Pentru a explica principiul motorului GDI cu injecție directă, trebuie să luați în considerare teoria funcționării motorului.
TEORIA OPERAȚIUNII MOTORULUI
Pentru combustibilul ars, ai nevoie de aer. Dar este necesar să se amestece cât mai mult aer cu combustibilul necesar pentru combustia completă. Această cantitate de aer se numește stoichiometric. De exemplu, pentru benzină, compoziția optimă a amestecului de combustibil este exprimată prin raportul de 14,7: 1, adică 1 gram de benzină are nevoie de 14,7 grame de aer. Un amestec în care aerul este mai mult decât este necesar - se numește sărac. și cea în care aerul este mai mic decât ceea ce aveți nevoie (adică, mai mult combustibil) - se numește bogat.
Un amestec prea slab nu este întotdeauna posibil să se aprindă, atunci când se lucrează la un amestec bogat, combustibilul nearsat este inutil "zboară în conductă".
Aerul este necesar nu numai pentru combustie. Cu cât presiunea din cilindru este mai mare înainte de aprinderea amestecului, cu atât este mai mare ieșirea motorului. Și este foarte benefic pentru noi că mai mult aer intră în cilindru la cursa de admisie: cu atât mai multă presiune după aceea. Dar acum este momentul să înțelegem de ce motorul diesel este mai economic.
Amintiți-vă cum funcționează ICE. La motorul pe benzină la cursa de admisie amestecul de aer și combustibil intră în cilindru, apoi este comprimat și aprins de o scânteie. La motorul diesel la cursa de admisie, numai cilindrul este alimentat cu aer, care este comprimat de piston sub presiune ridicată și se încălzește și el. Până la sfârșitul comprimării, combustibilul este injectat în cilindru, care la presiuni și temperaturi ridicate se autoinfectează. Presiunea din cilindrul motorului diesel este mult mai mare decât în cilindrul motorului pe benzină: pentru motorină, raportul normal de compresie este de 18, în timp ce pentru benzină greu ajunge la 12. Și cu cât este mai mare presiunea cilindrului, cu atât este mai mare eficiența.
Și dacă creșteți raportul de compresie într-un motor pe benzină? A încercat. Dar peste 12 ani nu funcționează. Deoarece există fenomene precum detonarea și aprinderea prin ardere.
Detonarea - arderea foarte rapidă a combustibilului în puncte departe de lumânare, însoțită de o supraîncălzire puternică și supraîncălzirea pieselor motorului. Semnul extern al detonării este o lovitură. Aprinderea cald - prematură (înainte de apariția unei scântei) a amestecului din părțile supraîncălzite ale camerei de ardere.
Lucrul pe termen lung cu detonare și aprindere nu este permis: motorul va eșua rapid. Temperatura ridicată și presiunea înaltă provoacă detonarea și aprinderea prin aprindere. Pentru a evita detonarea, motoarele cu un raport ridicat de compresie sunt alimentate cu benzină cu cifră octanică ridicată (AI-98), dar este "insuficient" peste raportul de compresie de 12.
Dacă vrem să facem motorul pe benzină economic, "elastic" și, în același timp, mai puternic, trebuie să îl salvăm de detonare și să învățăm "să mănânce" un amestec slab. Acum, dacă se injectează combustibil direct în cilindru ...
CUM FUNCȚIONEAZĂ MOTOARUL GDI?
Motorul GDI reamintește atât un design obișnuit al benzinei, cât și un motor diesel. În fiecare cilindru există atât o bujie, cât și o duză, iar combustibilul este alimentat de o pompă de înaltă presiune la o presiune de 5 MPa. Duza oferă două moduri diferite de injecție a combustibilului.
Ca urmare, cel mai îmbogățit nor de combustibil apare direct lângă bujie și se aprinde în siguranță, aprinzând apoi amestecul slab. Ca urmare, motorul funcționează stabil chiar și cu un raport total aer-combustibil în cilindru de 40: 1.
Lucrați cu un amestec stoichiometric. Acest mod este folosit pentru conducerea intensivă în mediul urban, conducerea suburbană de mare viteză și depășirea vitezei. Cu compoziția stoichiometrică a amestecului de aprindere, nu apar probleme. Combustibilul este injectat în timpul cursei de admisie. Combustibilul este injectat de o torță conică, pulverizat în cilindru și, prin evaporare, răcește aerul din cilindru. Datorită răcirii, probabilitatea de detonare și aprindere este redusă.
Un alt mod este implementat de sistemul de management GDI. Permite creșterea cuplului motorului în cazul în care pedala de accelerație este apăsată la viteză mică. În cazul în care motorul funcționează la viteză mică și, brusc, amestecul îmbogățit este alimentat, probabilitatea de detonare crește. De aceea, injectarea se realizează în două etape.
O cantitate mică de combustibil este injectată în cilindru la cursa de admisie și răcește aerul din cilindru. În acest caz, cilindrul este umplut cu un amestec excesiv de sărac (aproximativ 60: 1), în care nu se produc procese de detonare. Apoi, la sfârșitul cursei de comprimare, se injectează un jet de combustibil, care aduce raportul de aer și combustibil în cilindru la un "bogat" de 12: 1. Și nu există timp pentru a detona.
În cele din urmă? Raportul de compresie a fost ridicat la 12-12,5, motorul funcționează constant pe un amestec slab. În comparație cu un motor pe benzină, GDI consumă cu 10% mai puțină combustibil, produce cu 10% mai multă putere și mai puțin ecologic cu 20%.