Непосредственный впрыск с «осложнениями»: газ на GDI, Skyactive и ГБО на FSI

Это не совсем уж «космические технологии», потому что первенство в номинации «Первый прямой впрыск для массовых двигателей» навсегда закрепилось за японцами компании «Митсубиси» (GDI), однако в аббревиатуре немцев (TSI/TFSI/FSI) есть слово stratified (стратификационный), которое никогда не применялось в контексте техники. Как газифицируются такие движки, мы рассмотрим дальше, а заодно расскажем, как устанавливают газ на GDI и какое поставить ГБО на Skyactiv.

Сначала – короткая справка о прямом впрыске и сложностях газификации непосредственных двигателей, которые связаны главным образом с конструкционными особенностями. Дело в том, что бензиновые форсунки в таких моторах расположены крайне близко к камере сгорания – в головке блока цилиндров (ГБЦ), а не в коллекторе, как в традиционном инжекторе. При таком техническом решении впрыск получается точнее – с учетом и времени, и дозирования. Кроме того, у инженеров есть возможность влиять даже на конфигурацию топливовоздушного облака в цилиндре, чтобы улучшить сгораемость каждой порции. Так добиваются экономичности и экологичности двигателей без потери мощности и снижения крутящего момента.

Температура в цилиндрах на этапах впрыска топливной смеси, ее сжатия и выпуска отработанных газов колеблется в диапазоне 800–2500°С (в зависимости от давления), и только циркуляция бензина в форсунках не дает форсам перегреться. Как быть, когда, например, ставится газ на Skyactiv, ведь если перекрыть подачу бензина, то форсунки перегреются и выйдут из строя? Выход один – не прекращать подачу жидкого горючего, а уменьшить до такого количества, которого достаточно для охлаждения форсунки. ЭБУ – электронные блоки ГБО на GDI, «скай» или «тсай» – содержат необходимые прошивки, чтобы без ущерба технике и удобству водителя реализовывать совместный (попеременный) впрыск газового жидкого топлива.

Доля бензина в штатной работе мотора составляет около 10%.

С ростом нагрузки бензиновая составляющая растет вплоть до полного перехода на бензин, если стрелка тахометра приближается к красной зоне. На практике это выглядит так: запуск и прогрев двигателя происходят на бензине. Когда температура охлаждающей жидкости достигает показателя, при котором преобразование сжиженного пропан-бутана в парообразное проходит корректно, электроника включает газовый режим.

Причем водитель может и не заметить момент перехода, потому что программа впрыска персонифицирована и работает идеально точно.

То есть ГБО на Мазда 6 Скайактив не подойдет на ваговский мотор. Чтобы поставить газ на TSI или любой другой непосредственный двигатель, нужно использовать комплектации оборудования, предназначенные для конкретного агрегата (об особенностях стратификационных моторов мы подробно расскажем дальше).

Конечно, персонификация обходится дороже универсальных программ впрыска, даже с учетом стоимости их донастройки под конкретный автомобиль. Однако другого способа ездить на пропан-бутане здесь нет.

В противном случае выйдут из строя штатные форсунки – цена их замены или ремонта перекроет всю экономию от езды на газовом топливе. Как альтернативный вариант можно рассматривать технологию «жидкого впрыска» (LPI-системы), но цена таких комплектов еще выше.

Комплектации ГБО на TSI

Двигатели Turbo Stratified Injection (турбонаддув + послойный впрыск) признаются наиболее удачными турбомоторами с прямым впрыском. Несмотря на сложность агрегата, газ на TFSI/TSI способен стать основным топливом и сэкономить автовладельцу приличные деньги. А сложность объясняется наличием двух турбин на «тсайах» (один из нагнетателей – механический), которые позволяют инженерам «снимать» со скромного объема 1,4 л, например, до 170 сил! Причем мощность можно регулировать в широком диапазоне – от 120 л/с. Такой двигатель – мечта каждого автопроизводителя, потому что «гибкость» агрегата позволяет применять его и на моделях гольф-класса, и на «паркетниках», и даже на седанах среднего класса. Все эти преимущества концерн ВАГ использует на полную катушку.

