мотора считается присутствие опор из резины, расположенных непосредственно под двигателем. Это значительно дозволяет уменьшить шум и дрожание во время передвижения.

Недостатки

Можно отметить, что двигатель MPI не очень динамичен. Из-за того, что процесс топливного перемешивания осуществляется в выпускных особых каналах (до того как топливо попадет в цилиндры), такие моторы считаются ограниченными. Восьмиклапанная система с набором ГРМ говорит о недостатках в мощности. Таким образом, они рассчитаны на не очень быстрые поездки.

Из недостатков можно выделить то, что MPI менее экономичен. Многоточечное впрыскивание по своей эффективности уступает наддуву вместе с прямым топливным впрыскиванием в цилиндр, как это сделано в двигательном устройстве TSI.

И все же, если складывать преимущества и недостатки, то выходит, что эти двигатели вполне сравнимы в плане конкурентоспособности, в особенности для российских дорог. Неслучайно для «Шкода Йети» немецкие производители отказались от 1.2-литрового двигателя TSI, отдав предпочтение проверенному и непритязательную 1.6-литровую движку MPI.

Как расшифровывается tsi. Что такое TSI двигатель? Как устроен, и в чем его сильные и слабые стороны? Определение двигателя TSI

Машины с маркировкой TSI имеют под капотом особенное сердце. Это мотор, в котором конструкторы Volkswagen применили самые современные технологии и исследования, воплотив их на серийных машинах для изменения характеристик этого типа мотора.

Что значит определение двигатель TSI

В последнее время на многих автомобилях появилась новая маркировка TSI. Это сокращение обозначает новый тип автомобильного двигателя с улучшенной конструкцией. Аббревиатуру TSI, которую можно расшифровать как Turbo Stratified Injection , при переводе на русский язык можно изложить примерно как «Турбо Послойный Впрыск Топлива». Используя такой принцип подачи топлива в моторах TSI, производителю удалось добиться высоких качеств работы при эксплуатации моторов.

Главной особенностью моторов TSI является дублирование систем наддува механическим компрессором и турбинным нагнетателем. Такая конструкция позволяет на всех режимах роботы мотора добиться высоких эксплуатационных качеств и существенной экономии топлива из-за возможности варьирования режимов впрыска топлива, за счет этого удается добиться высокого КПД.

В таких двигателях есть такие основные режимы работы:

Диапазон наддува компрессора по необходимости.

При оборотах двигателя до 3500, по необходимости подключается компрессор. Все это необходимо тогда, когда мотор работает постоянно на этом режиме, а после следует сильное ускорение. Инерционность турбонагнетателя приводит к задержке создания необходимого давления (так называемой «турбо-яме»). Поэтому здесь подключен компрессор, который в минимальный срок создает необходимое давление на впуске.

Диапазон постоянного наддува компрессора.

Начиная с оборотов холостого хода и до 2400 оборотов двигателя, механический компрессор включен в работу постоянно. При такой разнице в оборотах давление наддува в компрессоре регулирует блок управления заслонки, установленной во впускном коллекторе.

Диапазон наддува только турбонагнетателя.

Когда обороты двигателя свыше 3500, то при этом турбинный нагнетатель один может создать необходимое давление. В этом случае давление наддува воздуха регулируется магнитным клапаном ограничения давления наддува.

Кроме двойной системы наддува, особенностью мотора TSI есть специфика системы охлаждения двигателя. В ней создано два контура охлаждения: головки цилиндров с турбиной и блока цилиндров с интеркулером.

Основные составляющие двигателя, усовершенствование произошло

Задачу повышения мощности двигателя без существенного увеличения его объема и массы, сохранение топливной экономичности конструкторскому отделу концерна Volkswagen удалось внедрить в жизнь, приняв нестандартные решения.

Конструктивно двигатель TSI имеет особенности в сравнении с другими моторами, а именно двойное нагнетание – механическим компрессором и турбокомпрессором. Базой для двигателя TSI был взят четырехцилиндровый силовой агрегат, который оснастили топливной системой последовательного впрыска, механическим нагнетателем типа Roots, установили турбокомпрессор.

Разделение системы охлаждения на две (одна охлаждает головку двигателя и выпускной коллектор, а другая – блок цилиндров и жидкостный интеркулер) позволяет эффективно охлаждать нагнетаемый воздух.

Когда был определен один из важнейших приоритетов для автомобиля – при меньших объемах наибольшая удельная мощность – конструкторская мысль пришла к идее наддува. Зачем мотору две системы наддува?

Каждая из систем отдельно имеет свои недостатки. Так, на низких оборотах не работает турбина. Для ее нормальной работы двигатель нужно раскрутить до 3000 об/мин, то есть все время держать высокие обороты во избежание провалов (так называемых турбо-ям). На высоких оборотах падает эффективность работы механического компрессора, но на низах он позволяет работать мотору с полной отдачей. На переходных режимах обе системы дублируют друг друга, что дает положительный результат, давая возможность снимать максимальный крутящий момент с двигателя. Первыми были механические (принудительные) нагнетатели, которые имеют привод от коленчатого вала двигателя.

Но большее применение получил в автомобилестроении нагнетатель, приводимый в действие турбиной, на которую воздействуют выхлопные газы. При изменении нагрузки и количества оборотов, блок ЭБУ двигателя рассчитывает, какое количество воздуха нужно для создания нужного момента вращения, и попадает в цилиндры. В этом случае он определяет, работает турбинный нагнетатель сам или должен быть добавлен в работу механический компрессор.

В двигателях TSI несколько диапазонов работы:

Безнаддувный при минимальной нагрузке.

В режиме без наддува регулирующая заслонка открыта полностью. Воздух, который идет в двигатель, поступает через заслонку турбонагнетателя, которую контролирует регулирующий блок управления. В это время турбинный нагнетатель уже работает под действием выхлопных газов. Их энергия настолько незначительна, что создается минимальное давление наддува. В этом случае дроссельная заслонка открывается по желанию водителя (нажатием на педаль газа), и на впуске в цилиндры создается разрежение.

Механический компрессор и турбинный нагнетатель при высоких нагрузках и частоте оборотов до 2400 об/мин.

При работе в этом диапазоне заслонка, регулирующая количество воздуха, закрыта или немного приоткрыта для регулировки давления во впускном коллекторе. При этом компрессор включается в работу через магнитную муфту и приводится в действие поликлиновым ременным приводом (он засасывает воздух и сжимает его). Сжатый воздух нагнетается компрессором к турбинному нагнетателю. Воздух при этом дополнительно сжимается. Давление наддува компрессора измеряется во впускном коллекторе датчиком давления и меняется блоком управления регулирующей заслонкой. Суммарное давление наддува измеряется датчиком давления наддува, при этом дроссельная заслонка открыта полностью. На входе в цилиндры создается давление до 2,5 бар.

Работа турбинного нагнетателя и механического компрессора при высоких нагрузках и частоте оборотов от 2400 до 3500 об/мин.

Когда мотор работает в таком режиме (к примеру, при постоянной скорости), то давление наддува создается только турбинным нагнетателем. При ускорении турбина сработала бы с задержкой и не смогла бы вовремя создать необходимое давление воздуха (может возникнуть турбо-яма). Но для исключения этого, блок управления двигателя через электромагнитную муфту подключает компрессор. При этом меняется положение регулирующей заслонки, создавая соответствующее давление наддува. Так механический компрессор помогает турбинному нагнетателю в создании необходимого давления воздуха для работы двигателя.

