Все автомобилисты эксплуатирующие машины с установленными в них двигателями с непосредственным впрыском (FSI, GDI, D4, HPI и т. д.) рано или поздно сталкиваются с проблемами связанными с конструктивными особенностями данных моторов. В зависимости от условий эксплуатации начиная с пробега 50-60 тыс.км автомобиль постепенно теряет мощность, увеличивается расход топлива, блок управления двигателем фиксирует спорадические ошибки связанные с пропусками зажигания во всех цилиндрах. В этой статье мы разберемся с особенностями данных систем и их обслуживания.
Для лучшего понимания систем прямого впрыска будем рассматривать их в сравнении с системами MPI, система распределенного впрыска. В системе MPI форсунки установлены во впускном коллекторе, топливная система работает под давлением 2.5-4.5 bar, впрыск топлива производится на впускные клапана, система MPI подает в цилиндры гомогенную (однородную) топливо-воздушную смесь. С ужесточением норм токсичности выхлопных газов, перед конструкторами стояла непростая задача, требовалось уменьшить количество вредных примесей в выхлопных газах. Для этого конструкторы обедняли топливо-воздушную смесь, а, что бы не терять в мощности вынуждены были увеличивать степень сжатия. В определенный момент конструкторы исчерпали возможности системы MPI. Для нормального сгорания гомогенной смеси требуется определенное соотношение воздуха и топлива, стехиометрический состав смеси для бензиновых двигателей 1:14.7, т.е. для полного сгорания 1 кг бензина требуется 14.7 кг воздуха.Как уже было сказано выше, бесконечно обеднять смесь не получится, т.к. при соотношении 1:20 топливовоздушная смесь перестает стабильно воспламенятся, а при соотношении 1:22 перестает воспламенятся совсем. Здесь мы подошли к очень интересному моменту, для примера, система GDI компании Mitsubichi в обедненом режиме малых и частичных нагрузках работает на соотношении смеси 1:40, как это происходит? Для воспламенения переобедненной смеси конструкторам пришлось отказаться от гомогенного состава смеси и применить послойное смесеобразование. Системы MPI не справлялись с данной задачей, для реализации принципа послойного смесеобразования была придумана система непосредственного впрыска.
Топливо-воздушная смесь в цилиндры двигателя подается не однородная, форсунка в данной системе заведена в цилиндр и работает под давлением 50-100-150-200 bar, в зависимости от производителя, с помощью точечного впрыска, определенной формы камеры сгорания и завихрений создаваемых поступающим воздухом у электродов свечи зажигания концентрируется богатая топливо-воздушная смесь, остальной объем цилиндра заполнен переобедненной смесью. Искра возникающая на электродах свечи зажигания без труда поджигает богатую смесь, а факел от сгорания богатой смеси в свою очередь дожигает остальной объем камеры сгорания заполненный переобедненной смесью, т.е. переобедненная смесь поджигается не от искры, а от факела сгорания богатой смеси. Все эти технические ухищрения позволяют без труда выполнять условия норм токсичности выхлопа без потери мощности двигателя, но усложнение конструкции приводит к усложнению обслуживания данных систем. Первая проблема связана с работой форсунок, т.к. форсунка заведена в камеру сгорания, сопло форсунки работает в жесточайших условиях, соответственно как и камера сгорания покрывается нагаром. Учитывая тонкую настройку процесса смесеобразования, любое отклонение в работе форсунки приводит к тому, что блок управления двигателем фиксируя пропуски воспламенения в каком-нибудь из цилиндров, отключает подачу топлива в данный цилиндр и записывает в память ошибку. Следующий конструктивный недостаток связан с системой впуска воздуха, в системах MPI форсунка установлена во впускном коллекторе, впрыск топлива происходит на впускной клапан, т. е. впускные клапана омываются топливом. В системах непосредственного впрыска топлива впускные клапана работают сухими т.к. форсунка заведена непосредственно в цилиндр двигателя, отсюда следует еще одна проблема препятствующая тонкой настройки послойного смесеобразования. Вследствие работы систем EGR, вентиляции картера на впускных клапанах образуется обильный нагар который препятствует поступлению воздуха в цилиндры, нагар может перекрывать до 80-90% канала, что в свою очередь приводит к возникновению симптомов – плохая тяга, повышенный расход топлива.
Для обеспечения бесперебойной работы двигателей с непосредственным впрыском топлива необходимо производить процедуру по обслуживанию топливо-воздушной системы, которая включает в себя: проверку работы форсунок, чистку, либо замену форсунок и очистку системы впуска от нагара.