Двигатель с распределенным или непосредственным впрыском: что лучше выбрать

0 13

Двигатель с распределенным или непосредственным впрыском: что лучше выбрать

После перехода от механического карбюратора к электронным системам впрыскам топлива инженеры разработали целый ряд решений. Сегодня современный инжекторный двигатель может оснащаться следующими системами впрыска топлива:

  • распределенный впрыск;
  • непосредственный впрыск (прямой впрыск);
  • комбинированный впрыск топлива.

При этом наиболее распространенными можно считать первые два варианта. Распределенный впрыск появился раньше непосредственного, такая система вполне может считаться проверенной временем, надежной и долговечной. В свою очередь, появление прямого впрыска обусловлено ужесточением экологических норм, а также повышением мощности двигателя с одновременным уменьшением физического объема камеры сгорания (даунсайзинг).

Важно понимать, как распределенный, так и непосредственный впрыск топлива имеют свои преимущества и недостатки. Распределенный впрыск — менее экономичный, расход топлива у мотора с такой системой может быть выше на 15-20%.  Непосредственный впрыск топлива — более современная и экономичная система, при этом на моторах с прямым впрыском топлива цилиндры и ГРМ намного сильнее подвержены нагарообразованию. Подробнее читайте в нашей статье.

Как работает система впрыска топлива в инжекторном двигателе

Двигатель с распределенным или непосредственным впрыском: что лучше выбрать

Чтобы понять, что лучше, распределенный впрыск или непосредственный впрыск топлива, необходимо рассмотреть общий принцип работы, а также отличия и особенности каждой из указанных систем питания двигателя.

Если просто, такая система под управлением ЭБУ двигателем на основе показаний от целой группы электронных датчиков точно рассчитывает количество топлива, которое необходимо двигателю в определенный момент времени. Отдельно учитывается нагрузка на мотор, положение дроссельной заслонки, давление и расход воздуха и т.д.

В результате удается получить точное дозирование и приготовить наиболее подходящую смесь топлива и воздуха применительно к тому или иному режиму работы силового агрегата. Благодаря такому электронному управлению удается сделать двигатель экономичным и экологичным, так как смесь наиболее приближена к оптимальным параметрам и сгорает в цилиндрах наиболее полноценно.

На начальном этапе, то есть сразу поле устаревшего карбюратора и мноинжектора, все двигатели стали оснащались распределенным впрыском топлива. Однако позднее, особенно под давлением экологов и с учетом роста цен на топливо, стали появляться более сложные системы непосредственного впрыска горючего. Если рассматривать основные отличия:

  • распределенный впрыск (системы типа MPI) — подача горючего реализована через форсунки во впускной коллектор, после чего топливно-воздушная смесь проникает в цилиндры мотора через впускной клапан.
  • непосредственный впрыск (системы типа GDI, TSI) — горючее впрыскивается через форсунки сразу в камеру сгорания, воздух поступает из впускного коллектора через впускной клапан.

Распределенный впрыск топлива: плюсы и минусы

Двигатель с распределенным или непосредственным впрыском: что лучше выбрать

Благодаря наличию отдельной форсунки для каждого цилиндра, системы распределенного впрыска (многоточечный впрыск) долгое время считались эталоном надежности и экономичности. Топливные форсунки, которые располагаются над впускными клапанами каждого цилиндра, позволяют реализовать точное дозирование и равномерное распределение топливно-воздушной смеси по цилиндрам мотора.

Кроме схемы расположения форсунок, также системы непосредственного впрыска могут отличаться по алгоритмам работы. Другими словами, отличается момент подачи управляющего сигнала на открытие форсунок от ЭБУ (момент впрыска топлива), время открытия форсунок и т.д.

Момент топливного впрыска может быть одновременным, попарно-параллельным или фазированным. При одновременном впрыске  все форсунки открываются в единый момент времени (один полный рабочий цикл двигателя) и впрыскивают горючее. При этом решение не самое лучшее, так как расход топлива в этом случае увеличен.

Попарно-параллельный впрыск отличается от одновременного тем, что открываются только те форсунки, которые расположены над цилиндрами, переходящими в такты впуска и выпуска. Данная схема более экономичная, также двигатель работает более эффективно и стабильно, отдача от мотора повышается.

В свою очередь, фазированный впрыск является наиболее современным, производительным и экономичным решением. Фазированный впрыск  предполагает, что каждая форсунка срабатывает по отдельности, впрыск топлива осуществляется в тот момент, когда в каждом отдельном цилиндре начинается такт впуска.

