GDI: особенности форсунок

Форсунка двигателя системы GDI представляет собой  дозирующее устройство высокой точности, конструкция которого предопределена   техническими условиями:

- точное дозирование топлива по временному показателю

- точное дозирование топлива по массовому показателю

- возможность формирования разных видов распыла топлива в зависимости от режимов работы двигателя

- способность сохранения  точности дозирования вне зависимости от изменения условий по давлению и температуре

 

Конструкция

 

Форсунка состоит из (фото 1):

1 – впускной канал с находящимся внутри «фильтриком»

2 – электрический разъем

3 – корпус форсунки

4 – нижняя рабочая часть с расположенным внутри утройством  для создания первоначального завихрения исходящего топлива

                            фото 1

Внутри корпуса форсунки находится:

 

1 – устройство завихрения «unit swirl»

2 – игла форсунки

3 – пружина форсунки

                            фото 2

Принцип действия

 

В зависимости от режима работы двигателя, токовый импульс от ECU ( бортового компьютера) или от Driver Injector («усилителя» форсунок), проходит через обмотку соленоида форсунки , вследствии чего  создается магнитное поле.

Игла форсунки преодолевает сопротивление пружины, приподнимается над седлом и открывает канал сопла форсунки.

Так как давление в топливной рейке перед форсункой превышает давление в камере сгорания, то за счет разницы давлений  топливо поступает в цилиндр двигателя.

 

Условия создания топливо-воздушной смеси

 

Для каждого режима работы двигателя системы GDI требуется топливо-воздушная смесь с различными параметрами по  соотношениям «воздух – топливо».

Основная задача форсунки – подача топлива в камеру сгорания в нужное время и в нужном объеме.

Важной составляющей этого процесса является качество распыления топлива, так как после поступления в камеру сгорания топливо должно за очень короткое время нагреться, испариться и образовать вместе с воздухом топливо-воздушную смесь  требуемого состава.

Чем быстрее струя топлива из форсунки распадется на мелкие капли, тем быстрее увеличится площадь распыленного топлива, тем самым создавая наиболее благоприятные условия для испарения топлива и перемешивания его с воздухом.

 

На качество распыления оказывают влияние такие факторы:

- давление топлива перед форсункой ( чем больше давление \ перепад давления , тем больше скорость истечения топлива из форсунки )

- конструкция форсунки: наличие устройства для завихрения позволяет первоначально «закрутить» струю топлива, тем самым создавая наиболее благоприятные условия для качественного и полного распыления топлива

- температура в камере сгорания: при более высокой температуре все химические процессы в камере сгорания происходят быстрее

 

В зависимости от перепада давления между «предфорсуночной камерой» и камерой сгорания, от состояния и работоспособности устройства завихрения внутри форсунки, завихрение и распыление топлива происходит по-разному.

 

«Отпечаток» капель топлива при различных условиях работы
(теоретический пример)

                        фото 3

1 – практически «идеальное» распыление

2 – пониженное давление перед форсункой

3 – неисправность форсунки: «засаженность»  устройства завихрения, осмоление седла иглы

 

Одно из основных отличий форсунки двигателя GDI от  «обычной» форсунки, является наличие устройства для завихрения топлива:

                      фото 4

Конструктивно оно исполнено таким образом, что топливо, проходя через него, начинает «завихряться» и на выходе форсунки имеет уже  высокую степень турбулизации , что помогает более быстрому испарению топлива и смешиванию его с воздухом для создания ТВС требуемого состава.

 

Примечание *А* :

1. «ТВС» - топливо-воздушная смесь
2. Фото форсунки предоставлено Дмитрием Юрьевичем ( ник «mek» на нашем Форуме), в мастерской которого и распиливалась данная форсунка, на что было потрачено около 5 ножовочных полотен (по количеству истраченных полотен  можно судить о прочности 
   "изделия"?)

Примечание *В* (лирическое):
   Мы как "дети малые".
Верим и доверяем всей  информации,  которую  нам соизволит предоставить производитель той или иной автомобильной фирмы.
Вот сказали - и весь автомобильный Интернет дружно "подхватил" утверждение о "завихрении топлива из форсунки".
Все поверили мгновенно и сразу.
На слово поверили.
 Но разве так жить интересно?
Верить всему, что говорят Авторитеты.
Нет, так жить  - неинтересно!
"Доверяй, но проверяй", - правильно?
Да, все вышесказанное можно опровергнуть, мол, нет смысла куда-то лазать и что-то разбирать, если "мануалы не врут", если "утверждение насчет завихрения" подтвердилось.
Может быть и "не врут".
Но точно - многое не договаривается. Оставляется "за кадром".
Потому что "кто-то и когда-то" решил ограничить  наши Знания той планкой, которые "они" установили в силу определенных причин.
Это может быть и правильно, но...
Основная масса читающих эти статьи работают не в дилерском или "полу-дилерском" автосервисе, где нельзя отступать от "мануалов", а надо строго выполнять все их требования. 
Где, например, если написано что "если сопротивление больше такого-то значения", то далее ничего делать  нельзя,  кроме одного - "заменить".
И к нашей рассматриваемой теме это имеет самое прямое отношение.
Раньше в мастерской Дмитрия Юрьевича было много форсунок, которые были "отбракованными".
Но после того, как несколько форсунок было распилено и изучено - после этого стеллаж с "отбракованными" форсунками просто перестал существовать.
Потому что их научились ремонтировать.
Как научились?
А это пришло "само собой" после того, как "влезли" внутрь конструкции форсунки, досконально разобрались с ней и поняли ее "слабые" места.
Так во всем остальном.

Надо постоянно помнить, что "политика недоговоренности" всегда существовала и будет существовать.
И если читать (изучать) какие-то "мануалы", то обязательно помнить: "Здесь сказано не все, здесь сказано только то, что разрешено сказать".
Не будем касаться такой темы, как "коммерческая или технологическая тайны", тут все понятно.
Надо касаться темы "недоговоренности".
И продолжать помнить об этом.
Потому что именно в какой-то "недоговоренности" и заключается "Тайна сия Великая".
Надо только обратить внимание на "недоговоренность", понять что скрывается "между строчек".
Ну например: мы все знаем (опять-таки из "мануалов"), что двигатель системы GDI имеет несколько режимов работы:
Ultra Lean Combustion Mode – впрыск топлива на такте сжатия
Superior Output Mode – врыск топлива на такте впуска
Two- stage nixing – впрыск топлива на такте впуска и такте сжатия

Это теоретически.
А практически что показывает нам сканер?
Он показывает такие режимы:
1. Compression on Lean ( работа на обедненной смеси)
2. STICH ( работа на смеси приблизительно стехиометрического состава).
Да, по сканеру можно узнать, что режим STICH можно условно разделить еще на два режима:
- работа в режиме "открытой петли"
- работа в режиме "закрытой петли"

И все. А режим Two-stage mixing не показывается и никак не обозначается. Где он? Когда он начинается и когда заканчивается?
Именно здесь и надо начинать "читать между строк".
Зная и понимая "недоговоренности", можно пытаться регулировать "дикий" расход топлива при помощи (например), того же TPS.
И с 20 литров его можно  "снизить" до приемлимых 10 (например).

Такое отношение к работе можно назвать как "техническое подвижничество".
И если вы хотите, что бы перед воротами вашей мастерской постоянно "толпились" автомобили , то к мысли такой прийти придется.
         Рано или поздно. 

Владимир Петрович