GDI двигатели: плюсы и минусы двигателей GDI, что это такое
Gasoline Direct Injection, или же более распространенная аббревиатура GDI, скрывает под собой инжекторную систему подачи топлива для бензиновых двигателей с непосредственным (прямым) впрыском топлива. Конструкция устройств у разных производителей идет под разными аббревиатурами. Mitsubishi (а также KIA и Hyndai) дали название GDI, Volkswagen – FSI, Ford – Ecoboost, Toyota – 4D, Mercedes, BMW и некоторые другие скрывают понятие «непосредственный впрыск» в индексе двигателя. При таких системах подачи топливные форсунки вставлены в головку блока цилиндров, и распыление происходит сразу в каждую камеру сгорания, минуя впускной коллектор и впускные клапана. Топливо подается под большим давлением в цилиндр, чему способствует топливный насос высокого давления (ТНВД).
Отличия и особенности работы двигателей GDI прямого впрыска топлива
По факту мы имеем некий симбиоз дизельного и бензинового двигателей в одном. От дизеля GDI унаследовал систему впрыска и ТНВД, от бензина – сам тип топлива и свечи зажигания. Родоначальником моторов GDI стала компания Mitsubishi, когда в 1995 году был представлен Mitsubishi Galant 1.8 GDI. Сегодняшний двигатель с непосредственным впрыском. Это сложная система механизмов и электронных блоков по характеру и звукам в работе, напоминающим дизель.
Двигатель с непосредственным впрыском топлива явился миру гораздо раньше. В 1950-х годах такие моторы использовал Daimler-Benz на своих гоночных машинах, позже в гражданских, а в авиации они присутствовали еще в начале 1940-х годов.
Различия (разновидности) двигателей GDI. Марки автомобилей, где используется GDI
Предпосылки создания и массового перехода большинства ведущих автопроизводителей на системы впрыска, аналогичных GDI, были достаточно предсказуемы. Экологические нормы, требующие усовершенствования систем выхлопа отработанных газов, а также глобальная задача по созданию экономичных двигателей.
В двигателях GDI реализованы несколько типов смесеобразования топливовоздушной смеси. Это позволило выполнить задачи по экономии топлива, более полному сгоранию смеси и дополнительно увеличить мощность. В совокупности такой двигатель получился благодаря доработанной системе прямого впрыска, где немалую роль играет электронная начинка. Блок управления через датчики, раскиданные по системе, оперативно реагирует на малейшие изменения поведения автомобиля и подстраивает работу топливной системы под необходимые требования водителя.
Преимущества (плюсы) двигателей GDI
- Особенностью двигателей с непосредственным впрыском является возможность работы в нескольких видах смесеобразования. Это является неоспоримым плюсом, так как многообразие в данном виде процедуры дает максимальную эффективность использования топлива. При исправно работающей системе непосредственного впрыска мы получим экономию топлива за счет режима работы на сверхобедненной смеси, причем без потери мощности.
- В двигателях GDI присутствует увеличенная степень сжатия топливовоздушной смеси. Это помогает избежать калильного зажигания и детонации, и таким образом, увеличивается ресурс.
- Также к положительным моментам двигателя с непосредственным впрыском GDI нужно отнести существенное снижение выброса в атмосферу углекислого газа и других вредных веществ. Это достигается за счет многослойного смесеобразования, которое обеспечивает более полное сгорание смеси, что дополнительно влияет на мощность двигателя.
Система GDI в результате работы обеспечивает несколько видов смесеобразования:
- послойное;
- стехиометрическое гомогенное;
- гомогенное.
Такое многообразие делает работу двигателя экономичной, обеспечивает лучшее качество образования смеси, ее полное сгорание, увеличение мощности, уменьшение вредных выбросов.
Недостатки (минусы) двигателей GDI
Описание двигателей GDI было бы не полным без упоминания отрицательных моментов ах эксплуатации.
- Главный минус связан со сложностями системы впуска и подачи топлива. В таком варианте впрыска, двигатель GDI становится крайне чувствительным к качеству используемого топлива. В итоге проблема закоксовывания форсунок становится актуальной для водителя. Она вызовет потерю мощности и увеличение расхода топлива.
- Также в минусы можно отнести сложность обслуживания и стоимость ремонта, замены деталей и агрегатов топливной системы, поэтому важным моментом является контроль за состоянием топливной системы автомобиля.
- Дополнительно, двигатели GDI и другие с непосредственным впрыском топлива, выбрасывают большее количество сажевых частиц, чем устройства с впрыском MPI (распределенным, в коллектор), что вынуждает ставить сажевые фильтры в последних поколениях моторов.
- Также, двигатели GDI склонны к нагарообразованию во впускном коллекторе и на клапанах при пробеге более 100 тысяч километров, что вынуждает владельцев обращаться в сервис для очистки.
В обслуживании двигатель GDI дороже, но рабочие характеристики перекрывают этот минус. Тем более, есть средства, помогающие повысить ресурс капризных деталей и узлов.
Профилактика неисправностей моторов GDI
Профилактика – простое решение для владельца автомобиля с системой непосредственного впрыска двигателя GDI или аналогичными системами. Как мы уже писали выше, качество топлива будет играть основную роль. Понятно, что без лабораторных исследований судить о качестве этой составляющей невозможно, поэтому в качестве профилактических мер и защиты топливной системы от возникающих проблем могут помочь топливные присадки.
Компания Liqui Moly – один из мировых лидеров в производстве автохимии рекомендует для поддержания необходимого уровня смазывающих и очищающих присадок в используемом топливе применять Langzeit Injection Reiniger, артикул 7568. Постоянное применение присадки значительно снизит риск возникновения поломок связанных с топливом. Пакеты присадок, поднимающие смазывающие свойства топлива, надежно защитят топливную аппаратуру от скорого износа.
