Động cơ GDI - mọi điều bạn cần biết về công nghệ phun xăng trực tiếp
GDI là công nghệ phun nhiên liệu trực tiếp vào xi lanh của động cơ phun xăng. Ngày nay nó được sử dụng rộng rãi trong động cơ đốt trong chạy xăng hiện đại.
Các nhà sản xuất ô tô gán các tên gọi khác nhau cho thiết kế của họ. Mitsubishi có GDI, VW có FSI và Ford có công nghệ EcoBoost. Toyota sử dụng 4D, Mercedes giải thích khái niệm “phun trực tiếp” trong chỉ số động cơ đốt trong. Tính đặc thù của công nghệ này là gì, ưu điểm và nhược điểm của nó là gì, chúng ta sẽ thảo luận dưới đây.
Trong các thiết bị piston cổ điển, nhiên liệu đi vào ống góp, nơi nó được trộn với không khí. Trong GDI, nhiên liệu được cung cấp trực tiếp vào xi lanh. Phương pháp này làm cho quá trình đốt cháy hiệu quả hơn vì nó cung cấp khả năng kiểm soát chính xác lượng xăng và thời điểm phun.
Các kim phun được tích hợp vào đầu xi-lanh, nhiên liệu được phun vào từng buồng đốt, đi qua đường ống nạp và các van. Nhiên liệu được cung cấp dưới áp suất do bơm phun cung cấp.
Động cơ đốt trong phun trực tiếp có thiết kế gần như giống với động cơ chạy xăng thông thường. Trong động cơ như vậy, xi lanh được trang bị vòi phun và bugi đánh lửa. Nhiên liệu đi vào buồng qua bơm phun ở áp suất 5 MPa. Kim phun hoạt động ở hai chế độ cung cấp nhiên liệu, tùy thuộc vào động lực lái xe xe hơi.
Làm việc với hỗn hợp quá loãng - ở mức tải thấp và lái xe yên tĩnh quanh thành phố hoặc xa hơn với tốc độ lên tới 120 km/h. Xăng đi vào buồng xi lanh khi kết thúc hành trình nén. Đám mây nhiên liệu đậm đặc nằm ở khu vực bugi và bốc cháy nhanh chóng, đốt cháy hỗn hợp nhiên liệu nghèo. Điều này cho phép động cơ hoạt động tối ưu với tỷ lệ xăng và không khí trong xi lanh từ 1 đến 40.
Chế độ vận hành thứ hai, hay hỗn hợp cân bằng hóa học, được thực hiện khi lái xe ở tốc độ cao dọc theo đường cao tốc. Đánh lửa xảy ra ngay lập tức và không gặp khó khăn. Xăng được cung cấp trong kỳ nạp. Nhiên liệu đi vào xi lanh, được phun đều và sau đó bay hơi ngay lập tức, làm mát không khí trong khu vực làm việc của động cơ. Quá trình này cũng làm giảm khả năng phát nổ.
GDI còn có một chế độ hoạt động thứ ba nữa, được điều khiển bởi chính hệ thống điều khiển. Nó cho phép bạn tăng mô-men xoắn nếu xe đang di chuyển ở tốc độ thấp và người lái nhấn mạnh bàn đạp ga. Khi thiết bị hoạt động ở chế độ này và việc cung cấp hỗn hợp được làm giàu tăng đột ngột, nguy cơ phát nổ sẽ tăng lên.
Nhưng bộ điều khiển đã giải quyết được vấn đề này. Một lượng nhỏ xăng đi vào xi lanh trong kỳ nạp. Loại thứ hai chứa đầy hỗn hợp nạc theo tỷ lệ 50 trên 1 (không khí và nhiên liệu). Không có vụ nổ. Ở giai đoạn nén cuối cùng, một dòng xăng được dẫn vào xi lanh, thiết lập tỷ lệ không khí và nhiên liệu trong hỗn hợp được làm giàu hoặc bằng 10-12 trên 1. Điều này cũng giúp loại bỏ khả năng phát nổ.
Ưu điểm chính của động cơ đốt trong như vậy là hiệu quả cung cấp nhiên liệu. Nhờ kiểm soát chính xác việc phun xăng vào xi lanh động cơ, hiệu suất tăng lên. Động cơ GDI sử dụng không khí đi vào hiệu quả hơn, giúp tăng công suất và khả năng tăng tốc của xe tốt hơn. Các đơn vị như vậy thân thiện với môi trường hơn.