Работа с турбинным нагнетателем.

Когда частота оборотов двигателя свыше 3500 об/мин, турбина может сама создавать необходимое давление воздуха в любой точке нагрузки. В этой ситуации заслонка, которая регулирует подачу воздуха, полностью открыта, и свежий воздух напрямую поступает к турбинному нагнетателю. В этих условиях давления отработанных газов будет хватать, чтобы турбинный нагнетатель создал давление, необходимое для наддува. При этом полностью открыта. На впуске создается давление до 2,0 бар. Давление, созданное турбинным нагнетателем, замеряет датчик давления наддува, и оно регулируется клапаном ограничения давления наддува.

Двойной наддув – это одновременное использование механического компрессора + турбинного нагнетателя. Компрессор – это нагнетатель механического типа, который подключается через электромагнитную муфту.

Достоинства механического компрессора:

— быстрое нагнетание необходимого давления во впускной коллектор;

Создание большего момента вращения при невысоких оборотах двигателя;

Его подключение происходит по потребности;

Он не требует дополнительной смазки и охлаждения.

Недостатки механического компрессора:

— отбор мощности у мотора,

Давление наддува создается в зависимости от частоты вращения коленчатого вала и после регулируется, при этом снова теряется часть произведенной работы.

Турбинный нагнетатель постоянно приводится в действие выхлопными газами.

Преимущества данного агрегата: высокий коэффициент полезного действия из-за использования энергии отработавших выхлопных газов. Недостатки турбинного нагнетателя: при небольшом рабочем объеме двигателя вырабатываемое количество выхлопных газов не достаточно для создания давления наддува при низких оборотах мотора и создания высокого момента вращения турбины, высокая температурная нагрузка.

Применяя комбинированную систему наддува, то есть объединив классический турбонаддув и механический, создатели двигателя TSI достигли максимальных мощностных показателей на всех режимах работы мотора.

Система охлаждения

Классическая система охлаждения одноконтурная. Для повышения эффективности роботы двигателя TSI конструкторы разделили систему охлаждения двигателя на два контура для повышения качества работы мотора и его систем.

Систему охлаждения разделили на два модуля: один контур обслуживает выпускной коллектор и головку двигателя (горячий), другой (холодный) охлаждает блок цилиндров и нагнетаемый воздух в интеркулере. На этих моторах стоит водяной интеркулер, который заменил воздушный. Благодаря этому воздух, который нагнетается в цилиндры, имеет показатель давления выше. Результат такой модернизации – равномерное заполнение камер сгорания топливно-воздушной смесью и увеличение динамики автомобиля. Так, уже при оборотах 1000 — 1500 получаем крутящий момент около заявленного показателя в 210 Нм.

Двухконтурная система охлаждения – это схема, при которой разделены контуры блока цилиндров и головки блока. В головке блока цилиндров охлаждающая жидкость движется от выпускного коллектора к впускному. Таким образом, поддерживается равномерный температурный режим. Такая конструктивная схема называется поперечным охлаждением. Также в систему охлаждения внесены такие изменения:

— термостат изготовлен с двумя ступенями;

Для охлаждения турбины при остановке двигателя установлен рециркуляционный насос для ОЖ;

Турбинный нагнетатель имеет принудительное охлаждение.

Приблизительно одна треть охлаждающей жидкости двигателя поступает в блок цилиндров, а оставшиеся 2/3 – в головку блока цилиндров к камерам сгорания. Преимущества системы охлаждения с двумя контурами:

— блок цилиндров прогревается более быстро, температура поднимается до 95о из-за того, что остается в блоке;

Понижение трения в кривошипно-шатунном механизме из-за повышения температуры в блоке цилиндров;

Улучшение охлаждения камер сгорания благодаря понижению температуры около 80о в головке блока; таким образом, достигается улучшение заполнения при понижении возможности детонации.

Особенностью системы охлаждения является корпус распределителя охлаждающей жидкости с термостатом, у которого две ступени. При таком объеме охлаждающей жидкости при высоких оборотах двигателя возникает повышенное давление в системе охлаждения. Даже в этих условиях термостат с двумя ступенями открывается в установленное время в соответствии с требуемой температурой.

Когда установлен термостат с одной ступенью, то нужно было бы преодолевать высокое давление и двигать большую тарелку термостата. И поэтому из-за встречных сил термостат смог бы открыться лишь при высокой температуре.

В термостате, имеющем две ступени, когда достигнута температура открытия, вначале откроется малая тарелка. Из-за малой площади, силы, которые воздействуют на тарелку, меньше, и термостат открывается строго в соответствии с температурой. Пройдя определенный ход, малая тарелка начинает тянуть большую, полностью открывая большое проходное отверстие для охлаждающей жидкости.

При прогреве двигателя TSI такая система дает возможность поддерживать рабочую температуру в двигателе в соответствии с заданными параметрами и снизить расход топлива и вредные выбросы. Для улучшения прогрева и уменьшения возможности перегрева необходимо интенсивно охлаждать горячую головку цилиндров. При этом количество охлаждающей жидкости в головке блока в два раза превышает количество жидкости в блоке цилиндров, а термостаты открываются соответственно при температуре в 95° и 80°.

Турбина от перегрева защищается дополнительным вспомогательным водяным насосом на электрическом приводе, заставляющим жидкость после остановки двигателя циркулировать в отдельном контуре до 1/4 часа. При таком принципе работы существенно повышается ресурс работы турбинного нагнетателя двигателя TSI.

Подача топлива происходит через регулируемую систему впрыска топлива. Достоинство этой системы – это то, что электрический топливный насос, как и топливный насос высокого давления, подает столько бензина, сколько нужно двигателю. Таким образом, понижается электрическая и механическая мощность топливных насосов, и экономится топливо.

Для непосредственного впрыска топлива форсунки устанавливаются прямо в головку блока цилиндров. Под высоким давлением через них топливо впрыскивается в цилиндры. Основное задание для форсунок: они обязаны в минимальный промежуток времени качественно распылить и целенаправленно подать бензин в цилиндры.

При пуске холодного двигателя в двигателе TSI происходит двойной впрыск. Это сделано для того, чтобы при пуске двигателя прогреть катализатор. Первый раз при такте всасывания, а второй – когда коленчатый вал двигателя при вращении не дошел около 50о до верхней мертвой точки. Когда двигатель работает в нормальных условиях, топливо подается во время такта всасывания, при этом оно распределяется равномерно в камере сгорания. Форсунки, установленные на TSI, имеют 6 каналов для впрыска топлива.

Так, направление отдельных струй не допускает увлажнения элементов камеры сгорания, обеспечивая более качественное распределение топливно-воздушной смеси. При этом максимальное значение давление впрыска топлива достигает 150 бар. Это дает возможность гарантировать качественное приготовление топливной смеси и надежное распыление. В этом случае топлива хватит даже при максимальных нагрузках.

На моторах TSI топливо поступает прямо в цилиндры, а не во всасывающий коллектор, смесеобразование происходит «послойно», и при этом происходит качественное сгорание с высокой эффективностью. Все эти факторы дают возможность незначительно повысить мощность и понизить расход топлива.

