Všem, kteří mají motor GDI – Obecné fórum

Mitsubishi lze označit za průkopníka v oblasti četných zavádění systémů přímého vstřikování paliva. Na rozdíl od Mercedesu, který dříve prováděl testy přímého vstřikování u automobilů s využitím pouze výsledků zkušeností z výroby letadel, inženýři Mitsubishi vytvořili systém, který by byl pohodlný a vhodný pro každodenní používání vozu. Podívejme se na motor GDI, jeho konstrukci a princip systému napájení.

Základní pojmy

V článku o principu obsluhy seřízení podávání kompresorem jsme pochopili, že existuje poměrně dost variant systémů vstřikování paliva.

• jednobodové vstřikování monoinjektor;
• distribuované vstřikování na ventily 100% vstřikovač;
• distribuované vstřikování do válců bezpodmínečné vstřikování.

Přímé vstřikování benzínu, což v překladu znamená bezpodmínečné vstřikování benzínu, nám okamžitě říká, že u motorů GDI dochází k duševní tvorbě směsi. Přesněji řečeno, palivo se přirozeně vstřikuje do válců. Jaké výhody ale bezpodmínečné vstřikování vlastně poskytuje?

• snížení teploty ve spalovací komoře, aby palivo mohlo být přirozeně převedeno v kapalné fázi na konci kompresního zdvihu. Tím se snižuje riziko detonace, což umožňuje dosáhnout lví účinnosti komprese směsi paliva a vzduchu v TPVS a regulovat časování zapalování v širším rozsahu;
• schopnost upravovat složení TPVS, což umožňuje efektivněji využívat energii spalování TPVS v různých fázích provozu motoru.

Problém nízké účinnosti benzínového motoru, po srovnání s dieselovým motorem, spočívá v úpravě složení TPVS. Abstraktně a metodou pokus-omyl bylo zjištěno, že pro dokonalé spalování by 1 kilogram benzínu měl obsahovat 14,7 kilogramu vzduchu. Taková korespondence se nazývá stechiometrická. Elektromotor může pracovat na chudou směs asi 16,5 kilogramu vzduchu na 1 kg benzínu, ale již při 191 otáčkách TPVS se zapalovacími svíčkami nezapálí. Ale i směs 16,51 je pro normální provoz považována za extrémně nízkoenergetickou, kauzalita TPVS hoří pomalu, což je nebezpečné kvůli ztrátě výkonu, přehřátí pístních kroužků a stěn spalovací komory, a proto se pracovní nízkoenergetická identická směs pohybuje v mezích 15161. Přípravou konzistentní směsi ve válcích s korespondencí 12,112,31 a posunem časování zapalování dosáhneme zvýšení výkonu, čímž se výrazně zhorší environmentální výkon motoru.

Ekonomika GDI

Problém u konvenčních motorů s počítaným vstřikováním na ventilech spočívá v tom, že palivo je při sacím zdvihu přiváděno neomezeně. K záměně paliva se vzduchem dochází již v sacím potrubí, obecně platí, že když se píst dostane do horní úvrati, směs se téměř zastaví, jinými slovy, a stane se homogenní. Výhodou GDI je, že motor může pracovat s velmi chudou směsí, někdy může poměr paliva a vzduchu dosáhnout až 37411.

K tomu přispívá poměrně dost faktorů.

• speciální instalace sacího potrubí;
• trysky, které umožňují nejen přesně dávkovat množství dodávaného paliva, ale také koordinovat tvar hořáku;
• speciální vzor pístu.

Ale jaký je přesně princip fungování, který umožňuje motorům GDI být tak úsporné? Vzduch má díky speciálnímu tvaru sacího potrubí, které se skládá ze dvou kanálů, opět během sacího zdvihu specifikovaný směr, ale nesetkává se s válci náhodně, jako je tomu u konvenčních motorů. Při setkání s válci a nárazu na píst se dále kroutí, čímž podporuje turbulenci. Palivo, které je přiváděno v určité blízkosti pístu k horní úvrati malým hořákem, narazí na píst a zachyceno vířivým proudem vzduchu se pohybuje tak, že bod přívodu jiskry se nachází v těsné blízkosti elektrod zapalovací svíčky. Obecně dochází k typickému zapálení TPVS v blízkosti zapalovací svíčky, zatímco v okolní dutině je směs čistého vzduchu a výfukových plynů přiváděných do průchodu systémem EGR. Jak chápete, není možné u konvenčního motoru realizovat takový řád výměny plynů.

