Безпосереднє впорскування з «ускладненнями»: газ на GDI, Skyactiv і ГБО на FSI

газ на GDI
01 серпня, 2019
Поділитися: 
Відносно недавно інженери концерну ВАГ здійснили невелику революцію у сфері двигунобудування, оснастивши масові мотори не тільки турбінами, а й безпосереднім упорскуванням.

Це не зовсім «космічні технології», тому що першість у номінації «Перше пряме впорскування для масових двигунів» назавжди закріпилася за японцями компанії «Мітсубісі» (GDI), проте в абревіатурі німців (TSI / TFSI / FSI) є слово stratified (стратифікований), яке ніколи не застосовувалось у контексті техніки. Як газифікуються такі движки, ми розглянемо далі, а заодно розповімо, як встановлюють газ на GDI і яке поставити ГБО на Skyactiv.

Спочатку – коротка довідка про пряме впорскування і складнощі газифікації безпосередніх двигунів, які пов'язані головним чином з конструкційними особливостями.

Справа в тому, що бензинові форсунки в таких моторах розташовані вкрай близько до камери згоряння – у голівці блоку циліндрів (ГБЦ), а не в колекторі, як у традиційному інжекторі. При такому технічному рішенні впорскування відбувається точніше – з урахуванням і часу, і дозування. Крім того, у інженерів є можливість впливати навіть на конфігурацію паливоповітряної хмари в циліндрі, щоб поліпшити горючість кожної порції. Так досягають економічності й екологічності двигунів без втрати потужності і зниження крутного моменту.

Температура в циліндрах на етапах упорскування паливної суміші, її стиснення і випуску відпрацьованих газів коливається в діапазоні 800–2500°С (залежно від тиску), і тільки циркуляція бензину в форсунках не дає їм перегрітись. Як бути, коли, наприклад, ставиться газ на Skyactiv, адже, якщо перекрити подачу бензину, форсунки перегріються і вийдуть з ладу? Вихід один – не припиняти подачу рідкого палива, а зменшити до такої кількості, якої достатньо для охолодження форсунок. ЕБУ – електронні блоки ГБО на GDI, «скай» або «тсай» – містять необхідні прошивки, щоб без шкоди техніці та для зручності водія реалізовувати спільне (поперемінне) впорскування газового рідкого палива.


ГБО на Skyactiv

Частка бензину в штатній роботі мотора становить близько 10%.

Із зростанням навантаження бензинова складова збільшується аж до повного переходу на бензин, якщо стрілка тахометра наближається до червоної зони. На практиці це виглядає так: запуск і прогрівання двигуна відбуваються на бензині. Коли температура охолоджувальної рідини сягає показника, за якого перетворення скрапленого пропан-бутану в пароподібний стан проходить коректно, електроніка включає газовий режим.

Причому водій може і не помітити момент переходу, тому що програма впорскування персоніфікована і працює ідеально точно.

Тобто ГБО на Мазда 6 Скайектів не підійде на вагівський мотор. Щоб поставити газ на TSI або будь-який інший безпосередній двигун, потрібно використовувати комплектації обладнання, які призначені для конкретного агрегату (про особливості стратифікаційних моторів ми детально розповімо далі).

Звичайно, персоніфікація обходиться дорожче за універсальні програми впорскування, навіть з урахуванням вартості їх доналаштування під конкретний автомобіль. Однак іншого способу їздити на пропан-бутані тут немає.

В іншому випадку вийдуть з ладу штатні форсунки – ціна їх заміни або ремонту перекриють усю економію від їзди на газовому паливі. Як альтернативний варіант можна розглядати технологію «рідкого впорскування» (LPI-системи), але ціна таких комплектів ще вища.

Комплектації ГБО на TSI

Двигуни Turbo Stratified Injection (турбонаддув + пошарове впорскування) визнаються найбільш вдалими турбомоторами з прямим упорскуванням. Незважаючи на складність агрегату, газ на TFSI/TSI здатний стати основним паливом і заощадити автовласнику пристойні гроші. А складність пояснюється наявністю двох турбін на «тсайах» (один з нагнітачів – механічний), які дозволяють інженерам «знімати» зі скромного об'єму в 1,4 л, наприклад, до 170 к.с.! Причому потужність можна регулювати в широкому діапазоні – від 120 к.с. Такий двигун – мрія кожного автовиробника, тому що «гнучкість» агрегату дозволяє застосовувати його і на моделях гольф-класу, і на «паркетниках», і навіть на седанах середнього класу. Всі ці переваги концерн ВАГ використовує на повну.