Необходимо отметить то, что усилия инженеров по снижению веса блока цилиндров дало свои результаты. Отлит блок двигателя TSI объемом 1,2 л из алюминия. При сравнении с блоком мотора, который изготовлен из серого чугуна (такие блоки цилиндров применяют в двигателе TSI с объемом 1,4 л), новый блок цилиндров уменьшил вес на 14,5 кг и составил 19,5 кг. Конструкция нового блока цилиндров двигателя TSI – 1,2 л с открытой плитой – идентична блоку цилиндров двигателя TSI с объемом 1,4 л. Особенность этой схемы в том, что внутренняя стенка блока цилиндров с гильзами не имеет перемычек в зоне, где контактирует блок цилиндров с головкой блока.

Такая конструкция имеет свои преимущества:

— она понижает возможность образования воздушных пузырьков, в системе с двухконтурным охлаждением они могут создать проблему для удаления воздуха из системы охлаждения двигателя.

Собирая блок цилиндров и головку блока цилиндров в единый узел, уменьшаются деформации цилиндров и образуют более однородную конструкцию, в сравнении с конструкцией с закрытой плитой и перемычками.

Все это приводит к сокращению расхода масла, потому что поршневые кольца при этом лучше компенсируют деформации. В блок цилиндров установлены четыре гильзы, вылитые из серого чугуна с профилированной наружной поверхностью. Этот профиль улучшает соединение между блоком цилиндров и гильзами цилиндров, потому уменьшается деформация блока цилиндров. Это технологическое решение позволило уменьшить неравномерность при распределении тепла, которое появляется между гильзами и алюминиевым блоком.

Достоинства двигателя TSI

К достоинствам моторов с аббревиатурой TSI относится:

1. Эффективность конструкции (при минимальном потреблении топлива удается добиться максимального крутящего момента в большем диапазоне оборотов ).

2. Из-за снижения массы двигателя и рабочего объема значительно уменьшаются потери на трение.

3. Топливо, потребляемое двигателем, экономится.

4. При улучшенных характеристиках сжигания топлива уменьшается количество вредных выбросов в окружающую среду.

TSI – это моторы с системами непосредственного впрыска топлива и двойным турбонаддувом (содержит компрессор и турбину). Такие двигатели сложнее обычных турбированных, но они более надежны, мощнее и экономичнее. У них практически отсутствуют недостатки.

Особенностью этих моторов является двухступенчатый наддув, который состоит из турбинного нагнетателя и компрессора с механическим приводом. Двигатель TSI насыщен современными технологическими решениями, но при этом для его надежной эксплуатации требуется соответствующий уход. Потому нужно использовать качественные расходные материалы и жидкости, вовремя проводить техническое обслуживание. Узлы и агрегаты, входящие в двигатель TSI, и своевременное обслуживание с лихвой окупятся из-за экономии бензина.

С целью понижения шумности этот двигатель имеет дополнительный корпус, который сделан из звукопоглощающих материалов.

Использование двигателя в нашей стране

Этот двигатель предназначен для работы только на хорошем топливе и только на отличных маслах, у нас хорошее топливо нужно поискать.

К недостаткам двигателей TSI , которые будут эксплуатироваться в наших условиях, относят:

— высокие требования к качеству горюче-смазочных материалов – бензину, маслу и др.;

Техническое обслуживание, которое нужно проводить регулярно и только в авторизированных сервисных центрах;

Эти двигатели чувствительны к низким температурам окружающей среды, что затрудняет его эксплуатацию в зимнее время.

Но водители, которые имеют опыт эксплуатации моторов TSI, замечают, что прогрев на холостых оборотах не обязателен – можно начинать движение без прогрева при холодном моторе. Двигатели TSI с системами непосредственного впрыска топлива в цилиндры и двойным турбонаддувом – это моторы более сложные, чем обычные, но они надежнее, мощнее и экономичнее.

Одним из самых больших недостатков является то, что зимой двигатель при работе на холостых оборотах плохо прогревается. При движении двигатель выходит на заданный температурный режим долго. Потому водителям, которые ездят на близкие расстояния, это создаст проблему (вам придется ехать с непрогретой «печкой» и терпеть дующий из отопителя холодный воздух в морозную погоду). Других проблем двигатель TSI не создает.

Также нужно отметить увеличенные механические и тепловые нагрузки, двойной наддув. Все это вынуждает заводы-изготовители постоянно работать над изменением конструкции, упрочнять некоторые узлы и агрегаты двигателя. Это усложняет само производство и техобслуживание таких агрегатов.

Часто, автолюбители перед совершением покупки нового автомобиля марки Volkswagen или его дочерней компании Skoda находятся в неком недоразумении, когда видят необычную аббревиатуру двигателя-TSI. Существует заблуждение среди автолюбителей, что данное обозначение определяет наличие дизельного двигателя, но это абсолютно не соответствует действительности.

Определение двигателя TSI

Двигатель TSI-это устройство, которое осуществляет свою работу на бензине, и имеет оснащение в виде двойного турбонадува с механическими компрессорами, с системой прямого «разностороннего» впрыска топливной жидкости. Устройство агрегата данного типа отличается более сложной технической структурой, но и показатели надежности, долговечности, мощности находятся на высоком уровне. Немаловажным считается и очень экономичный расход топлива при нагрузке.

Агрегат типа TSI имеет несколько измененную форму устройства, которая состоит из следующих деталей и узлов:

1. Турбонагнетатель и компрессор механического типа. В TSI они расположены в разных сторонах от блока. Наличие механического компрессора дает избежать распространенной проблемы турбированых двигателей, которую называют «турбо ямой». Она подразумевает падение оборотов и мощности двигателя при оборотах ниже 3000. Во избежание этого эффекта, водитель должен обязательно поддерживать этот уровень, применяя постоянную «подгазовку». Дополнительная установка компрессора обеспечивает стабильную мощность при низких оборотах двигателя.
2. Система охлаждения. В классическом понимании турбированного двигателя, охлаждение происходит сугубо за счет потока воздуха. В TSI существует система патрубков, которые работают с интеркулером. Это усовершенствование дает возможность нагнетать воздух в цилиндры, и тем самым увеличивать силу давления. Это дает возможность получать заявленную величину крутящего момента на низких оборотах двигателя.
3. Система впрыска топливной смеси. Подача бензина происходит непосредственно к цилиндрам, плюс смесь идет послойно смешанная с воздухом, что увеличивает эффективность сгорания.
4. Уменьшенный вес блока. Для повышения качественных показателей и увеличения мощности было принято решение конструкционно уменьшить вес блока, что в итоге и удалось. Замена отдельно взятых узлов дала возможность снизить вес на 14 кг.
5. Цена. Стоимость двигателя TSI не слишком увеличивает цену на автомобиль. В среднем такой двигатель обойдется владельцу на 1000 долларов больше, чем классический вариант.

Положительные качества двигателя TSI

Данный тип мотора уже успел завоевать массу инженерных наград и стать прорывом в автомобиле строении. Множество автовладельцев уже оценили принцип работы и качественные показатели такого агрегата, что дало возможность определить следующие плюсы конструкции:

1. Гибрид экономичного использования топлива и достижения высоких показателей мощности.
2. Защита окружающей среды от большого количества выброса СО2.
3. Увеличенный интервал оборотов дает возможность уменьшать количество необходимого топлива. Суть в том, что коленчатый вал на автомобиле вращается в показателях 1500-1750 оборотов в 1 минуту и это напрямую влияет на расход.
4. Измененные форсунки, которые имеют высокую подачу давления и 6 точек впрыска. Автоматически система контролирует давление и частоту впрыска, что также экономит объемы топлива.
5. Отсутствие «турбоямы».
6. Усовершенствование системы охлаждения оптимизирует силу сгорания.

