Форсунки GDI (FSI)

Термин  GDI появился  по классификации фирмы Mitsubishi, впервые применившей в серийном производстве двигатели с непосредственным впрыском топлива, работающих на сверхобедненных смесях.

В предыдущей статье мы рассмотрели основные проблемы, стоящие перед форсунками. Напомню – основополагающим является время поднятия и опускания иглы.

Если в обычных двигателях время открытия форсунки составляет от 2 ms и более, то в двигателях, работающих на сверх -  обедненных смесях время открытия составляет порядка 0,5 мсек. Обычные методы  подачи  12 вольт на форсунку уже не обеспечивают  быстрого ее открывания и закрывания.

На этих форсунках применяется способ Peak-n-Hold (пиковое напряжение  + удержание). В чем суть этого метода?

Для быстрого открывания на форсунку подается большое напряжение. Например, для форсунок  GDI фирмы  Mitsubishi это напряжение составляет порядка 100 вольт. При сопротивлении форсунки от 0,9 до 2,0 Ом. Для людей, знакомых с законом Ома (класс эдак 8-9 средней школы), эти цифры должны повергнуть в шок. Средний ток предлагаю посчитать самим. Форсунка должна сгореть. Но мы забыли про напряжение потивоЭДС. Катушка быстро достигает насыщения, магнитное поле максимально – для удержания сердечника в катушке требуется значительно меньшее магнитное поле, и, следовательно, меньший ток.

Ток в катушке резко уменьшается. Наступает фаза hold. На форсунку подается нормальное рабочее напряжение. Ток приобретает следующий вид:

                                  фото 1

Сигнал снят с помощью всем вам известного PDA 1000.

Что мы видим?

Ток  резко нарастает, а затем -  падает.
 На осциллограмме напряжения мы видим первый пик индуктивного выброса. Напоминаю закон Фарадея – "ЭДС пропорциональна изменению магнитного поля". В этот момент напряжение на форсунке резко падает до рабочего. Происходит фаза hold- удержание. После чего напряжение пропадает и мы видим второй пик индуктивного выброса. Ведь ток и соответственно магнитное поле меняется до нуля.

Таким образом, длительность впрыска составляет от начала подачи импульса до второго индуктивного выброса.

Так поступает фирма  Mitsubishi.

Фирма Mercedes  в системах FSI (а  так же WV, взявших у них лицензию), применяет другой способ  уменьшения тока до рабочего. Это разработка  фирмы БОШ и выглядит она следующим образом. Вместо уменьшения напряжения применяется Широтно-Импульсная Модуляция (ШИМ). Осциллограмма  приобретает следующий вид:

                   фото 2

Это не дефект – это логика работы  Mercedes.

Как вы понимаете, возлагать на блок управления (ЭБУ) эту дополнительную проблему (формирование 100 вольт, снижение его до рабочего, обеспечение ШИМ и прочая…) нереально. Для этого применяются специальные блоки, называемые DRIVER INJEKTOR (драйвер инжекторов). Где они находятся? Ближе к форсункам.

Например, фирма  Mitsubishi  располагала их на полочке моторного отсека в вертикальном положении. Но Mitsubishi  не была бы Mitsubishi, если бы не допустила  технологический просчет. Конденсаторы в фильтре от вибрации отрываются от своих "ножек" и драйвер выходит из строя. Осциллограмма  приобретает следующий вид:

 

                фото 3

 

Фирмы TOYOTA и MERSEDES сразу стали  располагать их в горизонтальном  положении в районе чашки амортизатора. Сейчас это считается наилучшим расположением  драйверов. Хотя вам может встретиться и другое расположение.

 

Федор Рязанов (father), руководитель образовательного центра ИнжекторКар