Непосредственный впрыск на примере MMC GDI

Двигатель Mitsubishi GDI c непосредственным впрыском бензина обеспечивает уникальное сочетание топливной экономичности, приближающейся к дизелю, и мощности бензинового мотора.

Двигатель GDI, впервые разработанный фирмой Mitsubishi Motors для серийного автомобиля в 1995 г. и появившийся в результате 15 лет исследований и испытаний - одно из наиболее значимых и революционных достижений в области моторостроения за последнее десятилетие.

Этот высокоэффективный двигатель, в котором внедрены более 200 запатентованных новейших технологий, обеспечивает превосходное сочетание высокой мощности, топливной экономичности и низкой токсичности отработавших газов. Это мотор, который будет широко применяться на всех автомобилях XXI века, причем данного мнения придерживаются не только инженеры компании Mitsubishi Motors - его разделяют академики, журналисты и ведущие мировые производители автомобилей.

Двигатель Mitsubishi GDI c непосредственным впрыском бензина обеспечивает следующие преимущества:

Сочетание лучшей топливной экономичности (при спокойной езде со скоростью до 120 км/ч) и мощности бензинового мотора (при ускорении).

Сокращенное время холодного пуска.

Лучшие экологические показатели, чем у традиционных "инжекторных" моторов (меньше выброс СО2 и оксидов азота).

Обеспечивает высокую литровую мощность*, т.к. двигатель GDI может работать при большей степени сжатия за счет эффекта охлаждения воздуха при испарении топлива в цилиндрах двигателя.

Примечание: * это преимущество особенно заметно при работе на низкосернистом высокооктановом бензине(сейчас он доступен в Японии, а к 2005 г. страны ЕЭС также перейдут на данный вид топлива).

Основы технологии непосредственного впрыска Mitsubishi GDI

Двигатель Mitsubishi GDI, оснащенный системой непосредственного впрыска бензина в камеры сгорания, позволяет обеспечивать точное и высокочувствительное управление смесеобразованием и сгоранием даже после закрытия клапанов.

Это позволяет ему работать как на режиме сверхбедных топливовоздушных смесей (30-40:1, что недоступно для обычных "инжекторных" двигателей), так и на обогащенных смесях на мощностном режиме, что позволяет двигателю развить высокую мощность и крутящий момент.

Кроме того за счет эффекта охлаждения воздушного заряда при испарении впрыснутого топлива улучшается наполнение цилиндров воздухом, а также предотвращается детонация, что позволяет повысить степень сжатия двигателя, а следовательно и его удельную мощность.

В основу конструкции двигателя GDI заложены 4 ключевые технологии:

1. Прямые вертикальные впускные каналы обеспечивают обратное вихревое движение воздушного заряда. Кроме того, их форма и длина улучшает наполнение цилиндров воздухом.

2. Вогнутое днище поршня уникальной формы направляет топливовоздушную смесь прямо к свече зажигания, обеспечивая тем самым работу двигателя на сверхбедных смесях.

3. Топливный насос высокого давления, оснащенный датчиком давления топлива для его точного дозирования, нагнетает топливо под давлением 5,0 Mпа.

4. Форсунки высокого давления с вихревыми распылителями создают форму топливного факела, в соответствии с режимом работы двигателя. На мощностном режиме работы впрыск происходит на режиме впуска и образуется конический топливовоздушный факел. На режиме работы на сверхбедных смесях впрыск происходит в конце такта сжатия и формируется компактный топливовоздушный факел, который вогнутое днище поршня направляет прямо к свече зажигания.

Режимы работы двигателя GDI

Три режима топливоподачи обеспечивают точное управление процессом сгорания: для обеспечения высокой удельной мощности и топливной экономичности двигатель GDI меняет рабочий процесс, изменяя режим топливоподачи.

1. Двухстадийный режим смесеобразования (впрыск топлива происходит дважды - во время тактов впуска и сжатия).

2. Мощностной режим (впрыск топлива осуществляется во время такта впуска).

3. Режим работы на сверхбедной смеси (впрыск топлива происходит во время такта сжатия).

Режим работы на сверхбедных смесях - впрыск на такте сжатия

При движении с постоянной скоростью на скоростях до 120 км/ч двигатель GDI работает на режиме сверхбедных смесей (отношение воздух/топливо 30-40:1).

Мощностной режим - впрыск на такте впуска

При разгоне и на высоких скоростях двигатель GDI автоматически переключается на мощностной режим работы (достигается стехиометрическое воздушно-топливное отношение 14,7:1). Испаряющееся топливо охлаждает воздух в цилиндре, что улучшает его наполнение, а также снижает вероятность возникновения детонации. Этот благоприятный эффект позволяет достичь высокой степени сжатия (а значит и высокой мощности).

Мощностной режим - двухстадийный впрыск (на такте впуска и сжатия)

При интенсивном разгоне для увеличения крутящего момента на "низах" двигатель GDI переключается на режим двухстадийного впрыска. Во время такта впуска впрыскивается небольшое количество топлива, чтобы охладить воздух. Затем во время такта сжатия впрыскивается основная часть топлива, обогащая топливовоздушную смесь (отношение воздух/топливо достигает 12:1), которая интенсивно сгорает. Тем самым достигается высокая мощность и крутящий момент двигателя.