Плата за эффективность: скрытые недостатки современных систем впрыска

Эффективность работы любого автомобильного двигателя во многом зависит от того, насколько хорошо сгорает топливо в его цилиндрах. Для идеального процесса нужно не просто подать строго отмеренное количество горючего, но и тщательно смешать его с воздухом. Именно поэтому топливная система — один из самых сложных и важных узлов. Особенно это касается моторов с непосредственным впрыском, которые у разных производителей носят различные названия: FSI у Volkswagen, GDI у Mitsubishi. Давайте разберёмся, как они устроены и чего от них ждать.

Как устроен такой мотор

Главное отличие двигателей с индексом FSI или GDI от обычных инжекторных собратьев кроется в месте подачи топлива. Здесь бензин впрыскивается не во впускной коллектор, а напрямую в камеру сгорания, где сразу смешивается с воздухом. Кстати, у каждого крупного автопроизводителя есть своя фирменная аббревиатура для этой технологии: CGI у Mercedes-Benz, HPi у Peugeot, DISI у Mazda.

Расшифровка FSI — Fuel Stratified Injection — переводится как "послойный впрыск топлива". Это не просто красивые слова. Одно из ключевых преимуществ технологии — способность мотора работать на сильно обеднённой топливной смеси. Если в стандартном двигателе идеальное соотношение воздуха и бензина составляет 14,7 к 1, то здесь этот показатель может достигать 20:1 и даже больше, что напрямую ведёт к экономии. Достигается это за счёт сложного распределения смеси внутри цилиндра. Топливо подаётся таким образом, чтобы оптимальная для воспламенения концентрация находилась только вокруг свечи зажигания. Это гарантирует стабильную работу и полное сгорание.

Как работает непосредственный впрыск

Работа такого двигателя — это настоящее шоу с меняющимися сценариями. При небольших нагрузках, например, на холостом ходу, мотор переходит на режим максимального обеднения смеси. В этом случае бензин впрыскивается в цилиндр почти в самом конце такта сжатия, целенаправленно в область свечи. Специальная форма поршня и камеры сгорания создаёт завихрения, которые помогают этой локальной смеси легко воспламениться.

Совершенно иная картина при резком разгоне или движении в гору, когда нужна вся мощность. Здесь топливо начинает подаваться уже на такте впуска, причём за один цикл форсунка может сработать несколько раз. В результате в цилиндре образуется однородная, или даже слегка обогащённая, смесь, готовая выдать максимум энергии. Технология прямого впрыска требует совершенно иного подхода к конструкции мотора.

Реализовать эти сценарии невозможно без серьёзных изменений в "железе". Обычному инжектору хватает давления в 3-4 бара, а здесь требуется мощный топливный насос высокого давления (ТНВД), способный создать от 50 до 130 атмосфер. Нужны особые форсунки, более сложная форма поршней и камеры сгорания, а также повышенная степень сжатия — до 12:1, а иногда и до 14:1.

Сильные и слабые стороны

Переход на непосредственный впрыск принёс автовладельцам ряд очевидных плюсов, но и не обошёлся без минусов.

К неоспоримым преимуществам можно отнести:

• повышенную экономичность. За счёт более полного сгорания топлива такие моторы расходуют на 15-25% меньше бензина;
• возросшую мощность. Литровая отдача увеличивается на 10-15%, что позволяет при том же объёме получать больше лошадиных сил;
• лучшую экологию и совместимость с турбиной. Прямой впрыск охлаждает цилиндр, снижая риск детонации, что очень важно для турбированных версий.

Однако есть и обратная сторона медали:

Сложность конструкции неизбежно сказывается на надёжности. Такие моторы generally считаются более капризными.

Они крайне чувствительны к качеству топлива и моторного масла. Некачественный бензин быстро выводит из строя дорогостоящие форсунки и ТНВД.

Стоимость производства, а значит и самого автомобиля, выше. Цена ремонта также оказывается существенно больше.

Первые версии двигателей могли капризничать в сильные морозы, что потребовало от производителей доработки программного обеспечения.