Mitsubishi: техническое обслуживание автомобилей - часть 750

Система непосредственного впрыскивания бензина GDI 

 

 

Вертикальный 

впускной канал 

 

впускной канал 

GDI 

MPI 

Вращение против 

часовой стрелки 

Вращение по 

часовой стрелке 

Д

Д

р

р

о

о

с

с

с

с

е

е

л

л

ь

ь

Рис. 7.3

Обычный   

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Движение воздушного потока по часовой стрелке позволяет сконцентрировать топливо, поданное 

в конце такта сжатия, предотвращая его рассеивание по всему объёму камеры сгорания. 

 

 

 

 

 
 

 
 

Форсунка 

Распыленное 

топливо 

Распыленное 

топливо 

Распыленное 

топливо 

Свеча 

зажигания 

Рис. 7.4

Поршень 

Спрофилированное днище поршня усиливает интенсивность вихревого движения воздуха и 

позволяет направить сконцентрированное топливо на свечу зажигания. 

 

3. 2    Способы смесеобразования двигателей с системой GDI 

В  двигателях GDI в  зависимости  от  крутящего  момента  и  мощности  используются  различные 

способы смесеобразования. 

 

60 км/

80  км/

100  км/ч

120  км/

Сгорание сверхбедной смеси 

Низкий расход    топлива 

Максимальная мощность 

Высокая эффективность наполнения

              Отношение воздух/топливо 
                                13:1- 24:1

 

Отношение 

воздух-топливо 30:1- 40:1 

Двухстадийное смесеобразование

Крутящий момент 

Частота вращения коленчатого вала 

Рис. 7.5

 

7 – 3 

 

Система непосредственного впрыскивания бензина GDI 

 

При работе двигателя на малых и средних нагрузках и частотах вращения (движение с постоянной 

скоростью до 120 км/ч) используется послойное (гетерогенное) смесеобразование, позволяющее 
работать на сверхбедных смесях (отношение воздух-топливо 30:1-40:1).   

При работе на режимах больших нагрузок и частот вращения используется впрыск на такте впуска, 

и двигатель работает на гомогенной (однородной) смеси. В зависимости от нагрузки состав смеси 
изменяется в широких пределах (отношение воздух-топливо 13:1-24:1). Возможна работа двигателя на 
смесях обедненного, стехиометрического (с обратной связью) и обогащенного составов. 

При работе на режимах больших нагрузок и низких частот вращения используется двухстадийное 

смесеобразование. 

 

3.2.1. Работа двигателя при послойном смесеобразовании 

 

 

 

 

 

 

 

ия 

е  в  этот  момент  высокое,  то 

расп

  в  зону  расположения  свечи 

зажигания.  Таким  образом,  воз

душную  смесь  оптимального 

состава, которая легко восплам

 камеры сгорания образуется 

очень едная топливовоздушная смесь. 

 

При  работе  на  сверхбедных  смесях  топливо  впрыскивается  в  последней  части  такта  сжат

непосредственно  перед  воспламенением.  Так  как  давление  в  цилиндр

Рис. 7.6 

ыленное  вихревой  форсункой  топливо  в  направлении  топливной  выемки  в  поршне  образует 

компактное облако сферической формы. 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

   

 

 

 

  Рис. 7.7 

Под  действием  вихревого  движения  горячего  воздуха  распыленное  топливо  быстро  испаряется. 

Некоторая  часть  топлива  попадает  на  днище  поршня  и  испаряется  за  счет  его  тепла.  Специальная 
форма  поршня,  не  позволяет  топливу  равномерно  распределиться  по  объёму  камеры  сгорания,  в 
результате  чего  образуется  расслоенный  заряд,  который  переносится

ле  свечи  удается  создать  топливовоз

еняется от искры. В то же время, в объёме

 б

 

 

 

 

 

. 7.8 Режим работы на сверхбедных смесях. Впрыскивание на такте сжатия. 

 

  Рис

 

7 – 4 

Система непосредственного впрыскивания бензина GDI 

 

Степень снижения расхода топлива двигателя GDI зависит от режима его работы, однако по 

сравнению с обычным двигателем максимальное снижение расхода топлива достигается на режимах 
малых нагрузок при сгорании сверхбедных смесей: 

1.  При работе на режиме холостого хода.  

Благодаря избыточному количеству воздуха регулирование частоты вращения может 

осуществляться не изменением положения др

 заслонки, а более простым способом - 

изменени

уха и топлива 40:1. Это    позволяет улучшить топливную 

экономично

3.2.2.  Режим максимальной мощности. Впрыск на такте впуска. 

Основная идея получения высокой мощности двигателя заключается в охлаждении воздуха за счет 

впрыскивания топлива на такте впуска. При этом улучшается наполнение цилиндров, так как топливо 
впрыскивается непосредственно в цилиндр, и испарение происходит внутри камеры сгорания. За счет 
тепло

плотность 

увеличивается.  Кроме  того,  снижение  температуры  внутри  камеры  сгорания  приводит  к  повышению 
дето

имер, 

I   

момент, когда в цилиндре 

ической формы.  