Отрицательные качества TSI

Помимо огромного количества плюсов у двигателей TSI, есть несколько отличий,которые могут негативно влиять на общую оценку:

• Высокая цена на автомобиль с таким двигателем (на 1-3 тыс долларов выше чем автомобиль с классическим бензиновым агрегатом).
• Дорогое обслуживание и ремонт.
• Замена турбины после 150 тыс км пробега.
• Учащенная замена моторного масла.

Таким образом, двигатель TSI- очень удачная разработка, которая отличается высокой мощностью, экологичностью и экономным потреблением топлива. Своевременное прохождение ТО даст возможность эксплуатировать автомобиль без неприятностей в виде поломок.

Каждая аббревиатура в автопроизводстве, что-то означает. Так, и понятия FSI и TFSI, также имеют значение. Только вот какая разница между почти одинаковыми аббревиатурами. Разберем, что же заложено в названиях и, какое в них отличие.

Характеристика

Силовой агрегат FSI — мотор немецкого производства от концерна Volkswagen. Этот движок завоевал народную популярность благодаря своим высоким техническим характеристикам, а также простоты конструкции, ремонта и технического обслуживания.

Аббревиатура FSI расшифровывается, как Fuel Stratified Injection, что в переводе означает — послойный впрыск горючего. В отличие от широко распространённого TSI, FSI не имеет турбонаддува. Если говорить человеческим языком, то это обычный атмосферный двигатель, который достаточно часто использовала компания Skoda.

Двигатель FSi

Аббревиатура TFSI расшифровывается, как Turbo Fuel Stratified Injection, что в переводе означает — турбированный послойный впрыск горючего. В отличие от широко распространённого FSI, TFSI имеет турбонаддува. Если говорить человеческим языком, то это обычный атмосферный двигатель с турбиной, который достаточно часто использовала компания Audi на моделях A4, А6, Q5.

Двигатель TFSi

Как и FSI, TFSI имеет повышенную экологическую норму и экономичность. За счёт системы Fuel Stratified Injection и благодаря особенностям впускного коллектора, впрыска топлива и «прирученной» турбулентности двигатель может работать как на сверхбедной, так и на гомогенной смеси.

Плюсы и минусы использования

Позитивной стороной мотора Fuel Stratified Injection является наличие двухконтурного впрыска горючего. С одного контура поступает топливо под низким давлением, а со второго — под высоким. Рассмотрим, принцип работы каждого контура подачи горючего.

Контур с низким давлением в списке составных элементов имеет:

• топливный бак;
• бензонасос;
• фильтр горючего;
• перепускной клапан;
• регулятор давления топлива;

Устройство контура высокого давления предполагает наличие:

• топливного насоса высокого давления;
• магистралей высокого давления;
• распределительных трубопроводов;
• датчика высокого давления;
• клапана-предохранителя;
• инжекторных форсунок;

Отличительной особенностью является наличие абсорбера и клапана продувки.

Мотор FSi Audi A8

В отличие от обычных бензиновых силовых агрегатов, где топливо, прежде чем попасть в камеру сгорания, попадает во впускной коллектор, на FSI — горючее попадает непосредственно в цилиндры. Сами форсунки имеют 6 отверстий, что обеспечивает улучшенную систему впрыска и повышенную эффективность.

Поскольку воздух попадает в цилиндры отдельно, сквозь заслонку, образуется оптимальное соотношение воздушно-топливной смеси, что позволяет бензину сгорать равномерно, не подвергая поршни излишнему износу.

Ещё одним позитивным качеством использования такого атмосферника является экономия горючего и высокая экологическая норма. Система впрыска Fuel Stratified Injection позволят водителю сэкономить до 2.5 литров горючего на 100 км пробега.

Таблица применяемость TFSi, FSi и TSi

Но, где много положительных сторон, найдётся и значительное количество недостатков. Первым минусом можно считать то, что атмосферник очень чувствительный к качеству горючего. На этом движке не сэкономишь, поскольку на плохом бензине, он попросту откажется нормально работать и будет давать сбои.

Ещё одним большим недостатком можно считать то, что в мороз, силовой агрегат моет попросту не завестись. Если брать во внимание распространенные неполадки и двигатели FSI, проблемы в этой линейке могут возникнуть с холодным запуском. Виновником принято считать все тот же послойный впрыск и стремление инженеров снизить токсичность выхлопа во время прогрева.

Расход масла — является одним из недостатков. Как утверждают большинства владельцев данного силового агрегата, часто заметно повышение расхода смазки. Чтобы этого не происходило, производить рекомендует придерживать допусков VW 504 00/507 00. Иными словами, менять моторное масло 2 раза в год — в периоды перехода на летний и зимний режим эксплуатации.

Вывод

Разница в названиях, а точнее наличие буквы «Т» означает, что мотор имеет турбонаддув. В остальном разницы не существует. Двигатели FSI и TFSI имеет значительное количество положительных и негативных сторон.

Как видно, использование атмосферника хорошо в плане экономии и экологичности. Мотор слишком чувствительный к низким температурам и плохому горючему. Именно за недостатки, его использование прекратилось и перешли на системы TSI и MPI.

Далеко не всем известно, что такое TSI и как расшифровывается эта аббревиатура. Об этом мы сегодня и расскажем.

Что это — TSI

Двигатель TSI — это установка, работающая на бензине, отличающаяся наличием системы «двойного турбонаддува». Перевод сокращения TSI звучит следующим образом — двигатель, имеющий турбонаддув и впрыск топлива послойно.

Отличительной особенностью конструкции TSI является размещение турбонагнетателя с одной стороны и системы, отвечающей за механическую компрессию, с другой. Использование энергии от выхлопных газов позволяет увеличить мощность обычного турбодвигателя. Это возможно за счёт того, что выхлопные газы запускают турбинное колесо и усиленно нагнетают и сжимают воздух благодаря системе приводов. Такая система показывает большую эффективность, чем традиционные .

Что улучшено в двигателях TSI

Признание экспертов и потребителей, что подтверждается многочисленными наградами. Эта система на протяжении трёх лет (в период с 2006 года по 2008) становилась обладателем награды «Двигатель года» на конкурсе «Engine of the year».

Использование концепции минимизации, суть которой в том, что мотор меньшего объёма при небольшом потреблении бензина выдаёт наибольшую мощность. Снижение рабочего объёма позволило повысить КПД, уменьшив при этом потери от трения. Небольшой объём облегчает двигатель и автомобиль в целом. Такие технологические решения стали неотъемлемой частью TSI.

Видео, демонстрирующее принцип работы двигателя TSI:

Объединение драйва и экономичности . Начальной целью разработчиков было создание экономичных двигателей высокой мощности и со сниженным уровнем выброса CO 2 .

Большой интервал оборотов . Системы TSI настроены так, что когда коленчатый вал вращается с частотой в пределах от полутора тысячи до 1750 оборотов за 1 минуту, тогда крутящий момент остаётся самым высоким, что хорошо влияет на то, сколько бензина экономится при работе авто, и на мощность автомобиля. В итоге водитель получает максимальную мощность при большом интервале оборотов. TSI двигатели отлично сочетаются с трансмиссиями, имеющими передаточные числа, которые гораздо больше, что положительно сказывается на .

