este posibil să fi citit sau auzit unul dintre editorii dvs. preferați de Tehnologie Auto vorbind despre injecția directă pe benzină și despre modul în care este una dintre „marile tehnologii” care ajută la menținerea în viață a motorului cu ardere internă vechi de aproape 200 de ani până în secolul 21. În numărul din această săptămână al ABC-ului Auto Tech, voi explica doar ce naiba este injecția directă pe benzină și de ce ar trebui să vă pese dacă este în motorul mașinii următoare sau nu.
cum a funcționat injecția de combustibil înainte de injecția directă?
motorul modern cu combustie internă pe benzină (ICE) are nevoie de trei lucruri pentru a-și roti arborele cotit: aer oxigenat, combustibil și o scânteie pentru a face aerul și combustibilul să explodeze. Aerul este tras prin admisie, unde este măsurat de senzorul de debit de aer (MAF) al mașinii, înainte de a trece la Galeria de admisie, unde calea unică de admisie este împărțită în patru până la opt alergători de admisie, fiecare dintre acestea conducând într-una din camerele de combustie cilindrice ale vehiculului. Undeva de-a lungul liniei, sarcina de admisie este amestecată cu combustibil înainte ca bujia să facă totul să explodeze în interiorul camerei de ardere. Acest lucru este tot ICE 101 pentru majoritatea dintre voi, sunt sigur.
în vremurile străvechi ale tehnologiei motorului, carburatoarele și sistemele de injecție cu un singur punct de combustibil au amestecat aerul și combustibilul relativ imprecise în sau chiar înainte de Galeria de admisie, adăugând aproximativ cantitatea potrivită de combustibil pentru întreaga bancă de cilindri. În cea mai mare parte, fiecare cameră de ardere a obținut ceea ce avea nevoie. Cu toate acestea, în funcție de designul galeriei de admisie, această aproximare ar putea duce la cilindrii cei mai apropiați de carb sau injectorul de combustibil să obțină un pic prea mult combustibil (care rulează bogat), în timp ce Cilindrii cei mai îndepărtați au un pic prea puțin (rulează slab). Un tuner cu carburator calificat (sau un computer cu motor inteligent) ar putea împiedica lucrurile să scape de sub control, dar chiar și cea mai bună melodie a fost limitată de proiectarea galeriei de admisie.
marea majoritate a mașinilor moderne utilizează o configurație de injecție de combustibil în mai multe puncte (MPFI) (cunoscută și sub numele de injecție port). Iată cum funcționează: în loc să folosiți un injector care pulverizează cantitatea potrivită de combustibil, fiecare dintre alergătorii individuali de admisie are propriul injector (sau injectoare) care adaugă un jet de combustibil aerosolizat la aerul de admisie de la un injector sub presiune. Amestecul de aer și combustibil este tras în orificiul deschis și în camera de ardere de către pistonul de retragere. Supapa de admisie se închide apoi, iar arderea explozivă are loc în cilindrul acum sigilat.
în cea mai mare parte, MPFI este bine și dandy. Este cu siguranță mult mai eficient decât sistemele mai vechi carburate și SPFI datorită capacității sale de a regla cantitatea de combustibil adăugată la admisie pentru fiecare cilindru individual, egalizând Cilindrii anterior slabi și bogați la capetele extreme ale colectorului, îmbunătățind generarea de energie și reducând combustibilul irosit. Deci, de ce să remediem ceea ce nu este efectiv rupt?
cum îmbunătățește injecția directă performanța?
este posibil să fi observat că în timpul salturilor de la carburator la SPFI la MPFI, punctul în care se adaugă combustibil la sarcina de admisie s-a mutat înainte de accelerație în galeria de admisie și mai departe către alergătorii individuali de admisie-din ce în ce mai aproape de camera de ardere. Injecția directă duce această evoluție la nivelul următor prin plasarea injectorului în interiorul camerei de ardere. Prin mutarea injectorului în camera de ardere, injecția directă pe benzină (GDI) câștigă câteva avantaje față de sistemele discutate anterior.
prin introducerea injectorului în interiorul cilindrului, computerul motorului câștigă un control și mai precis asupra cantității de combustibil în timpul cursei de admisie, optimizând în continuare amestecul de aer/combustibil pentru a crea o explozie de ardere curată, cu foarte puțin combustibil irosit și livrare crescută de energie.