Nhưng đây không phải là tất cả những lợi thế:
✅ Độ tin cậy và độ bền cao. Nhiên liệu được đưa trực tiếp vào xi lanh và không đi qua van nạp, loại bỏ nguy cơ tạo cặn.
✅ Nhờ phun xăng áp suất cao nên có thể đạt được công suất lớn hơn mà không gặp vấn đề về kích nổ
✅ Cải thiện phản ứng với bàn đạp ga. Xe phản ứng nhạy hơn với mệnh lệnh của tài xế
✅ Tăng công suất ở tốc độ cao: Điều này giúp cải thiện động lực khi vượt
✅ Hiệu suất ở mức tải thấp
Nhưng công nghệ này không hoàn hảo. GDI có một số nhược điểm và điểm yếu cần được xem xét. Những động cơ này rất nhạy cảm với nhiên liệu và hàm lượng tạp chất và chất gây ô nhiễm trong đó. Sử dụng xăng kém chất lượng có thể làm tắc kim phun và làm hỏng kim phun. Điều này ảnh hưởng đến hiệu quả và làm tăng khả năng xảy ra sự cố. Ngay cả những tạp chất nhỏ cũng có thể dẫn đến nhiễm bẩn kim phun, khiến nhiên liệu phân phối không đều giữa các xi-lanh và làm giảm hiệu suất động cơ.
Việc sử dụng thường xuyên xăng giá rẻ ở động cơ GDI làm tăng nguy cơ cháy nổ. Động cơ GDI đắt hơn để bảo trì và sửa chữa so với hệ thống phun truyền thống do thiết kế phức tạp của chúng. Nhiệt độ khí thải tăng cao có thể ảnh hưởng đến tuổi thọ của chất xúc tác và các thành phần khí thải khác. Những chiếc xe sử dụng động cơ GDI đắt hơn so với những mẫu xe tương tự phun xăng truyền thống.
Duy trì hoạt động trơn tru của động cơ với GDI bao gồm một số biện pháp phòng ngừa. Tất nhiên, điều này có nghĩa là chỉ chọn nhiên liệu chất lượng cao, thường xuyên thay thế vật tư tiêu hao và sử dụng loại dầu được nhà sản xuất khuyến nghị. Nhưng nó cũng yêu cầu làm sạch một cách có hệ thống đường nạp khỏi cặn, cặn, bụi bẩn từ van, van tiết lưu và các bộ phận khác.
Đánh giá tình trạng của kim phun, áp suất nhiên liệu và hiệu suất của hệ thống điều khiển điện tử là một phần trong việc duy trì sức khỏe động cơ. Tránh chạy không tải kéo dài để giảm ô nhiễm khí và nguy cơ hình thành cặn trong xi lanh.
Tất cả phụ thuộc vào bản chất của sự cố và trường hợp cụ thể. Hãy xem ví dụ về Mitsubishi Carisma. Giá thành của một động cơ hợp đồng GDI 1.8 lít (đã qua sử dụng, mang về từ cơ sở tháo dỡ nước ngoài) là khoảng 50-60 nghìn rúp. Động cơ đã qua sử dụng tương tự, được tháo ra khỏi ô tô đang hoạt động ở Liên bang Nga, sẽ có giá 25-30 nghìn rúp. Chi phí vốn của một động cơ đốt trong như vậy tại một trong những trung tâm kỹ thuật của Mitsubishi ở Moscow dao động từ 55 đến 250 nghìn rúp.
Trong số các loại động cơ đốt trong khác, động cơ GDI được phân biệt bằng phương pháp phun nhiên liệu trực tiếp. Loại này cung cấp mức tiêu thụ nhiên liệu hiệu quả, dẫn đến tăng hiệu quả. Khi chọn xe có động cơ đốt trong như vậy, bạn cần tính đến tính năng bảo dưỡng, sửa chữa, nhu cầu cá nhân (phong cách lái xe, loại chuyến đi). Các nhà sản xuất cung cấp các GDI khác nhau, một số trong đó đáng tin cậy và bền hơn. Để đưa ra quyết định sáng suốt, chúng tôi khuyên bạn nên nghiên cứu đánh giá của chủ sở hữu và ý kiến chuyên gia về kiểu dáng và mẫu xe cụ thể.
Các nhà sản xuất ô tô gán các tên gọi khác nhau cho thiết kế của họ. Mitsubishi có GDI, VW có FSI và Ford có công nghệ EcoBoost. Toyota sử dụng 4D, Mercedes giải thích khái niệm “phun trực tiếp” trong chỉ số động cơ đốt trong. Tính đặc thù của công nghệ này là gì, ưu điểm và nhược điểm của nó là gì, chúng ta sẽ thảo luận dưới đây.