Provozní režimy motoru

Motory GDI mohou plodně fungovat v mnoha režimech.

• Režim spalování UltraLean je režim super chudé směsi, jehož princip byl popsán výše. Používá se někdy, když není motor příliš zatížen. Alespoň při plynulé akceleraci nebo dlouhodobém udržování nízkých ušlechtilých otáček;
• Režim Superior Output Mode je režim, ve kterém je palivo dodáváno do sacího zdvihu, což umožňuje zachovat stejnou stechiometrickou směs s poměrem blízkým 14,71. Používá se, někdy elektromotor pracuje pod zatížením.
• Dvoustupňové míchání je režim bohaté směsi, ve kterém je poměr lihu k palivu blízký 121. Používá se při prudkých akceleracích, které výrazně přetěžují motor. Tento režim se také nazývá režim otevřené smyčky, někdy se lambda sonda nedotýká. V tomto systému se neprovádí úprava paliva za účelem regulace emisí škodlivých látek, obecným cílem je dostat z motoru co nejvíce.

Mikroelektronická řídicí jednotka motoru reaguje na skok ve formacích, některé volí a demontuje, aby zjistila stav senzorové technologie TPS, DPKV, DTOZH, lambda sondy atd.

Dvoustupňové míchání

Dvoustupňový režim vstřikování je vlastnost, která umožňuje motorům GDI nekonečně citlivou odezvu. Jak již bylo zmíněno výše, poměr paliva a vzduchu v takovém systému končí 121. U konvenčního motoru s distribuovaným vstřikováním se takový poměr paliva a vzduchu jeví jako extrémně bohatý, a proto takový systém vstřikování paliva nebude dostatečně vháněn a zahříván a emise škodlivých látek do ovzduší budou výrazně sníženy.

Detekovaný režim smyčky implikuje 2 periody vstřikování paliva

• malá část pro sací zdvih. Hlavním účelem je ochlazovat zbývající plyny ve válci a stěny samotné spalovací komory, objem směsi není daleko od 601. Dále to umožňuje stanovit velké množství lihoviny ve válcích a vytvořit příznivé podmínky pro zapálení základní části benzínu;
• hlavní část posledního kompresního zdvihu. Díky příznivým podmínkám vytvořeným časným vstřikováním a turbulencí ve spalovací komoře výsledná směs spaluje extrémně efektivně.

O tom, jak inženýři Mitsubishi zkrotili turbulenci, o laminárním a turbulentním proudění a množství Re přiváděného do systému, by se dalo hodně mluvit. To by vždy pomohlo lépe pochopit, jak je v motorech GDI organizována stratifikovaná tvorba směsi, ale k dosažení požadovaného výsledku bohužel dvě poznámky nebudou stačit.

TNVD

Stejně jako u vznětového motoru se k vytvoření potřebného tlaku v palivovém potrubí používá hadice na ušlechtilý olej. Po éře výroby se motory skládaly z mnoha generací vysokotlakých palivových čerpadel.

Trysky

Pro zajištění přesného nastavení složení paliva musí mít vstřikovače TPVS nekonečně ušlechtilou přesnost. Princip otevírání pístu pro přívod paliva je identický s konvenčním elektromagnetickým vstřikovačem. Zvláštnosti vstřikovačů GDI

• možnost výroby různých možností benzínového spreje;
• maximální dodržování přesnosti dávkování bez ohledu na teplotu a tlak ve spalovací komoře.

Obzvláště pozoruhodná je vířivá struktura umístěná v tělese vstřikovače. V důsledku toho je palivo vylétající ze vstřikovače s výhodou zachyceno vířivým proudem vzduchu, což podporuje lepší promíchání TPVS a přesměrování směsi k zapalovací svíčce.

Vykořisťování

Hlavní problémy spojené s provozem motorů s přímým vstřikováním přes Mitsubishi pro ruské rozlohy

• opotřebení vstřikovacího čerpadla paliva. Hadice se jeví jako jednotka s okázalými nároky na splnění požadavků na díly a hlavní problém není v úrovni výroby, ale v ruském palivu. Samozřejmě, a nyní je možné narazit na špatné palivo. Doby, kdy někdy vlastnost benzínu byla pro majitele vozů s motory GDI více než jen hlavní bolestí a rizikem ekonomických nákladů, však naštěstí již pryč;

ucpávání vzduchových kanálů sacího potrubí. Osvětlení výrůstků zaznamenává korekce v pohybu vzduchových kanálů a průběh míchání paliva s lihem. Ve skutečnosti se to nazývá jednou z hlavních příčin tvorby nejčernějších karbonových usazenin na zapalovacích svíčkách, které jsou tak dobře známé majitelům vozů s motory GDI.