При впрыске на такте впу

ования гомогенной смеси и ее 

воспламенения

 

оссельной

 (способ ка

ем количества подаваемого топлива

чественного регулирования аналогично 

дизельному двигателю). Данный способ регулирования также улучшает приёмистость двигателя. 
Частота оборотов холостого хода может быть снижена до 600 об/мин, что позволяет добиться снижения 
расхода топлива приблизительно на 40% по сравнению с обычным бензиновым двигателем.  

2.  При движении автомобиля с постоянной скоростью 
В случае обычного бензинового двигателя ухудшение процесса сгорания начинается при 

соотношении воздух-топливо 20:1. В случае же двигателей GDI устойчивое сгорание топлива 
сохраняется даже при соотношении возд

сть на 20-50% (при движении со скоростями 120 км/ч или менее). 

 

ты,  отнимаемой  топливом  при  испарении,  воздушный  заряд  охлаждается  и  его 

национной  стойкости  двигателя  и  позволяет  повысить  степень  сжатия  двигателя.  Напр

двигатель 4G93 имеет степень сжатия 12,0. Получение такой степени сжатия в обычном двигателе MP
довольно затруднительно.  

 

 

 

 

 

 

 

 

При работе в режиме впрыска на такте впуска топливо впрыскивается в 

разряжение и распыленное вихревой форсункой топливо образует струю кон

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рис. 7.9 

  Рис. 7.10 

ска всегда достаточно времени для образ

. Возможна работа двигателя на смесях обедненного, стехиометрического или 

обогащенного составов. 

 

 

7 – 5 

 

Система непосредственного впрыскивания бензина GDI 

 

 

 

 

 

 

 
3.2.3.  Режим максимал

ск (для увеличения 

крутящего момен

При работе на режимах 

 используется двухстадийное 

смесеобразование. Во время

ество топлива 

(воздушно-топливное соотношение

Затем во время такта сжатия 

впрыскивается основная часть

 смесь (отношение 

достигает 12:1). В зоне свечи

ферии камеры сгорания. Это 

улучшает процесс сгорания 

. Тем самым достигается 

высокая мощность и крутящий

 

3.2.4. 

После

ойное 

смесе б

ения 

емпера

 количество 

а

смеси), 

дополни

 их температура доходит до 800°С. 

Каталитический

ле 

Высокая мощность 

ьной мощности. Двухстадийный впры

та при низких оборотах). 

больших нагрузок и низких частот вращения

 такта впуска впрыскивается небольшое колич

 около 60), чтобы охладить воздух. 

 топлива, чтобы обогатить топливовоздушную

 образуется более богатая смесь, чем на пери

и снижает вероятность появления детонации

 момент двигателя. 

  Рис. 7.11 Режим максимальной мощности. Впрыскивание на такте впуска. 

  Рис. 7.12 Режим максимальной мощности. Двухстадийный впрыск. 

 

 

 

 

 

Режим разогрева катализатора. Двухстадийный впрыск. 

 запуска холодного двигателя и его работе на режиме холостого хода используется посл

о разование и работа на сверхбедных смесях (впрыск на такте сжатия). Для увелич

туры отработавших газов    в конце такта рабочего хода впрыскивается небольшое

т
топлив , которое самовоспламеняется и сгорает (используя избыток воздуха в переобеднённой 

тельно нагревая отработавшие газы. В результате

 нейтрализатор быстро прогревается до температуры более 250º С, что обеспечивает 

его эффективную работу. При использовании такого режима время прогрева нейтрализатора не 
превышает 30 секунд, а без него 100 секунд и более. В результате сокращается выброс CH сразу пос
запуска холодного двигателя. Данный режим применяется тогда, когда требуется выполнение 
установленных законодательных норм токсичности при запуске и прогреве холодного двигателя. 

Таблица 2 Режимы работы двигателей GDI 

Режим работы 

Низкий расход 

 

Режим

впрыски

топлива

 

ь. 

зи. 

 

вания 

 

Во время такта 
сжатия.  
Сверхбедная    смесь. 
Работа без обратной 
связи. 

Во время такта 
впуска.      
Бедная смесь. 
Работа без 
обратной связи. 

Во время такта 
впуска. 
Стехиометрическая 
смесь. Работа с 
обратной связью 

Во время такта
впуска.   
Богатая смес
Работа без 
обратной свя

Сост  смеси  

30-40:1 

20-24:1 

14,7:1 

13-14:1 

ав

 

Неоднородная смесь 

Однородная 

Однородная 

ь 

Однородная 

смесь 

Состояние смеси 

(послойное 

смесеобразование) 

смесь 

смес

Режим нагрузки 

Низкая нагрузка 

Средняя нагрузка 

Высокая нагрузка 

Высокая нагрузка 

Рециркуляция 
отработавших 

газов 

 

Производится 

 

Не производится 

 

Производится 

 

Производится 

ПРИМЕЧАНИЕ 
1.  Для получения высокого крутящего момента при работе на малых оборотах с высокой нагрузко

используется режим двухстадийного впрыскивания на такте впуска и сжатия. Двигатель 6G74 не имеет 
такого режима. 

2.  Для разогрева катализатора может применяться режим двухстадийного впрыскивания на такте

й 

 

сжатия и рабочего хода.  

 

7 – 6