GDI khác với động cơ truyền thống như thế nào?
Trong các thiết bị piston cổ điển, nhiên liệu đi vào ống góp, nơi nó được trộn với không khí. Trong GDI, nhiên liệu được cung cấp trực tiếp vào xi lanh. Phương pháp này làm cho quá trình đốt cháy hiệu quả hơn vì nó cung cấp khả năng kiểm soát chính xác lượng xăng và thời điểm phun.
Các kim phun được tích hợp vào đầu xi-lanh, nhiên liệu được phun vào từng buồng đốt, đi qua đường ống nạp và các van. Nhiên liệu được cung cấp dưới áp suất do bơm phun cung cấp.
GDI hoạt động như thế nào
Động cơ đốt trong phun trực tiếp có thiết kế gần như giống với động cơ chạy xăng thông thường. Trong động cơ như vậy, xi lanh được trang bị vòi phun và bugi đánh lửa. Nhiên liệu đi vào buồng qua bơm phun ở áp suất 5 MPa. Kim phun hoạt động ở hai chế độ cung cấp nhiên liệu, tùy thuộc vào động lực lái xe xe hơi.
Làm việc với hỗn hợp quá loãng - ở mức tải thấp và lái xe yên tĩnh quanh thành phố hoặc xa hơn với tốc độ lên tới 120 km/h. Xăng đi vào buồng xi lanh khi kết thúc hành trình nén. Đám mây nhiên liệu đậm đặc nằm ở khu vực bugi và bốc cháy nhanh chóng, đốt cháy hỗn hợp nhiên liệu nghèo. Điều này cho phép động cơ hoạt động tối ưu với tỷ lệ xăng và không khí trong xi lanh từ 1 đến 40.
Phun nhiên liệu từ kim phun trong động cơ GDI. Ảnh: YouTube.com
Chế độ vận hành thứ hai, hay hỗn hợp cân bằng hóa học, được thực hiện khi lái xe ở tốc độ cao dọc theo đường cao tốc. Đánh lửa xảy ra ngay lập tức và không gặp khó khăn. Xăng được cung cấp trong kỳ nạp. Nhiên liệu đi vào xi lanh, được phun đều và sau đó bay hơi ngay lập tức, làm mát không khí trong khu vực làm việc của động cơ. Quá trình này cũng làm giảm khả năng phát nổ.
GDI còn có một chế độ hoạt động thứ ba nữa, được điều khiển bởi chính hệ thống điều khiển. Nó cho phép bạn tăng mô-men xoắn nếu xe đang di chuyển ở tốc độ thấp và người lái nhấn mạnh bàn đạp ga. Khi thiết bị hoạt động ở chế độ này và việc cung cấp hỗn hợp được làm giàu tăng đột ngột, nguy cơ phát nổ sẽ tăng lên.
Van tiết lưu điện tử cho động cơ GDI 4G93. Ảnh: YouTube.com
Nhưng bộ điều khiển đã giải quyết được vấn đề này. Một lượng nhỏ xăng đi vào xi lanh trong kỳ nạp. Loại thứ hai chứa đầy hỗn hợp nạc theo tỷ lệ 50 trên 1 (không khí và nhiên liệu). Không có vụ nổ. Ở giai đoạn nén cuối cùng, một dòng xăng được dẫn vào xi lanh, thiết lập tỷ lệ không khí và nhiên liệu trong hỗn hợp được làm giàu hoặc bằng 10-12 trên 1. Điều này cũng giúp loại bỏ khả năng phát nổ.
Ưu điểm và nhược điểm của động cơ GDI
Ưu điểm chính của động cơ đốt trong như vậy là hiệu quả cung cấp nhiên liệu. Nhờ kiểm soát chính xác việc phun xăng vào xi lanh động cơ, hiệu suất tăng lên. Động cơ GDI sử dụng không khí đi vào hiệu quả hơn, giúp tăng công suất và khả năng tăng tốc của xe tốt hơn. Các đơn vị như vậy thân thiện với môi trường hơn.
Nhưng đây không phải là tất cả những lợi thế:
✅ Độ tin cậy và độ bền cao. Nhiên liệu được đưa trực tiếp vào xi lanh và không đi qua van nạp, loại bỏ nguy cơ tạo cặn.