Для лечения и профилактики загрязнений форсунок также есть надежное средство, артикул 7554 очиститель систем непосредственного впрыска топлива Direkt Injection Reiniger. Заменяет стендовую очистку форсунок, работает по нагару, смолам. Немаловажный момент, что топливные присадки Liqui Moly начинают работать в системе при повышении температуры, то есть именно там, где чаще всего нужна очистка, а в баке происходит только смешивание с топливом.
Стоит ли покупать автомобили с двигателями GDI
При должном подходе и своевременном обслуживании владелец автомобиля с системой GDI получает комфортный в управлении автомобиль с высокой тягой, мощностью и хорошей экономией топлива. И как показывают продажи таких автомобилей, на дорогах встречаться они будут чаще.
Двигатели GDI были одними из первопроходцев систем непосредственного впрыска топлива. Обладая очевидными преимуществами, такие моторы требуют специального профилактического ухода. В первую очередь, это уход за форсунками. Наиболее простым способом является использование присадок в топливную систему. Производя профилактический уход за топливной системой автомобилей с двигателями GDI, автовладелец может продлить его ресурс и наслаждаться повышенной мощностью и динамикой.
Автопроизводители не стоят на месте, развитие и усовершенствование двигателей с системами непосредственного впрыска продолжается. Уже представлены автомобили с моторами T-GDI, но это уже другой рассказ.
Заметки о двигателе Kia cee’d GT
Kia cee’d GT, впервые представленный на Женевском Международном Автосалоне в 2013 году и ожидаемый в России совсем скоро, оснащён бензиновым двигателем T-GDI (Turbocharged, Gasoline Direct Injection – турбонагнетатель, непосредственный впрыск топлива) с рабочим объемом 1,6 л. Для Kia «заряженный» новичок сегмента С стал первой моделью, мощность которой превосходит 200 л.с., а также моделью с самым спортивным характером из всех серийных моделей марки. Именно на cee’d GT установлен новый турбомотор из семейства нового поколения Gamma.
«Турбонагнетатель двигателя 1,6 T-GDI построен по схеме Twin-scroll (сдвоенные спиральные камеры)», – сообщается в пресс-релизе. – «Одной из главных проблем моторов с турбонаддувом является так называемая «турбояма» – эффект потери мощности на относительно низких оборотах двигателя. Она возникает, поскольку турбина не успевает раскрутиться до высоких оборотов, к тому же существуют потери за счет того, что в один момент на такте выпуска работают только два из четырех цилиндров, а остальные два – наоборот, находятся на такте впуска. Классическая конструкция турбины вынуждает также применять дополнительные клапаны, чтобы избежать противодавления на высоких оборотах. Конструкция Twin-scroll является одной из наиболее эффективных в борьбе с «турбоямой», не требует существенного удорожания двигателя и позволяет максимально использовать энергию выхлопных газов. Сдвоенные спиральные камеры («улитки») позволяют разделить потоки выхлопных газов от каждой пары цилиндров, дав им возможность действовать на ротор турбины без взаимных помех. Использование системы Twin-scroll обеспечивает большую мощность в широком диапазоне оборотов. Двигатель 1,6 T-GDI Kia cee’d GT имеет широкую «полку» крутящего момента: его максимальное значение 265 Нм поддерживается в диапазоне от 1750 до 4500 об/мин. Это дает автомобилю отличную “эластичность”: он способен уверенно выходить на обгон на наиболее часто используемых при движении по шоссе скоростях от 80 до 120 км/ч, проходить виражи в спортивном стиле без лишних переключений передач, позволяет всегда иметь необходимый запас тяги».
Двигатель Hyundai G4FJ
1.6-литровый турбо двигатель Hyundai G4FJ либо 1.6 T-GDI производится в Корее с 2011 года и ставится на такие популярные модели как Sportage, Tucson, Ceed, Seltos, Kona, Veloster и Soul. Этот силовой агрегат отличается наличием системы прямого впрыска топлива и турбонаддува.
Технические характеристики двигателя Hyundai G4FJ 1.6 T-GDI
| Тип | рядный |
| Кол-во цилиндров | 4 |
| Кол-во клапанов | 16 |
| Точный объем | 1591 см³ |
| Диаметр цилиндра | 77 мм |
| Ход поршня | 85.4 мм |
| Система питания | прямой впрыск |
| Мощность | 177 — 204 л.с. |
| Крутящий момент | 265 Нм |
| Степень сжатия | 9.5 |
| Тип топлива | АИ-95 |
| Экологические нормы | ЕВРО 5/6 |
Вес двигателя G4FJ составляет 106.3 кг
Описание устройства мотора G4FJ 1.6 литра
В 2011 году Hyundai-KIA представила турбомотор на базе двигателя с прямым впрыском G4FD, который отличался наличием Twin Scroll турбины Borgwarner B01G либо BV43 с интеркулером. В остальном это полностью аналогичный силовой агрегат с алюминиевым блоком цилиндров и открытой рубашкой охлаждения, алюминиевой 16-клапанной ГБЦ без гидрокомпенсаторов, цепным приводом ГРМ и фирменной системой фазорегуляции типа Dual CVVT на обоих валах. Впуск тут без изменяемой геометрии, зато имеются масляные форсунки охлаждения поршней.
Номер двигателя G4FJ расположен спереди на стыке с коробкой
С самого начала выпуска этот агрегат преследовали многочисленные технические проблемы и производитель постоянно дорабатывал конструкцию. Поэтому моторы разных лет отличаются.
Анимационный ролик о конструкции этого мотора
MANUAL
Русскоязычный мануал для Kia Sportage выложен тут
FORUM