A Mitsubishi úttörőnek mondható a közvetlen üzemanyag-befecskendezés tömeges bevezetésében. Ellentétben a Mersével, amely jóval a Mitsubishi előtt egyszerűen a repülőgép-technikában szerzett szakértelmét felhasználva próbálta bevezetni a közvetlen befecskendezést az autókba, a Mitsubishi mérnökei olyan rendszert alkottak, amely kényelmes és alkalmas a mindennapi autóhasználatra. Vessünk egy pillantást a GDI motorra, az energiarendszer felépítésére és működésére.

Alapfogalmak

Az injektoros üzemanyagrendszer elvéről szóló cikkben megtudtuk, hogy többféle üzemanyag-befecskendező rendszer létezik:

  • Egypontos injekció (monoinjektor);
  • Elosztott szelepes befecskendezés (teljes befecskendezés);
  • Elosztott hengeres befecskendezés (közvetlen befecskendezés).

A Gasoline Direct Injection, azaz közvetlen benzinbefecskendezés, ami lefordítva benzin közvetlen befecskendezést jelent, rögtön elárulja, hogy a GDI motorokban belső keverés van. Más szóval az üzemanyagot közvetlenül a hengerekbe fecskendezik. De mik is pontosan a közvetlen befecskendezés előnyei:

  • Alacsonyabb hőmérséklet az égéstérben, mivel a tüzelőanyagot közvetlenül a sűrítési löket végén, folyékony fázisban lehet befecskendezni. Ez a funkció csökkenti a detonáció kockázatát, nagyobb hatékonyságot biztosít a levegő-üzemanyag keverék sűrítéséből és szélesebb gyújtásidőzítési tartományt tesz lehetővé;
  • A HFCS égési összetétele beállítható, ami lehetővé teszi a HFCS égési energiájának hatékonyabb felhasználását a motor különböző üzemi körülményei között.

A benzinmotorok alacsony hatásfokával a dízelmotorokhoz képest az a probléma, hogy a TPWS-összetétel beállításának tartománya kicsi. Elméleti és kísérleti úton megállapították, hogy 1 kg benzin teljes elégetéséhez 14,7 kg levegőre van szükség. Ezt az arányt sztöchiometrikusnak nevezzük. A motor sovány keverékkel – kb. 16,5 kg levegő / 1 kg benzin – működhet, de már 19/1 TPAF-nál nem gyullad be a gyújtógyertya. De még a 16,5/1 is túl soványnak tekinthető a normál működéshez, mivel a HFCV lassan ég, ami teljesítménycsökkenéshez, a dugattyúgyűrűk és az égéstér falának túlmelegedéséhez vezethet, ezért a működő sovány homogén keverék a 15-16/1 tartományban van. Ha a hengerekben 12,1-12,3/1 arányú, dús keveréket állítunk elő, és eltoljuk a gyújtás időzítését, akkor teljesítménynövekedést érünk el, miközben jelentősen rontjuk a motor környezetvédelmi teljesítményét.

GDI gazdaság

A hagyományos elosztott szelepbefecskendezéses motorok problémája az, hogy az üzemanyagot kizárólag a szívási ütemben adagolják. Az üzemanyag és a levegő keveredése már a szívócsőnél megkezdődik, így amikor a dugattyú a TDC ponthoz ér, a keverék közel homogén, azaz homogén lesz. A GDI előnye, hogy a motor rendkívül szegény keverékkel működhet, ahol az üzemanyag-levegő arány akár 37-41/1 is lehet.

GDI motor teljesítményjellemzők

Ehhez több tényező is hozzájárul:

  • A szívócső különleges kialakítása;
  • A fúvókák, amelyek nemcsak a tüzelőanyag-ellátás pontos adagolását teszik lehetővé, hanem a láng alakját is beállítják;
  • A dugattyúk különleges alakja.

De mi is pontosan a működési elv sajátossága, ami lehetővé teszi, hogy a GDI-motorok ilyen gazdaságosak legyenek? A két csatornából álló szívócső különleges formájának köszönhetően a levegő már a szívási ciklusban meghatározott irányba áramlik, nem pedig véletlenszerűen a hengerekbe, mint a hagyományos motoroknál. A hengerekbe kerülve és a dugattyúhoz érve tovább örvénylik, így hozzájárul a turbulenciához. A dugattyú közvetlen közelébe a TDC-nél egy kis fúvóka formájában bejutó üzemanyag a dugattyúhoz ütközik, majd a kavargó légáramlat felkapja, és úgy mozog, hogy a szikra felcsapásának pillanatában a gyújtógyertya elektródáinak közvetlen közelében legyen. Ez a TPVS normál gyújtását eredményezi a gyújtógyertya közelében, miközben a környező üregben tiszta levegő és az EGR-rendszer által a szívócsőbe juttatott kipufogógázok keveréke található. Mint elképzelhető, egy hagyományos motorban nem lehet ilyen gázcserét megvalósítani.

