Газ на автомобили с непосредственным впрыском

Перевод двигателя с непосредственным впрыском на газомоторное топливо имеет ряд трудностей и особенностей.

Тут, прежде всего, стоит разобраться с тем, что такое сегодня бензиновый двигатель с непосредственным впрыском. Они имеют, как правило одну из маркировок TSI, TFSI, GDI, FSE он же D4.

Относительно недавно, появились системы с комбинированным впрыском. То есть на одном двигателе сразу две системы с распределенным и непосредственным впрыском.

Основное отличие его от двигателя со, ставшим уже традиционным, распределенным впрыском в том, что бензиновые форсунки впрыскивают бензин непосредственно в камеру сгорания, а не во впускной коллектор.

1. Впрыск происходит под очень высоким давлением. Это связано с тем, что впрыск происходит на такте сжатия, когда в цилиндре уже есть высокое давление воздушной смеси.
2. Часто, впрыск происходит послойно, то есть во время такта сжатия выпрыскивается несколько мелких доз топлива. Это сделано, чтобы снизить вероятность детонации и повысить общий КПД двигателя. Так же, это позволяет работать двигателю на обедненных смесях, что теоретически должно приводить к снижению расхода топлива.
3. Особенностью управления данными форсунками является высокое напряжение до 120 и более вольт. На обычном, распределенном впрыске 12 вольт.

Недостатками системы непосредственного впрыска являются:

1. Сложность конструкции.
2. Наличие ТНВД и высокого давления, более 20 МПа.
3. Сильное загрязнение впускного коллектора и впускных клапанов масляными отложениями (шламом), что приводит к снижению мощности, и раннему выходу из строя системы в целом.
4. Повышенная степень сжатия очень требовательна к качеству топлива.

При этом НЕ удалось в полной мере получить существенного снижения расхода топлива, относительно распределенного впрыска. Данные двигатели не обладают сколь-нибудь поражающей воображение топливной экономичностью. Поэтому, вопрос о переводе данных двигателей на газомоторное топливо стоит как нельзя актуально.

Какие основные сложности есть при переводе данных автомобилей на газ?

1. Управление бензиновыми форсунками высоким напряжением вынуждает использовать в системах ГБО ключи высокого напряжения.
2. Послойное смесеобразование усложняет вычисление общего объема количества газа за один такт сжатия.
3. Полностью отключить бензиновые форсунки нельзя, иначе это приведет к их перегреву, загрязнению и выходу из строя. Поэтому, большинство алгоритмов блоков ГБО подразумевают частичный впрыск бензина (в зависимости от режима работы двигателя, в среднем от 5% до 15%)

Именно по этим причинам для двигателей с непосредственным впрыском системы ГБО разрабатываются под конкретную серию двигателя. Либо несколько типовых двигателей, но с разными прошивками ПО.

Всё это, конечно же, относится к поколению ГБО 4+. Более перспективными являются системы 6 и 7 поколений. В этих системах газ впрыскивается в жидком состоянии сразу в камеру сгорания. Она обладает большим количеством преимуществ по сравнению с поколением 4+, как то:

1. Запуск на холодную производится сразу на газе.
2. Отсутствует необходимость довпрыска бензина для очистки и охлаждения бензиновых форсунок.
3. Отсутствует необходимость в заправке бензином в принципе.
4. Существенный рост мощности на «низах».

Но все эти достоинства перечеркиваются пока:

1. Очень высокой ценой установки
2. Низкой надежностью
3. Невозможностью использования метана в качестве топлива.

ГБО на непосредственный впрыск: в чём отличие, как установить?

Современные авто, например, брендов Volkswagen, Audi, Skoda имеют ДВС с маркировкой fsi, tsi, tfsi, gdi. Это означает, что ДВС у них с прямым впрыском горючего в топливный отсек.

Кардинальное отличие с вариантом распределенного впрыска в том, что топливная форсунка установлена в топливном отсеке, но не в коллекторе. Соответственно, установка ГБО на прямой впрыск тоже отличают свои особенности.

Принцип работы ДВС с системой прямого впрыска

ГБО на непосредственный впрыск начали устанавливать сравнительно недавно. Имеются особенности этого варианта подачи топлива.

Работает прямой впрыск по аналогии с дизельным, но давление в бензиновом трубопроводе меньше. Бензиновое горючее сложнее поддаётся самовоспламенению во время сжатия. У бензиновых ДВС с системой непосредственного впрыска имеется особый звук, который исходит от насоса и инжекторов.

Как происходит работа главных узлов:

• насос выкачивает из бензобака горючее с давлением 2-5 бар и направляет в двигательный отсек машины;
• бензиновый топливный насос высокого давления подаёт горючее к форсункам, сжав предварительно его до 30-200 бар.

Инжекторы стоят в головке блока цилиндров и подают топливо 5 раз за цикл. Для контроля стоит датчик высокого давления.