Основной плюс такой системы независимо от типа –  клапана двигателя активно омываются топливом, что препятствует образованию нагара на клапанах. В результате впуск остается чистым, что позволяет двигателю нормально работать на протяжении сотен тысяч километров пробега.

К недостаткам можно отнести то, что распределенный впрыск, даже с учетом высокоточного срабатывания форсунок, все равно не позволяет получить идеальную топливно-воздушную смесь применительно ко всем режимам работы ДВС. Это приводит к тому, что двигатель с такой системой несколько уступает в плане мощности и экономичности аналогам с непосредственным впрыском.  

Непосредственный впрыск топлива: преимущества и недостатки

Двигатель с распределенным или непосредственным впрыском: что лучше выбрать

Непосредственный впрыск также называют прямым впрыском топлива. Если в системах распределенного впрыска смесь сначала поступает в коллектор над впускным клапаном, в системах с прямым впрыском горючее сразу подается напрямую в камеру сгорания. Это значит, что во впускной коллектор топливо не поступает.

Непосредственный впрыск точнее, чем распределенный, горючее лучше дозируется. Высокоточные форсунки позволяют обеспечить послойное, стехиометрическое гомогенное или гомогенное смесеобразование.

В результате выше качество ТВС (топливно-воздушной смеси), топливный заряд сгорает более эффективно. Мотор с такой системой экономичнее на 15-20% и немного мощнее. Также топливо сгорает более полноценно, выхлоп менее токсичен, что позволяет дополнительно улучшить показатели в плане экологии.

Казалось бы, решение идеальное, однако на практике такая система менее надежна сама по себе, а также страдает и двигатель. В результате общая надежность и ресурс мотора уменьшаются. Основная проблема – образование нагара во впускном коллекторе и на впускных клапанах, а также активное загрязнение топливных форсунок.

Причина нагарообразования заключается в том, что отсутствие прямой подачи топлива на клапан приводит к быстрому скоплению отложений, так как тарелка клапана не омывается горючим. В свою очередь, нагар может привести к разным последствиям, вплоть до зависания клапана и его прогара.

Также можно добавить к этому сложность самой системы прямого впрыска, проблемы засорения форсунок (закоксовывания), распылители которых установлены непосредственно в камере сгорания. Если форсунки загрязняются, происходит потеря мощности мотора, расход топлива увеличивается, двигатель работает с перебоями.

Непосредственный впрыск топлива или распределенный: что лучше

Двигатель с распределенным или непосредственным впрыском: что лучше выбрать

Если проводить сравнение распределенного и непосредственного впрыска топлива, прямой впрыск имеет целый ряд очевидных преимуществ, которые перечеркивается одним главным недостатком – надежность и ресурс самого мотора.

При этом частично удается отсрочить появление проблем следующими способами:

  • заправка исключительно высококачественного топлива;
  • эксплуатация автомобиля в оптимальных режимах (обороты средние и выше);
  • добавлением различных присадок-очистителей в топливо для очистки форсунок от нагара и т.д.

На практике, первые неполадки могут появляться на моторах с системой прямого впрыска уже на 50-60 тыс. км пробега. Как правило, причина в загрязнении форсунок и топливного насоса высокого давления. На пробегах около 100-120 тыс. км. уже требуется разборка для механической очистки впускного коллектора, клапанов, форсунок и т.д.

В свою очередь, моторы с распределенным впрыском менее требовательны к качеству масла и топлива, имеют более простую систему питания, которую проще почистить и обслужить при такой необходимости. Главный их недостаток – ощутимо большее потребление горючего и меньшая отдача от мотора по сравнению с аналогами, оснащенными прямым впрыском.

  • Получается, если рассматривать к покупке новый автомобиль или подержанную машину с прозрачной историей обслуживания и небольшим пробегом (до 50-60 тыс. км.), вариант с непосредственным впрыском вполне можно рассмотреть для покупки. Главное, провести комплексную диагностику топливной аппаратуры, сделать эндоскопию цилиндров и т.д.

Если же пробег приближается к 100 тыс. км. или превышает данный показатель, следует быть готовым к достаточно весомым расходам, которые будут связаны с углубленной диагностикой системы питания и самого мотора, возможной заменой дорогостоящих форсунок, ТНВД, чисткой клапанов и впуска от нагара. Также пристальное внимание нужно будет уделять состоянию стенок цилиндров, поршней, клапанов и самой ГБЦ.

  • В случае с моторами, оснащенными распределенным впрыском, отдельного внимания на пробегах около 100-150 тыс. км. могут потребовать разве что сами топливные форсунки и впускной коллектор. Если двигатель нормально обслуживался и правильно эксплуатировался, а также не имеет конструктивных дефектов и врожденных проблем, от системы питания также не следует ожидать подвоха.