Оптимизация смесеобразования, которой удалось достигнуть за счёт специально разработанной конструкции форсунки высокого давления с 6 отверстиями. Система впрыска настроена так, что обеспечивает большую эффективность в процессе сгорания бензина.

Промежуточное охлаждение обеспечивает большую динамику . Ещё одной отличительной чертой агрегата является наличие интеркулера жидкостей, что имеет систему, в которой циркулирует независимо. Такое охлаждение позволяет снизить объём воздуха, который нагнетается, за счёт чего показатели давления наддува растут быстрее. В результате за счёт небольших задержек турбоэффекта и уровня оптимального наполнения камеры сгорания достигается увеличение динамики. TSI с заявленной мощностью 90 кВт без оснащения вспомогательным компрессором не имеет турбоямы. Уже при достижении отметки в 1500 об/мин можно получить наивысшие данные крутящего момента в 200 Н·м.

Наддув в TSI

Турбонаддув и топливный впрыск . В системе TSI используется специальная технология, которая позволила получить самый большой уровень крутящего момента и наибольшую мощность для автомобиля, притом что у двигателя довольно небольшой объём: впрыск топлива вместе с турбонаддувом либо комбинированным наддувом с помощью турбонагнетателя и компрессора. В такой конструкции сгорание топлива идёт с большей эффективностью, за счёт чего мощность TSI превосходит показатели традиционных двигателей атмосферного типа.

Турбонагнетатель в сочетании с компрессором даёт хороший эффект. Применение ещё одного компрессора позволило сгладить эффект турбоямы, возникающий по причине создания турбонагнетателем достаточно высокого давления наддува, когда оборотный диапазон выше.

Показатели давления наддува. Механический компрессор Roots запускается посредством от коленчатого вала ремённой передачи. В таком случае уровень силы, с какой происходит наддув, начинается на самом маленьком диапазоне, с которым происходят обороты. Такой подход обеспечивает высокие тяговые характеристики и показатели крутящего момента в большом оборотном интервале.

Двойной наддув, который используется в моторах такого типа, эффективная система впрыска вместе с наибольшими показателями давления, с каким происходит впрыск топлива, и применением шестиструйных форсунок позволяют достичь для двигателей TSI экономии бензина, что затрачивается. Сегодня автомобили, созданные компанией Volkswagen, из серии Golf plus, модельного ряда Golf и Jetta, модели Touran и новые уже имеют двигатель с турбонаддувом.

Революционная инновационная технология

Сегодня Volkswagen является единственным производителем, осуществляющим серийную установку двигателей такого типа, оснащённых удвоенным наддувом в комплексе с поэтапным впрыском, в автомобили собственного производства. Размещение компрессора и турбонагнетателя делает силу давления, с которой происходит наддув, больше. То есть двигатель с рабочим объёмом в 1,4 л в состоянии развить до 125 кВт (или 170 л. с.), что является рекордом в автомобилестроении среди двигателей на четырёх цилиндрах.

Экономия бензина благодаря сниженной массе . Новые модели двигателей TSI благодаря ряду усовершенствований имеют вес на 14 кг меньше по сравнению с двигателями этого же типа, оснащёнными системой двойного наддува. К инновациям относится: конструкторская оптимизация головки блока и облегчённый вес её крышки, снижение веса на 304 грамма всех распределительных валов.

Видео о работе ДВС с турбонаддувом:

Вполне логично, что сложность конструкции и усовершенствования двигателей повлияли и на . Однако незначительное подорожание в полной мере компенсируют повышенные показатели мощности и снижение количества потребляемого топлива.

Двигатели со стратифицированным зарядом — обзор

3 Экономия топлива и глобальное потепление

Со второй половины 1980-х годов глобальное потепление стало важной проблемой в международной политике, и 1980-е годы стали десятилетием глобальной атмосферы. Предсказания о масштабных наводнениях, поскольку тепловое расширение Мирового океана вызовет повышение уровня моря до 1 метра, все умы были сосредоточены на глобальном потеплении [12,13]. Выбросы парниковых газов попали под глобальный контроль несколько менее быстро из-за подлинной научной неопределенности в отношении масштабов проблемы в сочетании с мощным лоббированием со стороны индустрии ископаемого топлива.Помимо многих других источников, выбросы парниковых газов в транспортном секторе также заслуживают серьезного внимания. По состоянию на 1998 год считалось, что автотранспортные средства являются крупнейшим источником основных атмосферных загрязнителей [14]. Транспортный сектор считается одним из наиболее значительных факторов, вызывающих ряд проблем окружающей среды и здоровья человека, в частности, закисление климата, образование озона на уровне земли, локальное загрязнение воздуха и шум. В большинстве стран ОЭСР на транспорт приходится более 25% всех выбросов парниковых газов [15].

В этой связи появляется все больше научных доказательств того, что деятельность человека, особенно сжигание ископаемого топлива для производства электроэнергии, промышленности и транспорта, способствует потеплению нашей планеты. Наша атмосфера сейчас содержит на 32% больше углекислого газа — основного газа, вызывающего глобальное потепление, — чем это было столетие назад. Последствия накопления парниковых газов в нашей атмосфере уже очевидны. Глобальное потепление: средние приземные температуры атмосферы выросли больше, чем в прошлом веке, а 1990-е годы были самым теплым десятилетием в истории наблюдений, ледники тают, уровень моря повышается, мы переживаем более частые и интенсивные штормы и засухи, экосистемы и привычки перемещаются, и виды вымирают с беспрецедентной скоростью.Большинство климатологов приходят к выводу, что эти тенденции будут продолжаться и ухудшаться с потенциально катастрофическими последствиями для здоровья людей, других биологических видов и планеты [16]. Транспорт также широко признан значительным и растущим источником загрязнения воздуха во всем мире. Считается, что выбросы выхлопных газов дорожного транспорта вызывают серьезную озабоченность по поводу воздействия качества городского воздуха на здоровье человека и производство тропосферного озона. Несколько предыдущих обзоров были сосредоточены на отдельных видах транспорта и / или отдельных воздействиях транспорта на окружающую среду.На третьем Международном симпозиуме по транспорту и загрязнению воздуха особое внимание уделялось дорожному движению и качеству городского воздуха [17]. При полном сгорании топлива значительными транспортными выбросами в атмосферу по массе являются CO ₂ и водяной пар (H ₂ O). Помимо смеси углеводородов, все виды топлива содержат примеси. Сера при сгорании окисляется в основном до диоксида серы (SO ₂ ), а иногда и до сульфата, который способствует зарождению частиц в выхлопных газах.Некоторые другие примеси, например ванадий в масле, не горят или имеют продукты сгорания, которые имеют низкое давление пара и, таким образом, вносят дополнительный вклад в образование частиц.