Můj otec má druhý GDI, nejdřív to byl Diamant 3.0, teď Chariot 2.5. Upřímně řečeno, motor je problematický. Co se týče údržby, je potřeba se o něj starat. Je určený pro benzín 95. třídy, ale stejně jako v Rusku, 92. třída je lepší. V zimě špatně startuje, kvůli vysokotlakému čerpadlu je potřeba nainstalovat automatické zahřívání. Zapalovací svíčky docela často vylétávají kvůli přímému vstřikování.

Ale abych byl zcela upřímný, s těmito motory se za ty tři roky provozu nic vážného nedělalo.

Už jsem vyměnil palivové čerpadlo (500 dolarů) a propláchl a vyčistil palivový systém.

Auto je velmi náročné na benzín, v zimě je mnoho problémů se startováním.

Zde je zajímavý článek o tomto motoru.

Motor Mitsubishi GDI (přímé vstřikování benzínu) s přímým vstřikováním benzínu

Motor Mitsubishi GDI s přímým vstřikováním benzinu poskytuje jedinečnou kombinaci spotřeby paliva blížící se vznětovému motoru a výkonu zážehového motoru.
Motor GDI, poprvé vyvinutý společností Mitsubishi Motors pro sériově vyráběné vozidlo v roce 1995 a výsledkem 15 let výzkumu a testování, je jedním z nejvýznamnějších a nejrevolučnějších pokroků v konstrukci motorů za poslední desetiletí.
Tento vysoce účinný motor, který zahrnuje více než 200 patentovaných špičkových technologií, poskytuje vynikající kombinaci vysokého výkonu, nízké spotřeby paliva a nízkých emisí. Je to motor, který bude široce používán ve všech automobilech XNUMX. století, a tento názor sdílejí nejen inženýři společnosti Mitsubishi Motors, ale také akademici, novináři a přední světoví výrobci automobilů.
Motor Mitsubishi GDI s přímým vstřikováním benzínu poskytuje následující výhody:

Kombinace lepší spotřeby paliva (při poklidné jízdě až do rychlosti 120 km/h) a výkonu benzínového motoru (při akceleraci).

Zkrácená doba studeného startu.

Lepší environmentální výkon než tradiční „vstřikovací“ motory (nižší emise CO2 a oxidů dusíku).

Poskytuje vysoký výkon na litr*, protože motor GDI může pracovat s vyšším kompresním poměrem díky chladicímu účinku odpařování paliva ve válcích motoru.
Poznámka: * Tato výhoda je obzvláště patrná při provozu na nízkosirný vysokooktanový benzín (v současné době je k dispozici v Japonsku a do roku 2005 na tento typ paliva přejdou i země EHS).

Základy technologie přímého vstřikování Mitsubishi GDI
Takto funguje motor Mitsubishi GDI.
Motor Mitsubishi GDI, vybavený systémem přímého vstřikování benzinu do spalovacích komor, umožňuje přesné a vysoce citlivé řízení tvorby směsi a spalování i po uzavření ventilů.
To umožňuje provoz jak v režimu ultra chudé směsi paliva a vzduchu (30-40:1, což u konvenčních „vstřikovacích“ motorů není možné), tak i v obohacených směsích v režimu výkonu, který umožňuje motoru vyvinout vysoký výkon a točivý moment.
Kromě toho se díky ochlazování vzduchové náplně během odpařování vstřikovaného paliva zlepšuje plnění válců vzduchem a zabraňuje se detonaci, což umožňuje zvýšit kompresní poměr motoru, a tím i jeho specifický výkon.