Таким образом производители автомобилей добились того, что бензин в топливном отсеке распыляется более эффективно и сразу служит охлаждающим фактором для форсунок. Подача бензина возможна при закрытом впускном клапане.

На заметку! Главным технологическим «бульдозером», который решил изменить принципиально систему подачи впрыска и открыл новую эру в автомобилестроении является концерн Volkswagen. Он полностью переделал своё производство, переведя бензиновые ДВС на принцип прямого впрыска. По этому пути пошли затем заводы автопрома стран Европы, Азии и США.

Установка ГБО с системой прямого впрыска газа

До недавнего времени у автовладельцев транспортных средств с прямым впрыском не было возможности установки ГБО на tsi. Газобаллонное оборудование не было адаптировано под такие способы.

Сегодня автослесари сервисных центров имеют возможность поставить ГБО для авто с прямым впрыском и предложить трёхлетнюю гарантию.

Раньше нельзя было установить ГБО на двигатель tsi, так как при отключении бензиновой подачи под воздействием высокого температурного режима инжекторам неизбежно грозил перегрев. Новое поколение ГБО эту проблему решает.

Разработчики пошли следующими путями:

• испаренное газовое топливо поступает в коллектор посредством отдельной газовой форсунки;
• жидкое газ топливо впрыскивают в топливный отсек ДВС с применением бензиновой форсунки.

Как осуществляется работа авто на природном газе при данных способах подачи газового горючего? Испаренный газ подаётся с помощью отдельной газовой форсунки. Для охлаждения бензиновых инжекторов в процессе эксплуатации ГБО через них в минимальном объёме подаётся бензин. В процентном выражении это 10% топлива. Этого достаточно для корректной функциональности ДВС во всех режимах. Однако без бензинового топлива обходиться нельзя.

Другой вариант, более дорогостоящий, когда жидкое газовое топливо идёт напрямую в цилиндры двигателя с помощью бензинового инжектора. От монтажа газовых инжекторов здесь отказались. Насос высокого давления, который подаёт горючее в зону сгорания, вместо бензинового горючего продвигает жидкий газ. Комплект такой газовой автомобильной системы не имеет испарителя. То есть ТС можно ездить исключительно на природном газе, без бензина.

На заметку! Предложенные варианты аппаратуры ГБО на непосредственный впрыск, целенаправленно проектируют к определённым моделям с конкретным типом мотора. Не существует универсальных комплектов ГБО на tsi. Самостоятельная настройка невозможна.

Плюсы и минусы

Регулярное повышение стоимости бензина заставляет даже владельцев дорогих автомобилей, у которых достаток выше среднего, задумываются об альтернативном топливе. О его безвредности для мотора уже знают все. Коме того, природный газ — это экологически чистое топливо, которое пока не умеют разбавлять грязью. Единственная проблема — деление пропан-бутановой смеси на зимнее и летнее топливо. Тут нужно иметь бдительность и полагаться на добросовестность поставщика.

Не составляет труда при современном уровне автосервисов оформить ГБО по закону. Достаточно получить все бумаги на оборудование от сервиса и стать на учёт в ГИБДД.

В ситуации с ГБО на tfsi имеются несколько дополнительных плюсов и минусов:

1. Установка ГБО fsi обойдётся значительно дороже обычного комплекта 4-го поколения, так как само оборудование стоит больше, и квалификация мастеров соответствующая.
2. Если будет использовать вариант, когда при работе ДВС на газу в топливный отсек подаётся и бензин в незначительном количестве, то в смеси должны присутствовать воздух и два вида топлива. То есть бензиновые расходы неизбежны, срок окупаемости ГБО увеличен. Но даже при этом не превысит 20000 км.
3. ГБО очень дорогое и доверять его монтаж следует только высококвалифицированным проверенным мастерам. Неправильно работающая система повлечёт весьма дорогой ремонт вплоть до замены бензиновых инжекторов.

Газобаллонную аппаратуру для ДВС с прямым впрыском делают многие производители. Однако технология достаточно сложная. Не все комплекты ГБО можно поставить на определённое ТС. ГБО иногда рассчитано на ограниченное количество моделей и не перераспределяется на остальные машины.

Итоги

Технология прямого впрыска горючего, на сегодняшний день считается наиболее продвинутой. А новое — это всегда дорогое и сложное. Пройдёт немного времени, и человечество двинется ещё на шаг вперёд. Остановить прогресс, который идёт на пользу человечества уже невозможно. И чем больше будет дорожать бензин, чем труднее будет дышать на дорогах от автомобильных выхлопов, тем более быстрыми темпами будет внедряться экологичное альтернативность топливо.

ГБО Vialle: новая схема ГБО для качественного газа

В чем заключается принцип работы ГБО 6 поколения

Принцип работы и отличие ГБО 4 и 5 поколений

Установка ГБО на дизельный двигатель: как это выглядит на практике?