В некоторых частях Африки и Азии органические соединения свинца, которые все еще добавляют в высокооктановый бензин для предотвращения преждевременного сгорания, также образуют частицы в выхлопных газах. Наконец, при высоких температурах горения большинства транспортных источников загрязнения воздуха атмосферный азот (N ₂ ) окисляется до оксида азота (NO) и небольших количеств диоксида азота (NO ₂ ), в дополнение к меньшим количествам из азотсодержащие примеси в топливе.Выбросы от дорожного движения существенно сокращаются за счет внедрения передовых технологий, а также за счет местных мер по сокращению выбросов. За некоторыми исключениями, все виды транспорта загрязняют воздух в результате сжигания ископаемого топлива. Поэтому сегодня большинство транспортных источников выбрасывают аналогичные загрязнители, хотя их относительное количество варьируется в зависимости от точного состава топлива и деталей условий горения. В 1970-х годах внезапно было замечено, что деревья явно умирают в сильно загрязненном «Черном треугольнике» Восточной Германии, Чешской Республики и Польши [18–20], и множество мертвых рыб всплывает на поверхность шведских рек и озер [21 ], а также аналогичные в условиях Северной Америки [22].Изначально виновато было широкое использование угля на крупных сжигательных установках. Международные соглашения, такие как Женева в 1979 г. и Хельсинки в 1985 г., были призваны сократить выбросы [23], следующим шагом к сокращению выбросов загрязняющих веществ могла бы стать замена ископаемого топлива ядерной энергией. Наконец, внимание было обращено на частные автомобили как источник оксидов прекурсоров азота из-за все более значительных атмосферных концентраций азотной кислоты. Трехкомпонентные каталитические нейтрализаторы для борьбы с выбросами оксидов азота, углеводородов и монооксида углерода используются в Германии с 1984 года, что на 9 лет раньше, чем было принято европейское законодательство, сделавшее такой контроль выбросов обязательным [23].Швеция и Швейцария также ввели стандарты выбросов транспортных средств, опередив остальные страны Европы, в 1976 и 1982 годах соответственно. Европа начала догонять Соединенные Штаты в области контроля выбросов от автомобильного транспорта. Также фактом является то, что на европейском уровне транспорт, как ожидается, станет крупнейшим источником выбросов парниковых газов в ЕС к 2010 году. В этой связи они пытаются достичь своей цели по сокращению выбросов парниковых газов примерно на 8% к 2008-2012 гг. В соответствии с Киотским протоколом. Протокол [23,25].

Несмотря на то, что США больше заботятся о стандарте экономии топлива, легковые автомобили в США являются важной частью проблемы глобального потепления.Известно, что в США проживает около 4% населения мира, но на США приходится более 25% мировых выбросов парниковых газов. На легковые и малотоннажные грузовики в США приходится почти 20% годовых выбросов CO ₂ в США [27]. Фактически, американские автомобили выделяют больше CO ₂ , чем общие национальные выбросы всех трех стран, а именно Китая, России и Японии [28]. Общий объем выбросов CO ₂ в отдельных странах представлен на рис. 2.

Рис.2. Общий объем выбросов в отдельных странах.

По данным Управления энергетической информации (EIA) Министерства энергетики, выбросы CO ₂ в транспортном секторе растут быстрее, чем в любом другом секторе конечного использования, который составляет 1,8% в год, в то время как выбросы CO ₂ и промышленные растут на 1,4, 1,6 и 0,9% в год, соответственно, а общие выбросы CO ₂ растут в среднем на 1,4% в год [29]. В этом отношении должны быть приняты соответствующие решения и меры, чтобы сделать жизнь на этой планете пригодной для жизни следующего поколения.Каждый должен сыграть свою роль в сокращении выбросов парниковых газов, которые способствуют изменению климата, выбор экономичного автомобиля — один из способов добиться этого и сэкономить деньги. Эта возможность снижения выбросов парниковых газов может быть получена за счет снижения расхода топлива для обычных транспортных средств и внедрения транспортных средств, работающих на альтернативном топливе, которые будут обсуждаться в следующем разделе.

3.1 Снижение расхода топлива для обычных транспортных средств

В этом направлении разрабатываются и находят практическое применение новые передовые технологии, например, эти технологии включают двигатели с обедненной смесью [30], двигатель с прямым впрыском и слоистым зарядом [31 ], и бесступенчатая трансмиссия [32].В исследовании по ссылкам [30–32] предполагается снижение расхода автомобильного топлива на 30% за счет использования технологий как двигателя с прямым впрыском со слоистым зарядом (сокращение на 20–25%), так и бесступенчатой ​​трансмиссии (сокращение на 10%).

3.2 Внедрение транспортных средств, работающих на альтернативном топливе

В связи с этим было разработано множество видов транспортных средств, работающих на альтернативном топливе, которые используют спирт, природный газ, электричество и так далее. Просто возьмем пример электромобилей, на количество выбросов CO ₂ электромобилей влияет соотношение компонентов первичной энергии, используемой на электростанциях.Ссылаясь на предыдущие исследования, посвященные анализу использования электромобилей, особенно в Японии, предполагается, что использование электромобилей снизит выбросы CO ₂ от транспортных средств на 50% [33].

«Мерседес-Бенц» запускает многослойный двигатель с непосредственным впрыском

Важна каждая мелочь, поскольку автопроизводители пытаются выжать из двигателей максимальную топливную экономичность. С этой целью Mercedes-Benz запустит в этом году технологию под названием послойный прямой впрыск топлива, которая должна дать небольшой выигрыш в экономии.

Барт Херринг, генеральный менеджер по разработке продукции Mercedes-Benz в США, говорит, что многослойная система позволяет разработчикам двигателей гораздо более точно рассчитывать время впрыска. По сравнению со стандартным прямым впрыском, который обычно распыляет топливо во время такта впуска двигателя, многослойная система позволяет двигателю впрыскивать топливо во время такта сжатия — почти как дизельный двигатель.

«Впрыск действительно происходит на ходу вверх», — говорит он.

Эта повышенная точность впрыска топлива означает, что Mercedes может работать на гораздо более бедных топливных смесях при низких нагрузках, говорит Херринг, добиваясь немного большей экономии топлива, «практически не жертвуя мощностью.”

У использования этих сверхбедных смесей есть один серьезный недостаток: повышенные выбросы оксидов азота (NOx), основного загрязнителя. В результате двигателям Mercedes со стратифицированным впрыском потребуются специальные уловители NOx, аналогичные сажевым фильтрам на дизельных автомобилях, которые помогут снизить вредные выбросы. Mercedes уже заявил, что начнет оснащать некоторые бензиновые двигатели фильтрами твердых частиц с 2017 года. В остальном традиционные системы прямого впрыска и стратифицированного впрыска «очень похожи», при этом изменения в основном ограничиваются уникальными форсунками и новым программным обеспечением.

Технология будет запущена на двигателе V6, когда Mercedes обновит автомобиль с этим двигателем до конца года, хотя Херринг не будет предлагать более подробных сведений о приложении. Мощность и крутящий момент двигателя не изменится после обновления, но его экономия топлива должна немного повыситься.

Большим фактором, способствующим послойному прямому впрыску, является более широкое распространение бензина со сверхнизким содержанием серы в США Начиная с 2017 года, весь бензин, продаваемый в стране, должен иметь гораздо более низкое содержание серы, чем раньше (с 30 частей на миллион до 10 частей на миллион). на миллион), что, по словам Херринга, является ключом к возможности использовать более точную стратегию более позднего введения.Пока этот переход не произойдет, «топливо — самая большая проблема в Америке».

Сгорание и выбросы в двигателе со стратифицированным наддувом DI новой концепции с двухступенчатым впрыском топлива

Разработан новый концептуальный двигатель DISC с двухступенчатой ​​системой впрыска. Двигатель был модифицирован из одноцилиндрового дизельного двигателя DI с большим диаметром цилиндра (135 мм). Были исследованы характеристики сгорания и выбросы выхлопных газов при использовании обычного бензина, а также были проведены эксперименты со смесями бензин-дизельное топливо с более высокими температурами кипения и более низким октановым числом.Для гибкой реализации послойного распределения смеси в камере сгорания топливо впрыскивалось в два этапа: первая стадия была перед тактом сжатия для создания однородной предварительно смешанной бедной смеси, а вторая стадия была в конце такта сжатия для поддержания стабильного зажигания. и более быстрое сгорание. В этой статье влияние двухступенчатого впрыска на сгорание и выбросы выхлопных газов было проанализировано в нескольких рабочих условиях.