Еще одно преимущество «тси»-двигателя – отсутствие турбоямы.

Причем наличие ГБО на TSI не омрачает этого приятного ощущения. То есть мотор уверенно тянет с самых низов, выдавая до 210 Н∙м крутящего момента практически с холостых оборотов за счет механического нагнетателя. А на средних – в дело вступает турбина, которую раскручивают отработанные газы. Ну, и основная «фишка» этих ДВС – бензин смешивается с воздухом послойно. Это та самая стратификация. И когда газифицируется «тсай» или ставится газ на FSI (то же самое, только без наддува), все эти нюансы следует учитывать, иначе ни тяги, ни удовольствия от езды, ни ресурса, обещанного автопроизводителем, ожидать не приходится.

Резюмируем: подача бензина в непосредственных моторах в газовом режиме не прекращается.

Чтобы обеспечить этот алгоритм, каждой модификации двигателя предназначается отдельная программа управления впрыском, предустановленная в блоке (ЭБУ) ГБО на TFSI. Задача настройщика – активировать нужные прошивки и проследить за корректной инсталляцией ПО. Что касается остальных агрегатов, то в одних случаях производители газобаллонной аппаратуры предоставляют готовый комплект «в одной коробке» и сопровождают его монтажной картой. А других – у автовладельца есть возможность выбирать из списка совместимых (рекомендуемых) форсунок, редуктора-испарителя и т. д.

Какое оборудование под газ на TFSI/TSI/ FSI выбрать?

В сегменте «продвинутой аппаратуры» традиционно представлены итальянские компании, производящие все элементы установки, и голландская фирма Prins, которая комплектует свои газобаллонные установки форсунками «Кейхин» (Keihin). Авторитет этих компаний настолько высок, что автоконцерны прибегают к их услугам, когда газифицируют свои модели с конвейера. ГБО на «тси» предлагает также польская компания AC S.A., известная газоавтомобилистам по бренду Stag. К слову, поляки конкурируют в этом сегменте относительно недавно – после того, как завоевали доверие клиентов благодаря своей надежной технике и электронике 4-го поколения для обычных инжекторных авто.

Стоимость газобаллонных комплектов для прямого впрыска не зависит от наличия турбин. Разница в цене комплектаций присутствует из-за объема и количества цилиндров газифицируемого двигателя. Например, на 4-цилиндровый FSI газ поставить дешевле, чем на мотор VR6. Раз уж вспомнили моторную линейку «Ауди», то отметим такой интересный факт: после появления послойного впрыска немцы продолжительное время не оснащали топовую А8 12-цилиндровым агрегатом. Мощности послойных «шестерок» и «восьмерок» хватало представительским седанам даже в бронированном исполнении. И только в последнем поколении вновь появились W12 для правительственных кортежей.

Вряд ли кто-то будет ставить ГБО на FSI с двенадцатью цилиндрами: кто ездит за государственный счет, тот на заправке не экономит. Другое дело рядовые налогоплательщики, которые платят свои кровные. Конечно, переоборудование традиционного инжекторного движка окупается быстрее (через 10–15 тыс. км пробега). Однако даже с учетом расхода бензина в газовом режиме переходить на газ выгодно.

За сколько километров «отобьется» газобаллонная установка на непосредственном двигателе – зависит от режима эксплуатации. Напомним, что чем выше нагрузка на мотор, тем больше доля бензина в общем потреблении горючего. Все-таки газ ставят не для участия в кольцевых гонках. Чтобы узнать точный рубеж окупаемости, воспользуйтесь специальным калькулятором на нашем сайте или получите комментарий нашего консультанта. Например, на Volkswagen Passat 2.0 fsi ГБО окупится через 40 тыс. км пробега.