Jak funguje motor GDI a proč je lepší než běžný motor?

Motor GDI je možná jedním z nejdiskutovanějších témat na automobilových fórech. Vrchol diskusí se shodoval se začátkem roku 2000, kdy se na ruském sekundárním trhu objevila japonská auta s neznámým indexem v názvu modelu. Spokojení zákazníci narazili na dříve neznámé problémy s napájecím systémem.

Situaci komplikoval fakt, že servisní pracovníci nebyli připraveni takový motor nejen opravit, ale ani zjistit příčinu poruchy. Abychom byli spravedliví, je třeba poznamenat, že v posledních letech se situace poněkud zlepšila.

Téměř diesel

Co znamená zkratka GDI, která je k vidění na motoru a karoserii auta japonské výroby? To znamená: Gasoline Direct Injection, v překladu přímé vstřikování benzínu. Anglická fonetika této zkratky je GDI, v Rusku se vyslovuje jako GDI, někdy ZhDI.

Motoristé těmto motorům přezdívali „Jedi“. Písmena GDI se poprvé objevila na vozech Mitsubishi Galant/Legnum v roce 1996. Ostatní japonské automobilky mají svá vlastní označení přímého vstřikování: Toyota má D4, Nissan má DI a Neo DI. Obrázek je stejný v Evropě:

• Skupina Volkswagen označuje takové motory jako FSI;
• Daimler Chrysler – CGI;
• Renault – IDE;
• Ford – SCi.

GDI je tedy nový typ motoru se vstřikováním benzínu s přímým nebo přímým vstřikováním (NV), což je totéž. Jejich vstřikovače jdou přímo do spalovací komory, a ne do sacího potrubí, jako u distribuovaného vstřikování. Benzinová jednotka tímto způsobem připomíná vznětový motor.

Základní myšlenkou je, aby motor běžel alespoň část času na ultra chudou směs vzduchu a paliva, aby se šetřilo palivo a snížily se škodlivé emise.

Rozdíly v designu

Aby byly vytvořeny podmínky pro takový pracovní proces, musí být benzín přiváděn dovnitř válce, který je pod tlakem kompresního zdvihu. Protože tradiční čerpadlo umístěné v plynové nádrži není schopno překonat takový odpor, je zapotřebí přídavné zařízení – vysokotlaké palivové čerpadlo (HPFP).

Motory s NV mají neobvyklý tvar hlavy pístu kvůli potřebě udělit přiváděné porci paliva přesně vypočítaný vírovitý pohyb.

Vzhledem k tomu, že LV motor, jako každý jiný spalovací motor, nemůže neustále pracovat s nedostatečnou koncentrací směsi, vyznačují se tyto motory složitějším provozním programem, který poskytuje kombinaci ekonomického a výkonového režimu tvorby směsi. Konečně motory GDI mají 2 katalyzátory – iridium a platinu.

První je určen pro akumulaci a spalování oxidů dusíku vznikajících při provozu na super chudou směs vzduchu a paliva, druhý je určen pro normální tvorbu směsi.

Zvýšením kompresního poměru na 12 – 13 se zvýšil litrový výkon pohonné jednotky při současném snížení spotřeby paliva a snížení emisí výfukových plynů.

Na mizerných přídělech

Než se podíváme na provozní režimy motoru GDI, musíme si připomenout malou teorii. Směs benzínu a vzduchu ve válci se může vznítit pouze v případě, že má určitou koncentraci. Optimální hodnota je 1 díl paliva na 14,7 dílů vzduchu (stechiometrické složení).

Maximální množství vzduchu na 1 objemový díl benzínu ve vstřikovacím motoru by nemělo přesáhnout 20 – 24 dílů. Popsané motory mohou pracovat na ultra chudou směs (až 1:40). Jak to lze vysvětlit?