Результаты показали, что стабильное и плавное сгорание без детонации в широком диапазоне работы может быть реализовано в новом концептуальном двигателе DISC по сравнению со стехиометрическим гомогенным сгоранием при BMEP, равном 0.61 МПа, достигнуто одновременное снижение SFC на 30% и NOx на 50%. SFC и NOx были значительно уменьшены не только в обедненных условиях, но также и в стехиометрических условиях за счет послойного сжигания заряда с двухступенчатым впрыском. Оптимизация времени зажигания, времени вторичного впрыска топлива, пропорции двухступенчатого впрыска топлива и количества отверстий для форсунок была важна для эффективного сгорания и зажигания. Бездымная работа и работа без детонации также может быть достигнута с помощью топлива с более высокой температурой кипения и более низким октановым числом.Сажи не обнаружено даже на бензине, содержащем 50 об.% Дизельного топлива.

Выбросы NOx из двигателей ХИ с воспламенением от сжатия стали серьезной проблемой в городских условиях и во всем мире, и строгие правила могут вынудить переоборудовать некоторые двигатели ХИ на двигатели с искровым зажиганием, если контрмеры по выбросам от двигателей ХИ останутся недостаточными. Однако такое преобразование представляет две проблемы в двигателях SI: (1) ухудшение теплового КПД, и выхлоп способствует парниковому эффекту, (2) ограничения диаметра цилиндра, приводящие к детонации, особенно в двигателях большого размера.Кроме того, компонент средней перегонки нефти, дизельное топливо, будет в избытке, так что будет желательно использование бензина с широкими фракциями с более высокими температурами кипения и более низким октановым числом. Сообщалось о том, что для повышения теплового кпд двигателей SI, бедное сгорание с помощью опрокидывания или завихрения воздуха в камере сгорания уже применяется на практике [1, 2 и 3]. Сжигание на ДИСКЕ обычно более эффективно для повышения теплового КПД, а также дает возможность безударной работы и использования широкого спектра видов топлива.Несмотря на большой объем работы, обычные типы двигателей DISC не могут обеспечить стабильное и эффективное сгорание. Тем не менее, если впрыск топлива является гибким, возможно, благодаря сегодняшней технологии, можно ожидать, что двигатели DISC обеспечат более стабильное сгорание, более низкие выбросы выхлопных газов, более высокий термический КПД и более высокую мощность во всем рабочем диапазоне.

В ходе этого исследования был разработан новый концептуальный двигатель DISC с «двухступенчатой ​​системой впрыска топлива». Для достижения желаемых характеристик сгорания, снижения выбросов и более высокого теплового КПД и мощности расслоенное распределение смеси в камере сгорания гибко контролировалось с помощью двухступенчатого впрыска топлива: первая ступень была установлена ​​перед тактом сжатия для создания однородной предварительно смешанной бедной смеси. и вторая ступень в конце такта сжатия для поддержания стабильного зажигания и эффективного сгорания.Были исследованы характеристики сгорания и выбросы выхлопных газов с обычным бензином, и эксперименты были распространены на смеси бензин-дизельное топливо с более высокими температурами кипения и более низкими октановыми числами.

Вызовы и преимущества послойного сгорания в бензиновых двигателях с прямым впрыском

Современный мир основан на разветвленной транспортной сети, в которой легковые автомобили играют важную роль.Хотя легковые автомобили значительно улучшились за последние десятилетия, они по-прежнему вносят свой вклад в загрязнение окружающей среды и глобальное потепление. Следовательно, необходимы новые способы снижения их выбросов. Более того, большинство современных легковых автомобилей приводится в движение двигателем внутреннего сгорания, который работает на невозобновляемом топливе, таком как бензин или дизельное топливо, произведенное из сырой нефти. Однако такие ископаемые виды топлива являются ограниченными ресурсами, поэтому также необходимо снизить потребление топлива легковыми автомобилями.Таким образом, усовершенствования в технологии двигателей будут играть центральную роль в разработке более эффективных и экологически чистых пассажирских транспортных средств. В последние годы все большее внимание привлекают альтернативы двигателю внутреннего сгорания, такие как электродвигатели и топливные элементы. Хотя эти технологии быстро развиваются, и, в частности, электромобили увеличивают долю рынка, двигатель внутреннего сгорания остается доминирующим источником энергии для легковых автомобилей. Наиболее распространенным типом двигателей внутреннего сгорания, используемых в легковых автомобилях, является бензиновый двигатель.Было разработано несколько передовых концепций сгорания, чтобы сделать бензиновые двигатели чище и эффективнее. Одна из таких концепций — стратифицированное горение, которое обсуждается в этой диссертации. В бензиновых двигателях послойное сгорание увеличивает топливную экономичность. Однако он также имеет тенденцию к образованию высоких выбросов твердых частиц и может снизить стабильность горения. Эти проблемы в основном возникают из-за того, что стратифицированное сгорание включает сложный процесс смешивания, в результате которого образуется гетерогенная топливно-воздушная смесь как с богатыми, так и с обедненными областями.Этот тезис описывает работу, предпринятую для минимизации или устранения этих недостатков, в частности увеличения выбросов твердых частиц, при сохранении низкого расхода топлива. Большинство представленных здесь исследований проводилось с металлическими и оптическими одноцилиндровыми двигателями, но в некоторых случаях также использовался серийный четырехцилиндровый двигатель. Испытания проводились в установившемся режиме при различных режимах работы двигателя. Все двигатели, использованные в исследованиях, были оснащены системой прямого впрыска с распылителем (SGDI) и топливными форсунками с соленоидным приводом с несколькими отверстиями.В зависимости от объема исследования двигатели были оснащены различными измерительными приборами, такими как приборы для измерения давления и температуры или выбросов HC, NOx, CO, CO2, O2 и твердых частиц (как по массе, так и по количеству). Результаты, полученные в ходе этой дипломной работы, представлены в пяти публикациях. Первая из этих публикаций описывает исследование взаимосвязи между выбросами твердых частиц при стратифицированном сгорании и общими параметрами сгорания, такими как давление впрыска топлива, а также время впрыска и воспламенения.Это было сделано для определения переменных, которыми можно было бы управлять для уменьшения выбросов твердых частиц. В более поздних публикациях описывается, как на измеренные выбросы твердых частиц влияет принудительная индукция, повышенное давление впрыска топлива, использование новых систем зажигания, движение воздуха и использование различных систем отбора проб. Основные цели этих исследований заключались в поиске способов снижения выбросов твердых частиц и повышения стабильности сгорания. Было обнаружено, что стратифицированное горение в ЗГДИ Бензиновые двигатели, оснащенные соленоидным инжектором с несколькими отверстиями, могут повысить топливную эффективность, но не решают проблему высоких выбросов твердых частиц.Кроме того, была выявлена ​​положительная корреляция между степенью пламени без предварительного смешивания и массой твердых частиц и количеством выбросов. Было показано, что использование новых систем зажигания расширяет окно зажигания, в то время как повышение давления впрыска топлива снижает уровень сажи. Наконец, было обнаружено, что внутренняя взаимосвязь между зажиганием и временем впрыска сильно влияет на стабильность горения и уровни сажи, в первую очередь потому, что она влияет на разбавление топливовоздушной смеси и риск удара топливной струи о верхнюю часть поршня.Диссертация завершается некоторыми предложениями о способах улучшения стратифицированного горения и направлениями будущих исследований.