Газовое оборудование на двигателе с прямым впрыском

Последнее обновление — 6 февраля 2020 в 19:21

Первые моторы, где бензиновое топливо подавалось напрямую в камеру сгорания, серийно начали применять на автомобилях в 90-х годах 20 века. Современные автопроизводители, в угоду экономии и экологии, стали всё чаще комплектовать свои машины подобными силовыми агрегатами. Поэтому владельцы таких авто стали интересоваться возможна ли установка ГБО на непосредственный впрыск, а также какие последствия переоборудования могут быть.

Краткая справка по непосредственному впрыску

Массово использовать систему прямого впрыска начала японская Митсубиси, маркировались моторы аббревиатурой GDI (Gasoline Direct Injection – непосредственный впрыск бензина). У концерна VAG эти двигатели маркируются FSI, TFSI, TSI, которые получили широкое применение на автомобилях Фольксваген, Шкода, Ауди, Сиат.
У других производителей это:

Независимо от названия системы суть остаётся одна — подача топлива осуществляется сразу в цилиндр, минуя впускной коллектор и клапана. Специальная бензиновая форсунка, которая работает под высоким давлением впрыска (30-120 атм), находится непосредственно в камере сгорания. На обычных движках форсунки стоят в коллекторе перед клапанами.

ГБО 4 поколения и прямой впрыск: решение проблемы

На двигателе GDI охлаждение топливной форсунки происходит при подаче бензина. Если на него установить стандартное газовое оборудование 4-го поколения классическим методом, схема работы которого подразумевает отключение штатных инжекторов, то под воздействием высокой температуры бензиновые форсунки попросту сгорят.

Производители ГБО нашли решение, применив технологию бинарного режима впрыска топлива. Это значит, что в процессе работы авто на газовом топливе, через бензиновую форсунку происходят редкие довпрыски бензина (1-3). Как правило, доля бензиновой составляющей находится в диапазоне 10-30%.

Установка ГБО на непосредственный впрыск ничем не отличается от стандартной. При грамотном монтаже обычно проблем не возникает. Главное отличие системы в ином алгоритме работы электронного блока управления.

Какое ГБО поставить на FSI, TFSI, TSI, GDI

В зависимости от производителя оборудования, системы способны обеспечивать разное соотношение бензина к газу, так:

1. Оборудование фирмы Prins (Голландия) обеспечивает соотношение в пределах 5-10% бензина к 90-95% газа.
2. Landi Renzo Direct 20/80%.
3. Stag 400 DPI (Польша) 25-30%/70-75%.
4. BRC Sequent Direct Injection (Италия) 10/90%.
5. LOVATO EASY FAST direct injection (Италия) 10/90%.

Стоимость комплектов 4-го поколения для GDI выше, в пределах 55-110 тысяч рублей (конечная цена зависит от мощности мотора и комплектации оборудования под конкретный автомобиль).
Конечно для авто с непосредственным впрыском срок окупаемости газового оборудования будет больше и экономические показатели также будут ниже чем на машинах с распределённой подачей горючего. Но как показывает практика, а также основываясь на многочисленных отзывах владельцев таких автомобилей, всё равно снижение затрат на топливо существенно.

Существует ещё одно техническое решение – установка последних разработок газобаллонного оборудования (ГБО 5 поколения и 6-го). Но это уже совсем другая история.

Ниже представлены таблицы по подбору ГБО к машинам с непосредственным впрыском.

Непосредственный (прямой) впрыск. Особенности установки ГБО

С развитием технологий появляются новые автомобильные моторы, которым требуется специальное ГБО и индивидуальный подход. Узнайте в статье, есть ли среди упомянутых марок Ваш автомобиль.

Ахтунг! В этой статье используются особенные инженерные слова, которые могут осложнить, а в некоторых случаях и нарушить работу головного мозга неискушённого читателя

Как говорилось ранее, всё больше и больше автопроизводителей включают в свою линейку автомобили с моторами, работающими на обеднённых смесях (соотношение воздух-топливо 30-40:1). Это моторы с непосредственным впрыском топлива .

Что это даёт?

• Такие моторы мощнее традиционных при том же объёме двигателя.
• Потребляют меньше топлива, чем обычные впрысковые.
• Более экологичные, что в общем-то мало кого волнует.

Чего мы лишаемся?

• Денег на обслуживание топливной аппаратуры. Она на порядок дороже «распределённой».
• Опять денег , на более качественный бензин.
• Снова денег на установку ГБО для такого мотора.

Если на корме вашей тачки есть надпись:

Toyota — D4 ,
Mercedes-benz — CGI
Mitsubishi — GDI
Nissan — NEO DI
Renault — IDE
Alfa Romeo — JTS
PSA Peugeot Citroën — HPi
Mazda — DISI; SkyActive
General Motors — Ecotec
Ford — TwinForce, SCTi, EcoBoost
Volkswagen, Audi, Skoda — FSI, TSI, TFSI
Opel — SIDI (Spark Ignition Direct Injection) ,