Klíčové technologie GDI

Konstrukce motoru GDI je založena na 4 klíčových technologiích:
1. Rovné svislé sací otvory zajišťují zpětný vířivý pohyb nasávaného vzduchu. Jejich tvar a délka navíc zlepšují plnění válců vzduchem.
2. Unikátně tvarovaná konkávní hlava pístu směruje směs vzduchu a paliva přímo k zapalovací svíčce, čímž zajišťuje provoz motoru s ultra chudou směsí.
3. Vysokotlaké palivové čerpadlo, vybavené snímačem tlaku paliva pro přesné dávkování, čerpá palivo pod tlakem 5,0 MPa.
4. Vysokotlaké vstřikovače s vířivými rozprašovači vytvářejí tvar palivového hořáku v souladu s provozním režimem motoru. V režimu výkonu dochází ke vstřikování v sacím režimu a vytváří se kuželový palivovzduchový hořák. V režimu ultrachudé směsi dochází ke vstřikování na konci kompresního zdvihu a vytváří se kompaktní palivovzduchový hořák, který konkávní dno pístu směřuje přímo k zapalovací svíčce.

Provozní režimy motoru GDI

Provozní režimy motoru GDI
Tři režimy dodávky paliva zajišťují přesnou regulaci spalovacího procesu: pro zajištění vysokého specifického výkonu a úspory paliva mění motor GDI pracovní proces změnou režimu dodávky paliva.
1. Dvoustupňový režim tvorby směsi (vstřikování paliva probíhá dvakrát – během sacího a kompresního zdvihu).
2. Režim výkonu (vstřikování paliva se provádí během sacího zdvihu).
3. Provozní režim na ultra chudé směsi (vstřikování paliva probíhá během kompresního zdvihu).
Provozní režim na ultra chudých směsích – vstřikování při kompresním zdvihu

1. Píst se během sacího zdvihu pohybuje směrem dolů.

2. Píst dosáhne dolní úvrati, začíná kompresní zdvih.

3. Palivo se vstřikuje přímo do válce na konci kompresního zdvihu.

4. Jiskra na zapalovací svíčce zapálí směs paliva a vzduchu.

Při jízdě konstantní rychlostí až do 120 km/h pracuje motor GDI v režimu ultra chudé směsi (poměr vzduch/palivo 30–40:1).
Režim výkonu – vstřikování při sacím zdvihu

1. Píst se během sacího zdvihu pohybuje směrem dolů.

2. Palivo se vstřikuje přímo do válce a zároveň se plní vzduchem.

3. Píst se pohybuje nahoru.

4. Jiskra na zapalovací svíčce zapálí směs paliva a vzduchu.

Během akcelerace a při vysokých rychlostech se motor GDI automaticky přepne do výkonového režimu (dosahuje se stechiometrického poměru vzduch-palivo 14,7:1). Odpařující se palivo ochlazuje vzduch ve válci, což zlepšuje jeho plnění a také snižuje pravděpodobnost detonace. Tento příznivý efekt umožňuje dosáhnout vysokého kompresního poměru (a tedy i vysokého výkonu).
Režim výkonu – dvoustupňové vstřikování (při sacím a kompresním zdvihu)

1. Píst se během sacího zdvihu pohybuje směrem dolů.

2. Palivo se vstřikuje přímo do válce a zároveň se plní vzduchem.

3. Během kompresního zdvihu se znovu vstřikuje palivo.

4. Jiskra na zapalovací svíčce zapálí směs paliva a vzduchu.

Během intenzivní akcelerace, aby se zvýšil točivý moment v „dolních otáčkách“, přepíná motor GDI do režimu dvoustupňového vstřikování. Během sacího zdvihu se vstřikuje malé množství paliva pro ochlazení vzduchu. Poté se během kompresního zdvihu vstřikuje hlavní část paliva, čímž se obohacuje směs paliva a vzduchu (poměr vzduch/palivo dosahuje 12:1), která intenzivně spaluje. Tím se dosahuje vysokého výkonu a točivého momentu motoru.

Marketingové oddělení společnosti Rolf Management,
Glembotsky A.A.
24. listopadu 2000

Archiv jednotného fóra
Toyota – Nissan – mitsubishi – Honda – mazda – Subaru – Suzuki – Isuzu – Daihatsu
— 1990 — 1991 — 1992 — 1993 — 1994 — 1995 — 1996 — 1997 — 1998 — 1999 — 2000 — 2001 — 2002 — 2003 — 2004 — 2005 — 2006 — 2007 2008 — 2009 — 2010 — 2011 — 2012 — 2013 — 2014 — 2015 — 2016 — 2017 — 2018 — 2019 — 2020 — 2021 — 2022 — 2023