Масса твердых частиц

SGDI

Количество твердых частиц

С прямым впрыском

GDI

Отбор проб твердых частиц

С распылителем

Частицы

Стратифицированный заряд

Бензин

DI

Влияние времени впрыска на производительность и выбросы двигателя с прямым впрыском сжатого природного газа

В этой экспериментальной части исследуется влияние времени впрыска на производительность и выбросы гомогенной смеси с прямым впрыском сжатого природного газа.Использовался двигатель объемом 1,6 л, 4 цилиндра, искровое зажигание, степень сжатия 14. Производительность и выбросы регистрировались при полностью открытой дроссельной заслонке с помощью системы управления двигателем (Rotronics) и портативного анализатора выхлопных газов (Kane). Двигатель испытывался на скорости от 1500 до 4000 об / мин с шагом 500 об / мин. Блок управления двигателем (ЭБУ) был модифицирован с использованием Motec 800. Исследуемые моменты впрыска были в конце впрыска (EOI) 120 bTDC, 180 bTDC, 300 bTDC и 360 bTDC.Результаты показывают высокую тормозную мощность, крутящий момент и BMEP с 120 по сравнению с другими временами впрыска. При 4000 об / мин мощность, крутящий момент и BMEP при 120 были 5% по сравнению с 180. Кроме того, он показывает низкий BSFC и высокую эффективность преобразования топлива при 120. При 360 двигатель производит меньше CO и CO ₂ при более высоком скорости.

1. Введение

Поиск альтернативных видов топлива становится все более важной проблемой во всем мире. Это связано с несколькими очевидными причинами, в частности с колебаниями цен на нефть, тенденцией к снижению мировой добычи нефти, проблемами со здоровьем из-за загрязнения окружающей среды и тревожным глобальным изменением климата [1].Сжатый природный газ был выбран в качестве альтернативного топлива по многим причинам: высокое октановое число, высокая скорость пламени, возможность работы с двигателями с высокой степенью сжатия, низкий уровень выбросов и более низкая цена по сравнению с традиционным топливом (бензин и дизельное топливо). С другой стороны, он производит меньше энергии. Чтобы увеличить тормозную мощность, решение состоит в использовании прямого впрыска с подходящей степенью сжатия, чтобы избежать явления детонации.

Воздушно-топливный состав КПГ составляет 17,23, поэтому процент необходимого топлива меньше по сравнению с другими видами топлива (бензин 14.37, дизель 14,4) [2]. Произошла идеальная синхронизация впрыска топлива, при которой максимальное давление в цилиндре и максимальная скорость тепловыделения достигли своих максимальных значений вместе с наименьшей продолжительностью сгорания, наименьшая продолжительность тепловыделения приближалась к верхней мертвой точке, но сохраняла низкий уровень HC и CO. выбросы [3].

Время впрыска является очень важным параметром для обеспечения лучшего сгорания, и это зависит от фаз газораспределения и момента зажигания; это основные факторы для оптимизации тепловыделения, влияющего на производительность двигателя [4].В этом двигателе CNGDI давление впрыска топлива составляет 20 бар. Для получения оптимального момента впрыска этот двигатель был протестирован с другим временем впрыска. В исследовании, в котором использовался один цилиндр с однородным и многослойным поршнем [5], было обнаружено, что наилучшее время впрыска было от 120 bTDC до 180 bTDC для достижения лучшей производительности.

В эксперименте с использованием одноцилиндрового двигателя, работающего на метаноле, со стратифицированным сгоранием при 1600 об / мин с полной нагрузкой оптимизация впрыска и момента зажигания привела к улучшению удельного расхода топлива на тормоз на 10% [6].В другом эксперименте с использованием одноцилиндрового дизельного двигателя, работающего на природном газе, результаты испытаний с усовершенствованной синхронизацией впрыска показали, что для каждого альтернативного топлива требуется впрыск, соответствующий его периоду задержки. Было обнаружено, что опережающая синхронизация приводит к незначительному увеличению расхода топлива. Произошло значительное сокращение выбросов CO ₂ с опережением сроков [7].

Используя установку быстрого сжатия, было проверено влияние времени впрыска на прямом впрыске природного газа.Результаты показали, что ранний впрыск приводит к увеличению продолжительности первоначального сгорания. Однако поздний впрыск приводит к большей продолжительности позднего сгорания. Ранний впрыск показал более низкую концентрацию CO в продуктах сгорания, тогда как поздний впрыск дал более низкий NO _x [8]. В другом исследовании с использованием одного цилиндра со степенью сжатия 14 был испытан прямой впрыск природного газа. При использовании диапазона частичного послойного горения (PSC) и времени начала впрыска (SOI) (от -130 до -50 градусов aTDC) результаты показали важное улучшение стабильности сгорания, фазировки и выбросов углеводородов [9].Кроме того, в другом исследовании, использующем направленный впрыск природного газа с поздним временем впрыска и обедненным сгоранием, результаты показали, что среднее эффективное давление (IMEP) уменьшается с увеличением лямбда [10]. Кроме того, в другом исследовании использовался одноцилиндровый бензиновый двигатель с прямым впрыском бедного сгорания (стратифицированный); результаты показали дымовыделение, а количество продуктов неполного сгорания увеличивалось при позднем впрыске из-за увеличения близкой к богатой области смеси. С другой стороны, выбросы оксидов азота (NO _x ) были уменьшены, в то время как указанное среднее эффективное давление (IMEP) было увеличено из-за замедления времени впрыска [11].

В двигателе CNGDI, использующем различные смеси водорода (0%, 3%, 5% и 8%), время впрыска топлива проверялось с полностью открытой дроссельной заслонкой и лямбда (= 1). Результаты показали, что характеристики двигателя (например, тормозной момент, тормозная мощность и BMEP), давление в цилиндре и тепловыделение имеют самые высокие значения времени впрыска 180 bTDC, за которыми следуют 300 bTDC и 120 bTDC [ 12].

Эмпирическая часть, в которой используется четырехцилиндровое сгорание с непосредственным впрыском природного газа, испытывается с головкой поршня, которая может образовывать однородную смесь во время такта сжатия.Целью данного исследования является изучение оптимального момента впрыска с использованием различных точек для получения более высоких характеристик двигателя при меньших выбросах. Что касается угла опережения зажигания, оно было фиксированным на всех испытаниях.

2. Материалы и методы

Для управления работой КПГ были установлены 1,6-литровый двигатель с внутренним диаметром 7,6 см, ходом 8,8 см и 4-цилиндровым двигателем с искровым зажиганием с прямым впрыском, заполненный сжатым природным газом. Технические характеристики двигателя приведены в таблице 1. В качестве топлива использовался КПГ.Существенное преимущество КПГ в качестве антидетонационной защиты связано с более высокой температурой самовоспламенения и более высоким октановым числом по сравнению с бензином, как показано в таблице 2. Кроме того, КПГ имеет высокое соотношение воздух-топливо и теплотворную способность: 17,23 и 47,377 МДж / кг соответственно. Состав КПГ, используемого в Малайзии, показан в таблице 3.