GDI motor teljesítményjellemzők

Motor üzemmódok

A GDI-motorok több üzemmódban is hatékonyan működhetnek:

  • Ultra-Lean Tüzelés Mód – Ultra sovány keverék üzemmód, amelynek elvét fentebb már tárgyaltuk. Ezt akkor használják, amikor a motor nincs nagy terhelés alatt. Például, ha egyenletesen gyorsít, vagy ha a sebességet nem tartja mindig túl magasan;
  • Superior Kimenet Mód – Üzemmód, amelyben az üzemanyagot a szívóütemben adagolják, hogy homogén, sztöchiometrikus keveréket kapjanak, 14,7/1-hez közeli arányban. Ezt akkor használják, amikor a motor terhelés alatt működik.
  • Két-Színpad Keverés – Dúsított keverék üzemmód, amelyben a levegő/üzemanyag arány közel 12/1. Hirtelen gyorsításnál, nagy motorterhelésnél használják. Ezt az üzemmódot nyílt hurok üzemmódnak is nevezik, amikor a lambdaszondát nem kérdezik le. Ebben az üzemmódban nem történik üzemanyag-korrekció a szennyezőanyag-kibocsátás szabályozására, mivel a fő cél a motor maximális kihasználása.

Az üzemmódváltásért az ECU (elektronikus motorvezérlő egység) felelős, amely a szenzorok leolvasása alapján választ (DPDZ, DTCV, DTEJ, lambdaszonda stb.).

GDI motor teljesítményjellemzők

Kétlépcsős keverés

A kétfokozatú befecskendezési mód szintén egy olyan tulajdonság, amely lehetővé teszi a GDI-motorok rendkívül burjánzó működését. Mint fentebb említettük, a keverék összetétele ebben az üzemmódban eléri a 12/1-et. Egy hagyományos, elosztó befecskendezéses motor esetében ez az üzemanyag-levegő arány túl gazdag, ezért egy ilyen GDI nem gyullad be és nem ég hatékonyan, ami jelentősen rontja a légkörbe jutó szennyezőanyag-kibocsátást.

A nyílt hurok üzemmód 2 üzemanyag-befecskendezési lépést tartalmaz:

  • Egy kis rész a szívócsőnél. Fő célja, hogy lehűtse a hengerben maradó gázokat és magukat az égéstér falait (a keverék összetétele közel 60/1) Ezáltal több levegő jut a hengerekbe, és kedvező feltételeket teremt a benzin fő részének begyújtásához;
  • A fő tétel a kompressziós löket végén. Az előbefecskendezés és az égéstérben kialakuló turbulencia által teremtett kedvező körülményeknek köszönhetően a keletkező keverék rendkívül hatékonyan ég el.

Nagy a vágy, hogy beszéljünk arról, hogy a Mitsubishi mérnökei pontosan hogyan "szelídítették" meg a turbulenciát, a lamináris és turbulens mozgásról és az O. Reynolds által bevezetett Re-számról. Mindez segítene jobban megérteni, hogy pontosan hogyan jön létre a rétegenkénti keveredés a GDI motorokban, de sajnos két cikk nem elég ehhez.

GDI motor teljesítményjellemzők

ÜZEMANYAG-BEFECSKENDEZŐ SZIVATTYÚ

A dízelmotorokhoz hasonlóan egy nagynyomású üzemanyagszivattyút használnak a megfelelő nyomás előállításához az üzemanyagcsőben. Az évek során a motorokat a HPV-k több generációjával szerelték fel:

  1. Hét dugattyús HPF (1996 elejétől 1997 közepéig). A rövid élettartam a megbízhatóság hiányának köszönhető. Ez különösen igaz a rossz minőségű benzinnel rendelkező régiókban való működésre;
  2. A háromrészes HPF, amely már nagy biztonsági tartalékkal rendelkezett;
  3. Az üzemanyag-befecskendező, népszerű becenevén a "tabletta";
  4. A "tabletta" továbbfejlesztése. A HPF nem különbözött az előző generációtól, kivéve a nagynyomású szabályozót, amelyet eltávolítottak a szivattyúházból.
    GDI motor teljesítményjellemzők

Fúvókák

A HPCV összetételének nagy pontosságú beállítása érdekében az injektoroknak rendkívül pontosnak kell lenniük. A dugattyú kinyitásának elve az üzemanyag adagolásához hasonló a hagyományos elektromágneses injektoréhoz. A GDI injektorok jellemzői:

  • A különböző típusú benzinporlasztások kialakításának képessége;
  • Maximális adagolási pontosság, függetlenül az égéstérben uralkodó hőmérséklettől és nyomástól.

Különösen figyelemre méltó a fúvóka testében elhelyezett örvényképző berendezés. Ennek köszönhető, hogy a fúvókából kilépve az üzemanyagot jobban felveszi a kavargó légáram, ami a HFO jobb keveredését és a keverék gyújtógyertyához való átirányítását eredményezi.

GDI motor teljesítményjellemzők

Művelet

A Mitsubishi közvetlen befecskendezéses motorok hazai üzemeltetésével kapcsolatos fő problémák:

  • A TDI elhasználódása. A szivattyú egy szerelvény, igényes szerelési követelményekkel, és a fő probléma nem a gyártási szint, hanem a hazai üzemanyag minősége. Természetesen még most is belefuthatsz rossz üzemanyagba. De szerencsére már elmúltak azok az idők, amikor a benzin minősége igazi fejfájást okozott, és a GDI-motorral felszerelt autók tulajdonosai számára pénzügyi veszteségeket jelentett;

Eltömődött szívócső légcsatornák. A felhalmozódás megterheli a légtömegek mozgását, valamint az üzemanyag és a levegő keveredését. Ez az egyik oka a gyújtógyertyákon megjelenő fekete szénlerakódásoknak, amelyeket a GDI-motoros autók tulajdonosai jól ismernek.

Similar Posts