Palivo ve válci je po vstřiku rozloženo nerovnoměrně po celém objemu v důsledku jeho odrazu od vybrání ve dně pístu, který je v době vstřiku v nejvyšší poloze (konec kompresního zdvihu). Oblak paliva má kompaktní tvar a při odrazu vytváří zpětný vír. S celkově chudou směsí v oblasti zapalovací svíčky se blíží stechiometrickému složení a úspěšně se zapaluje.

Poté plamen zapálí sousední vrstvu, zvýší se intenzita hoření a proces pokryje celý objem válce. Popsaný režim – ULTPA LEAN COMBUSTION MODE se také nazývá tvorba směsi po vrstvách nebo spalování a je podporován programem ECU při klidné jízdě rychlostí 100 – 120 km/h.

Dvě jídla denně

Bohužel pro další zrychlení výkon nestačí a směs se musí obohatit na obvyklou úroveň (1:12 – 1:15). Směs je homogenní (homogenní) a vzniká vstřikováním paliva na sací zdvih, kdy píst klesá a palivový hořák ve tvaru širokého kužele vyplní celý objem otvoru.

Nedochází k odrazu hořáku od pístu a po zpětném kompresním zdvihu dojde k zapálení směsi. Tento režim – REŽIM SUPERIOR OUTPUT – se aktivuje i při jízdě pod zátěží, tedy v případech, kdy je požadováno zvýšení výkonu.

U motorů pro evropský trh existuje ještě třetí režim – DVOUSTUPŇOVÉ MÍCHÁNÍ (dvoustupňová tvorba směsi). V tomto případě se vstřikování provádí dvakrát: na sacím zdvihu a na konci kompresního zdvihu.

Myšlenka je taková, že malá část benzínu vstřikovaná v prvním stupni ochlazuje stěny válců a pomáhá zvýšit hmotnostní množství nasávaného vzduchu, což umožňuje úměrně zvýšit dodávku paliva ve druhém stupni vstřikování (při konec kompresního zdvihu).

Rada: Vzhledem k náročnosti systému na kvalitu vzduchu je třeba věnovat zvláštní pozornost údržbě vzduchového filtru a sací potrubí se doporučuje čistit každých 25 – 30 XNUMX km.

Kdo kazí vzduch?

Při volnoběhu (volnoběhu) také motor GDI pracuje ve dvou režimech. Hlavní je Compression on Lean (chudá směs) – 625 – 650 ot./min. Jeho neustálý provoz však vede k hromadění vysoce toxického oxidu dusíku (NO) v katalyzátoru, což se projevuje nepříjemným zápachem z výfukového potrubí.

Pro spálení tohoto spojení se pravidelně zapíná režim STICH F/B (purge). Otáčky se zvýší na přibližně 750, u některých modelů – až 900.

Podle tohoto chování motoru běžícího na volnoběh lze rozpoznat motor GDI. U fungujícího motoru se proplach krátce zapne asi po 4 minutách. Režim STICH F/B funguje dvěma způsoby: regulace tvorby směsi s ohledem na korekci kyslíkového senzoru (CLOSED LOOP) a neregulovaný proces (OPEN LOOP).

Stojí to za to?

Jaké výhody slibuje nový motor s NV, včetně systémů GDI:

• Každodenní používání vozu v městských podmínkách, kdy pohonná jednotka neustále pracuje na stabilních volnoběžných otáčkách, je doprovázeno znatelnou úsporou paliva – o cca 20 – 25 %. Mimo město zůstává spotřeba paliva stejná jako u agregátu s distribuovaným vstřikováním.
• Zvláštnosti principu tvorby směsi poskytují „Jedi“ výbušný charakter, tah a výkon jednotky převyšují konvenční (distribuované) vstřikovače.
• Je čistší z hlediska životního prostředí, nicméně ruský majitel z toho na rozdíl od Japonců nemá nic. Ostatně obyvatelé ostrova si stejné Mitsubishi s motorem GDI kupují hlavně proto, aby získali zvýhodněnou slevu na přepravní dani, a opravu pohonné jednotky přesouvají na budoucího kupce, zpravidla zahraničního.
• Někdo tvrdí, že motory GDI v zimě lépe startují.