✅ Nhờ phun xăng áp suất cao nên có thể đạt được công suất lớn hơn mà không gặp vấn đề về kích nổ
✅ Cải thiện phản ứng với bàn đạp ga. Xe phản ứng nhạy hơn với mệnh lệnh của tài xế
✅ Tăng công suất ở tốc độ cao: Điều này giúp cải thiện động lực khi vượt
✅ Hiệu suất ở mức tải thấp
Nhưng công nghệ này không hoàn hảo. GDI có một số nhược điểm và điểm yếu cần được xem xét. Những động cơ này rất nhạy cảm với nhiên liệu và hàm lượng tạp chất và chất gây ô nhiễm trong đó. Sử dụng xăng kém chất lượng có thể làm tắc kim phun và làm hỏng kim phun. Điều này ảnh hưởng đến hiệu quả và làm tăng khả năng xảy ra sự cố. Ngay cả những tạp chất nhỏ cũng có thể dẫn đến nhiễm bẩn kim phun, khiến nhiên liệu phân phối không đều giữa các xi-lanh và làm giảm hiệu suất động cơ.
Muội và cặn dầu trong động cơ GDI. Ảnh: YouTube.com
Việc sử dụng thường xuyên xăng giá rẻ ở động cơ GDI làm tăng nguy cơ cháy nổ. Động cơ GDI đắt hơn để bảo trì và sửa chữa so với hệ thống phun truyền thống do thiết kế phức tạp của chúng. Nhiệt độ khí thải tăng cao có thể ảnh hưởng đến tuổi thọ của chất xúc tác và các thành phần khí thải khác. Những chiếc xe sử dụng động cơ GDI đắt hơn so với những mẫu xe tương tự phun xăng truyền thống.
Đặc điểm chăm sóc và phòng ngừa
Duy trì hoạt động trơn tru của động cơ với GDI bao gồm một số biện pháp phòng ngừa. Tất nhiên, điều này có nghĩa là chỉ chọn nhiên liệu chất lượng cao, thường xuyên thay thế vật tư tiêu hao và sử dụng loại dầu được nhà sản xuất khuyến nghị. Nhưng nó cũng yêu cầu làm sạch một cách có hệ thống đường nạp khỏi cặn, cặn, bụi bẩn từ van, van tiết lưu và các bộ phận khác.
Cuộn dây đánh lửa cho động cơ Mitsubishi 1.8 GDI (4G93). Ảnh: YouTube.com
Đánh giá tình trạng của kim phun, áp suất nhiên liệu và hiệu suất của hệ thống điều khiển điện tử là một phần trong việc duy trì sức khỏe động cơ. Tránh chạy không tải kéo dài để giảm ô nhiễm khí và nguy cơ hình thành cặn trong xi lanh.
Mua một hợp đồng hoặc sửa chữa nó: cái nào có lợi hơn?
Tất cả phụ thuộc vào bản chất của sự cố và trường hợp cụ thể. Hãy xem ví dụ về Mitsubishi Carisma. Giá thành của một động cơ hợp đồng GDI 1.8 lít (đã qua sử dụng, mang về từ cơ sở tháo dỡ nước ngoài) là khoảng 50-60 nghìn rúp. Động cơ đã qua sử dụng tương tự, được tháo ra khỏi ô tô đang hoạt động ở Liên bang Nga, sẽ có giá 25-30 nghìn rúp. Chi phí vốn của một động cơ đốt trong như vậy tại một trong những trung tâm kỹ thuật của Mitsubishi ở Moscow dao động từ 55 đến 250 nghìn rúp.
Trong số các loại động cơ đốt trong khác, động cơ GDI được phân biệt bằng phương pháp phun nhiên liệu trực tiếp. Loại này cung cấp mức tiêu thụ nhiên liệu hiệu quả, dẫn đến tăng hiệu quả. Khi chọn xe có động cơ đốt trong như vậy, bạn cần tính đến tính năng bảo dưỡng, sửa chữa, nhu cầu cá nhân (phong cách lái xe, loại chuyến đi). Các nhà sản xuất cung cấp các GDI khác nhau, một số trong đó đáng tin cậy và bền hơn. Để đưa ra quyết định sáng suốt, chúng tôi khuyên bạn nên nghiên cứu đánh giá của chủ sở hữu và ý kiến chuyên gia về kiểu dáng và mẫu xe cụ thể.
- Oleg Vald
- youtube.com
Chúng tôi khuyên bạn nên
Công việc đã trở lại sôi động tại các địa điểm sản xuất của nhà máy John Deere trước đây.