un sistem GDI are, de asemenea, mai multă flexibilitate în ceea ce privește când se adaugă combustibilul în ciclul de ardere. Sistemele MPFI pot adăuga combustibil numai în timpul cursei de admisie a pistonului, când supapa de admisie este deschisă. GDI poate adăuga combustibil ori de câte ori este nevoie. De exemplu, unele motoare GDI pot regla sincronizarea astfel încât o cantitate mai mică de combustibil să fie injectată în timpul cursei de compresie, creând o explozie mult mai mică, controlată în cilindru. Acest așa-numit mod ultra Lean burn sacrifică un pic de putere absolută, dar reduce foarte mult cantitatea de combustibil utilizată în perioadele în care vehiculul necesită foarte puțin mormăit (ralanti, coastă, decelerare etc.).
motoarele GDI reacționează, de asemenea, mai rapid la aceste modificări ale sincronizării și cantității de adaos de combustibil, crescând manevrabilitatea. În plus, vehiculul este capabil să se adapteze mai rapid pe baza intrărilor de la senzorii situați în aval de camera de ardere, menținând emisiile murdare care suflă din conducta de coadă sub control.
unii producători auto au experimentat chiar și utilizarea GDI pentru a declanșa o explozie suplimentară de combustibil în cilindru pentru a crea o explozie secundară în timpul ciclului de ardere, rezultând potențial chiar mai multă putere și eficiență.
Iată un fapt amuzant: tehnologia de injecție directă nu este chiar atât de nouă pe cât credeți. Tehnologia există încă din anii 1920 pentru motoarele pe benzină și este de fapt deja utilizată în majoritatea motoarelor diesel.
există dezavantaje potențiale la GDI?
s-ar putea să vă întrebați: „dacă GDI este atât de grozav, de ce nu este în fiecare mașină nouă?”
o parte a motivului este că fabricarea unui motor cu injecție directă este mai scumpă din cauza complexității componentelor, ceea ce înseamnă că mașina pe care motorul o alimentează în cele din urmă ar fi, de asemenea, mai scumpă de cumpărat. De exemplu, injectoarele de pe un motor GDI trebuie să fie mai robuste decât injectoarele portuare pentru a rezista la căldura și presiunea a sute (sau chiar mii) de explozii minuscule pe minut. În plus, deoarece un sistem GDI trebuie să fie capabil de a injecta combustibil într-o cameră de ardere sub presiune, liniile de combustibil care furnizează benzină trebuie să fie chiar mai mare în compresie. Sistemele de combustibil GDI pot funcționa la multe mii psi față de 40 până la 60 psi ale sistemelor de injecție portuare.
prețul acestor componente scade, dar în general și deocamdată injecția portului este mai ieftină și „suficient de bună” pentru majoritatea mașinilor economice.
în plus, unii proprietari și întreținători ai motoarelor GDI (în special modele cu performanțe mai mari, Turbo) au raportat că sistemele cu injecție directă văd acumularea crescută de carbon în spatele supapelor de admisie, rezultând în reducerea fluxului de aer și a performanței în timp. O căutare rapidă Google produce pagină după pagină de rapoarte anecdotice despre această problemă. Acumularea are loc pentru că în majoritatea mașinilor aerul de admisie este, sincer, cam murdar — chiar și cu filtre de aer în loc, sistemele moderne de recirculare a gazelor de eșapament și sistemele de aerisire a carterului pot adăuga destul de mult noroi la sarcina de admisie — și fără injectoarele portuare care pulverizează benzină (și detergenții pe care îi conține) pe supape, lucrurile pot deveni destul de murdare pe parcursul multor mii de mile.
injecția directă funcționează bine cu alte tehnologii ale motorului
producătorii auto găsesc tot felul de noi modalități de a rafina în continuare motorul cu ardere internă cu ajutorul tehnologiei de injecție directă. De exemplu, unii producători de automobile (inclusiv Ford, Audi și BMW) folosesc GDI în combinație cu turbocompresorul pentru a crea motoare cu cilindree redusă, care obțin o eficiență mică a motorului cu o putere mare a motorului.
Toyota și-a oferit sistemul de injecție de combustibil D-4s de câțiva ani cu anumite modele ale motorului său V-6 de 3,5 litri. D-4S utilizează o combinație de injecție directă și port pentru a amesteca cele mai bune trăsături ale ambelor sisteme. După cum se explică în acest articol de la Wards Auto, Sistemul de injecție port se ocupă de pornirea curată, injecția directă se ocupă de accelerarea încărcării complete, iar cele două sisteme funcționează în tandem pentru a echilibra totul între ele. Acest sistem D4-s este utilizat și pe boxerul de 2,0 litri cu patru cilindri care alimentează Scion FR-S și Subaru BRZ.