Je třeba poznamenat, že mezi motory s přímým vstřikováním japonské a korejské výroby se nejspolehlivější a nejupravenější motory nacházejí v automobilech Mitsubishi (Mitsubishi).

Dobrodružství Japonců v Rusku

A přesto, abych parafrázoval známé přísloví: co je dobré pro Japonce, je pro Rusa smrt. V Rusku všechny výhody NV ruší nízká kvalita domácího benzínu. Co to znamená?

Nedostatečně čisté palivo a jednoduše vysoké procento obsahu síry v benzínu vede k urychlenému opotřebení vstřikovacího čerpadla a zanášení vstřikovačů. Oprava posledně jmenovaného je mimochodem nemožná. Pokud splachování selže, musíte je vyměnit za nové, což je poměrně drahé. Nejčastější stížností na fórech je „plovoucí“ rychlost XX.

Jedním z důvodů, ne-li hlavním, tohoto jevu je výše zmíněné čerpadlo. Jak je uvedeno výše, otáčky naprázdno se mění regulovaně, v souladu s firmwarem ECU.

Když opotřebení čerpacího pístu(ů) dosáhne určité hodnoty, po přepnutí do režimu Compression on Lean klesne vstřikovací tlak pod přípustnou úroveň a počítač vrátí systém do bohatého režimu. Po normalizaci tlaku se procesor znovu pokusí přepnout vstřikování do režimu „lean“.

To znamená, že frekvence spínání se zvyšuje, a pokud se na proces superponují další faktory, pak se frekvence stává chaotickou, což vede k nepříjemnému škubání na volnoběh. S největší pravděpodobností bude vyžadována diagnostika a oprava vstřikovacího čerpadla paliva, čištění vstřikovačů a odstranění sazí ze sacího systému.

Skutečnost, že část výfukových plynů je z ekologických důvodů odváděna do sacího potrubí, vede k ucpání kanálů, regulačních klapek a ventilů. U systémů vícebodového vstřikování se sací ventily proplachují palivem, které je vstřikovači přiváděno do rozdělovače a problém s usazeninami sazí není tak akutní.

Dalším problémem je nedostatek dostatečného kvalifikovaného personálu pro údržbu takových systémů. Zjistit příčinu poruchy a provést potřebné opravy je problematické i ve velkých městech, natož v ruském vnitrozemí.

Největší nebezpečí pro motor s přímým vstřikováním představuje benzín. Palivo by se mělo tankovat na osvědčených čerpacích stanicích. Je přísně zakázáno používat různé přísady, přísady zvyšující oktanové číslo – to je přímý způsob, jak zabít palivové čerpadlo.

Přes vážné nedostatky není systém přímého vstřikování ještě pohřben. Mnoho majitelů japonských vozů tvrdí, že jsou s tímto motorem spokojeni. A okruh automobilek se rozšiřuje. Motory GDI jsou vybaveny například korejské Hyundai Avante a Hyundai Gamma. Snad je v blízké budoucnosti nové motory zbaví svých neduhů a ošklivé káčátko se konečně promění v krásnou labuť.

Motor s vynikajícím výkonem, který předběhl dobu. Nejde to říct jinak! Seznamte se – 1.8 GDI 4G93. Nejčastěji tento agregát najdeme pod kapotou Mitsubishi a Volva. Například Mitsubishi Carisma, Mitsubishi Colt (Mirage), Mitsubishi Galant, Mitsubishi Lancer, Volvo S40 a V40.

Motor se ukázal být tak univerzální, že řada variací 4G9 poskytla spotřebiteli velký prostor pro posílení. Existují tedy motory různých objemů (od 1,5 do 2,0 litru) a různého stupně výkonu (až 215 koní v přeplňované verzi 4G93T). Dnes recenzujeme „civilní verzi“ 1.8 GDI (4G93), jejíž historii si může zopakovat devět z deseti japonských a korejských vozů té doby.