При этом сервисное обслуживание таких систем, а также стоимость отдельных элементов (например, топливных форсунок) зачастую заметно ниже аналогичных решений для систем прямого впрыска. Это значит, что такую машину будет проще заправлять, обслуживать и ремонтировать.  

Советы и рекомендации

Двигатель с распределенным или непосредственным впрыском: что лучше выбрать

Разобравшись с тем, какую систему питания выбрать в том или ином случае, распределенный впрыск топлива или непосредственный, что лучше и почему, также необходимо уделить внимание вопросу увеличения срока службы более современной системы прямого впрыска топлива.

  • Если вы уже владеете или только что приобрели автомобиль с прямым впрыском, необходимо помнить, что отложения на клапанах формируются в результате заправки некачественным топливом. Также моторы с прямым впрыском оснащены топливным насосом высокого давления, предельно чувствительным к наличию загрязнений. Важно! Топливный фильтр, а также сеточку на входе в насос низкого давления нужно регулярно менять!
  • Распылители форсунок стоят в камере сгорания и быстро закоксовываются, так как находятся в агрессивной среде и работают в крайне тяжелых условиях. Промывать такие форсунки рекомендуется на специальном стенде каждые 40-50 тыс. км пробега.

    Двигатель с распределенным или непосредственным впрыском: что лучше выбрать

    Рекомендуем также прочитать статью о том, как почистить двигатель от нагара. Из этой статьи вы узнаете о причинах, по которым закоксовывается мотор, а также о способах очистки двигателя от нагара и на что следует обращать внимание в рамках эксплуатации авто с двигателем, склонным к нагарообразованию.

  • В моторы с прямым впрыском нужно заливать только рекомендованное моторное масло, которое будет минимально загрязнять камеру сгорания и впускные клапаны. Нужно следить за показателями зольности масла (не выше 1,1 %) при подборе и менять такое масло строго по регламенту или сокращать межсервисные интервалы на 25-40%. Моторы с непосредственным впрыском топлива могут быть склонны к раннему зажиганию, так как топливо впрыскивается в цилиндр под высоким давлением и может попадать на стенку цилиндра, не испарившись. Далее топливо смешивается с моторным маслом на стенке цилиндра и частичками нагара, поле чего такая смесь может воспламеняться взрывообразно. По этой причине нужно внимательно следить за малейшими признаками детонации мотора.
  • При езде с высокой скоростью (например, по трассе) ЭБУ двигателем обычно переводит алгоритмы работы форсунок в режим приготовления стехиометрической смеси. На такой смеси экономичность прямого впрыска резко снижается. В плане расхода топлива данная система в таком режиме будет расходовать столько же горючего, сколько и обычный распределенный впрыск.
  • Двигатели с непосредственным впрыском хуже прогреваются зимой без нагрузки. Это значит, что в режиме холостого хода непрогретый двигатель «на холодную» не отличается экономичностью, при этом долго выходит на рабочие температуры. 

Подведем итоги

С учетом вышесказанного становится понятно, что каждая из указанных систем питания двигателя имеет как определенные преимущества, так и недостатки. Вполне очевидно, что прямой впрыск  является более эффективным решением по сравнению с распределенным впрыском. Однако, это справедливо только при условии полной исправности самой системы непосредственного  впрыска топлива.

Если же говорить об автомобилях с пробегом, а также о надежности и ресурсе в целом, более простые и в достаточной мере экономичные двигатели с распределенным впрыском топлива можно считать более надежными как в плане системы впрыска, так и в плане общего ресурса.

Двигатель с распределенным или непосредственным впрыском: что лучше выбрать

Рекомендуем также прочитать статью о том, какие плюсы и минусы имеют двигатели TSI и коробки DSG. Из этой статьи вы узнаете о преимуществах и недостатках такой связки от VAG, а также что нужно знать при покупке машины с коробкой ДСГ и мотором TSI (TFSI). Напоследок отметим, что непосредственный впрыск также можно считать сегодня промежуточным звеном систем питания двигателя внутреннего сгорания. Фактически, данная система имеет все шансы повторить судьбу моноинжектора, который был переходным элементом между устаревшим карбюратором и инжекторной системой распределенного впрыска.

Причина — появление еще более современной комбинированной системы впрыска топлива (системы типа TFSI). Такие системы позволили  превзойти распределенный впрыск, а также избавиться от целого ряда недостатков, которые присущи прямому впрыску топлива в цилиндры двигателя.

  

Источник

Оставьте ответ

Ваш электронный адрес не будет опубликован.