Ще одна перевага «тсі»-двигуна – відсутність турбоями.

Причому наявність ГБО на TSI не затьмарює цього приємного відчуття. Тобто мотор упевнено тягне із самих низів, видаючи до 210 Н∙м крутного моменту практично з холостих обертів за рахунок механічного нагнітача. А на середніх – починає діяти турбіна, яку розкручують відпрацьовані гази. Ну, і основна «фішка» цих ДВЗ – бензин пошарово змішується з повітрям. Це та сама стратифікація. І коли газифікується «тсай» або ставиться газ на FSI (те саме, тільки без наддуву), усі ці нюанси слід ураховувати, інакше ні тяги, ні задоволення від їзди, ні ресурсу, обіцяного автовиробником, очікувати не доводиться.

Резюмуємо: подача бензину в безпосередніх моторах у газовому режимі не припиняється.

Щоб забезпечити цей алгоритм, для кожної модифікації двигуна призначається окрема програма управління впорскуванням, яку встановлено у блоці (ЕБУ) ГБО на TFSI. Завдання налагоджувача – активувати потрібні прошивки і простежити за коректною інсталяцією ПЗ. Що стосується інших агрегатів, то в одних випадках виробники газобалонної апаратури надають готовий комплект «в одній коробці» і супроводжують його монтажною картою. А в інших – у автовласника є можливість вибирати зі списку сумісних (рекомендованих) форсунок, редуктора-випарника тощо.

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

У сегменті «просунутої апаратури» традиційно представлені італійські компанії, що виробляють усі елементи устаткування, і голландська фірма Prins, яка комплектує своє газобалонне обладнання форсунками «Кейхін» (Keihin). Авторитет цих компаній настільки високий, що автоконцерни вдаються до їх послуг, коли газифікують свої моделі з конвеєра. ГБО на «тсі» пропонує також польська компанія AC S.A., яка відома газоавтомобілістам за брендом Stag. До слова, поляки конкурують у цьому сегменті відносно недавно – після того, як завоювали довіру клієнтів завдяки своїй надійній техніці та електроніці 4-го покоління для звичайних інжекторних авто.


Форсунки

Вартість газобалонних комплектів для прямого впорскування не залежить від наявності турбін. Різниця в ціні комплектацій існує через обсяг і кількість циліндрів газифікованого двигуна. Наприклад, на 4-циліндровий FSI газ поставити дешевше, ніж на мотор VR6. Якщо вже згадали моторну лінійку «Ауді», то зазначимо такий цікавий факт: після появи пошарового впорскування німці тривалий час не оснащували топову А8 12-циліндровим агрегатом. Потужності пошарових «шісток» і «вісімок» вистачало представницьким седанам навіть у броньованому виконанні. І тільки в останньому поколінні знову з'явилися W12 для урядових кортежів.

Навряд чи хтось ставитиме ГБО на FSI з дванадцятьма циліндрами: хто їздить за державний рахунок, той на заправці не економить. Інша справа – рядові платники податків, які віддають свої кревні. Звичайно, переобладнання традиційного інжекторного движка окупається швидше (через 10–15 тис. км пробігу). Однак навіть з урахуванням витрат на бензин у газовому режимі переходити на газ вигідно.

За скільки кілометрів «відіб'ється» газобалонне обладнання на безпосередньому двигуні – залежить від режиму експлуатації. Нагадаємо, що чим більше навантаження на мотор, тим значнішою є частка бензину в загальному споживанні пального. Все-таки газ ставлять не для участі в кільцевих гонках. Щоб дізнатися точну межу окупності, скористайтеся спеціальним калькулятором на нашому сайті або отримайте коментар нашого консультанта. Наприклад, на Volkswagen Passat 2.0 fsi ГБО окупиться через 40 тис. км пробігу.

0% розстрочка0% розстрочка
Время газа