Nehoda

Mitsubishi Carisma má podle údajů počítadla kilometrů najeto 450 000 km na výtah. Vzhledem k tomu, že rok výroby je 1997, by se toto číslo mohlo zdvojnásobit. Je však nepravděpodobné, že by G493 vydržel takový počet najetých kilometrů: továrna má zdroj 250 000 km. Vůz dorazil do Běloruska v roce 2003 a za dobu provozu měl čtyři majitele. Klasický kufr pro auta z 90. let. S přihlédnutím k dlouhé historii registrací musíme pohonné jednotce vzdát hold: bez větších oprav dokázala ujet téměř půl milionu kilometrů! Alespoň to ukázala následná „pitva“.

„Tohle auto k nám přišlo vlastní silou,“ říká mistr jedné ze služeb hlavního města. — Na základě povahy chodu motoru bylo jasné, že otázka je pouze jedna: generální oprava nebo kompletní výměna jednotky? Rozhodnutí padne až po demontáži a demontáži. Podle majitele na každých 10 000 km přidal 3 litry oleje. Navíc do 5 50 najetých kilometrů hladina neklesla pod normu, ale poté začalo divoké „hltání oleje“. V tomto režimu majitel ujel asi 000 250 km, jasně chápal, že verdikt byl nevyhnutelný a zdržel čas hlavního města až do poslední chvíle. A nyní nastal tento okamžik. A to z úplně jiného důvodu: den před servisní návštěvou jel majitel jako obvykle do práce, předtím ráno nalil XNUMX g oleje, ale po pár kilometrech se ručička teploty motoru vyšplhala do červených čísel. zóny a zpod kapoty se začal valit bílý kouř. Jak se ukázalo, čerpadlo se zaseklo a motor začal viset a klepat. Verdikt služby se přehřívá.

Stav skupiny pístů na 500 000 km je celkem předvídatelný. Honování na stěnách válce nebylo zaznamenáno, ale přítomnost pístních kroužků a vážné opotřebení těsnění dříku ventilu jsou zřejmé. Bylo by možné vystačit s výměnou výše uvedeného, ​​nebýt přehřátí, které způsobilo klepání motoru, což naznačuje nevyhnutelný konec. Proto jsme se rozhodli vyměnit spalovací motor za podobný s dojezdem kilometrů. Cena za použité motory se pohybuje od 300 do 700 rublů. a záleží na technickém stavu. Samozřejmě existují kopie, které jsou mnohonásobně dražší, ale takové nabídky nejsou obchodovatelné.

Toto GDI není tak ošklivé

Co očekávat od technologie GDI (Gasoline Direct Injection, neboli přímé vstřikování) a jak se vyhnout vážným opravám za provozu?

„Především byste si neměli dělat iluze o spolehlivosti,“ říká specialista. — Vozy, na kterých jsou instalovány motory řady 4G9, už viděly dost a tovární výkon těchto motorů je něco jako utopie. Fyzické opotřebení vám určitě připomene samo sebe. Při výběru auta je důležité provádět vysoce kvalitní diagnostiku, abyste našli méně „opotřebovanou“ kopii. Motory řady 4G9 jsou skutečně složité, ale ekonomické a točivé a mají také velký potenciál a příležitosti k ladění. Správnější by bylo říci, že kdysi příležitost měli. Souhlaste, abyste nainstalovali turbínu na motor s najetými 300 000 km nebo provedli úpravu čipu, musíte být buď zoufalí, nebo zoufalí. Obecně je motor při správném přístupu docela spolehlivý. Stejně jako všechny pokročilé systémy z konce 1990. let a počátku 2000. století jsou tyto spalovací motory velmi náročné na palivo a olej. GDI je vybaveno systémem přímého vstřikování paliva, který se dnes stal běžným a všudypřítomným, ale v té době se teprve zaváděl. Charakteristickým rysem přímého vstřikování je přívod paliva do spalovacího prostoru se zpožděním, podle principu vznětového motoru. Změnou úhlu časování vstřiku je zajištěno optimální rozprášení paliva, které pomáhá vytvářet homogenní směs. Proto je tak důležité tankovat vysoce kvalitní palivo. Ve skutečnosti byl pro tento princip fungování GDI s oblibou nazýván předchůdcem FSI.