Doanh nghiệp bắt đầu hoạt động sau một thời gian dài ngừng hoạt động. Đọc về kế hoạch và triển vọng của dự án mới trong tài liệu của chúng tôi....
Nhanh hơn ba lần so với Concorde - động cơ mang tính cách mạng dành cho máy bay siêu thanh được giới thiệu
Nó sẽ cho phép bạn bay qua Đại Tây Dương chỉ trong một giờ với tốc độ Mach 6. Máy bay sẽ không chỉ nhanh hơn mà còn có thể bay cao hơn Concorde 2,5 lần....
Hành trình vĩ độ phía Bắc – Siêu dự án của Nga ở Bắc Cực: vấn đề và triển vọng
Đường cao tốc được cho là sẽ mở vào năm 2015. Ngoài ra, số phận của cầu Salekhard vẫn chưa rõ ràng....
Những lệnh cấm bất ngờ đang được chuẩn bị cho người lái xe Nga
Văn bản dự thảo sửa đổi nghị quyết liên quan của Chính phủ đã được công bố. Lệnh cấm mới sẽ ảnh hưởng đến cả người lái xe “bình thường” và...
Máy bay nội địa "Partizan" đã trải qua quá trình hiện đại hóa sâu sắc
Tất cả các sửa đổi đã được thử nghiệm thành công. Công việc cũng đang được tiến hành để cải thiện hệ thống lái tự động. Đọc thêm trong tài liệu của chúng tôi....
Nếu bạn gần như không có sự phức tạp và không có tiền thì đây là chiếc xe của bạn
Đây là một chiếc ô tô nhỏ bé, dài chưa đầy 3 mét, gây bất ngờ với sức chứa của nó: có thể ngồi được XNUMX người, mặc dù thật khó tin cho đến khi...
Chiếc sedan này đã đi trước thời đại, vừa là một cuộc cách mạng vừa là một thất bại.
Làm thế nào mà động cơ quay Wankel lại trở thành đặc điểm chí mạng của ô tô và khiến công ty rơi vào tình trạng suy thoái?...
Phà tự hành của Nga được công nhận là có triển vọng
Đây là những chiếc tàu loại này đầu tiên ở nước ta. Điều hướng tự động đã chứng minh lợi thế của nó....
“Chưa bao giờ có một chiếc mô tô như vậy” - cái nhìn đầu tiên về Niva Sport
Niva Sport đã trở lại sau cuộc thử nghiệm ở địa hình đồi núi. Chiếc SUV ngay lập tức rơi vào tay giới quan sát ô tô. Niva này khác với...
AVTOVAZ vẫn chưa phát hành Iskra nhưng đang nỗ lực giảm giá
Họ quyết định đơn giản hóa mẫu sedan đầy hứa hẹn, mẫu xe này sẽ chiếm một vị trí thích hợp giữa Grant và Vesta. Nhưng điều này có ảnh hưởng tới giá xe không?...
Sản xuất ba mẫu ô tô thương hiệu nước ngoài sẽ được triển khai tại Belarus
Và đây không phải là một công ty Trung Quốc. Những chiếc xe này sẽ có giá ngang bằng với những chiếc Lada của chúng tôi, và về mặt trang bị, chúng thậm chí còn tốt hơn ở một số khía cạnh....
Chiếc máy ủi độc đáo trình làng ở Nga
Sản phẩm mới thuộc loại lực kéo thứ mười và chạy bằng khí tự nhiên. Đọc thêm về dự án trong tài liệu của chúng tôi....
Trực thăng chủ lực Aurus xuất hiện ở Nga
Tất cả các thành phần được sản xuất tại Nga. Máy bay có thể được vận hành ở mọi vùng khí hậu và địa lý....
Máy bay SSJ-100 càng đậm chất Nga hơn
Dự án nội địa hóa máy bay vẫn tiếp tục. Bây giờ một bộ phận khác của thân máy bay được sản xuất ở Nga....
Trong buổi “khai trương”, Grant đã rất ngạc nhiên trước người thợ sửa xe
“Grant” có thể tự hào về thứ gì được bán ở thủ đô với giá 1,6 triệu rúp? Tất nhiên, điều hòa không khí, động cơ XNUMX van từ thời Priora,...
Dự án tàu mới của Nga đã được trình bày
Tác giả là công ty đóng tàu Nizhny Novgorod R-Flot. Đọc thêm về mục đích và đặc tính kỹ thuật của con tàu trong tài liệu của chúng tôi....