„Plán výměny oleje je 10 000 km, ale je lepší častěji, pokud je kilometrový výkon dlouhý,“ doporučuje odborník. — Úspora ropy bude mít rozhodně smutné následky, které obvykle začínají tvorbou sazí. A motory řady 4G9 se po dekarbonizaci nevzkřísí. To platí pro celou řadu – od 1,6 do 2,0 litru, včetně motorů s turbínou. Při výměně se do motoru nalije až 3,5 litru oleje s viskozitou 5w30 nebo 5w40. Ale v závislosti na stavu a úpravě to může být 10w, 15w a dokonce 20w.

Známé a nevyhnutelné problémy

Hlavním problémem je „žrout oleje“. A začíná po 150 000 km. Pro výrobce je to něco více než 1 litr na 10 000 km. Nemoc se léčí jednoduchou výměnou kroužků a těsnění dříku ventilu. Hlavním důvodem je nekvalitní olej a palivo. Padělaný výrobek může také způsobit klepání hydraulických zvedáků. Druhou nejčastější příčinou klepání je opotřebení ložisek ojnice. Výčet důsledků konzumace nekvalitních technických kapalin končí plovoucími otáčkami a zadrháváním motorů. Na otáčky má přímý vliv palivové čerpadlo (palivové čerpadlo), které pro správnou funkci vyžaduje ideální „pohodu“ filtrů. Vliv má i stav škrtící klapky a zapalovacích svíček – to vše kvůli tvorbě karbonových usazenin. Pokud se auto za tepla zastaví, jsou na vině vstřikovací systémy – opět otázka kvality paliva.

Náklady na opravy a údržbu:

• výměna zapalovacích svíček – od 120 rublů;
• výměna nemrznoucí směsi – od 70 rublů;
• výměna oleje, včetně provozu kapaliny a filtrů – od 80 rublů;
• oprava skupiny pístů (vrtání, broušení, vložka) – od 570 rublů;
• výměna rozvodového řemene – od 210 rublů;
• výměna palivového čerpadla – od 180 rublů;
• práce na výměně motoru (pohonná jednotka a součásti) – od 800 do 1 500 rublů.

Znalecký posudek

Podle specialisty se motor ukázal jako docela spolehlivý, ekonomický a točivý, ale zároveň velmi náročný na paliva a maziva. Nebýt času, který provedl vlastní úpravy na drtivé většině pohonných jednotek, mohl by systém dát šanci moderním motorům. Ale jak to je. Štěstí měli ti majitelé, kterým se podařilo chytit tyto instalace při nízkém počtu najetých kilometrů. Tady je svoboda pro ladění a pumpování! Stačí zaplatit – možnosti jsou neomezené!

Otázka udržovatelnosti je samozřejmě velmi kontroverzní a proveditelnost opravy, jako v našem případě, je velmi pochybná záležitost. Staré spalovací motory potřebují neustálou péči a pozornost a teprve pak se odvděčí vstřícným reptáním zpod kapoty.

A pokud potřebujete nový nebo ojetý motor pro váš vůz, pak jej najdete v naší sekci „Náhradní díly“.

Přečtěte si a přihlaste se k odběru našeho kanálu Yandex.Zen

Viz také:

• Voda ve válcích. Rozebrali jsme dieselový motor Mercedes-Benz GL a viděli následky vodního rázu
• Lada Vesta AMT: co skrývá „robot“ VAZ?
• ProIron. Je oprava S-tronic v Audi A7 drahá?
• ProIron. Je 1,6litrový motor Lada Vesta hrozbou pro zahraniční vozy?
• ProIron. Německá „automatická“ ZF 8HP – téměř dokonalá automatická převodovka
• ProIron. DSG-7 DQ500 – 7 úrovní dokonalosti

Foto: autor

Napište nám na news@av.by, pokud máte zajímavé téma na článek na téma: nákup, prodej a výběr auta.