С-Петербург, улица Тосина 3
+7 (812) 917-84-85
+7 (921) 316-27-00
Главная » Разное » Двигатель dohc mpi

Двигатель dohc mpi


Двигатели MPI

MPi – это сокращение от Multi Point Injection, что в переводе с английского языка обозначает «многоточечный впрыск». Такая аббревиатура в основном ставится на двигатели, разработанные специалистами концерна Volkswagen – подобными двигателями оснащены автомобили марок Volkswagen, Seat и Skoda. Хотя и у других производителей, таких как Alfa Romeo, тоже можно встретить на моторе такой же шильдик. Многоточечный или распределенный тип впрыска означает, что в двигателе с такой системой горючее подается в каждый цилиндр через отдельную, изолированную от других, форсунку. Между тем, типов распределенного впрыска, которые подпадают под аббревиатуру MPi, несколько. Во-первых, это одновременный распределенный впрыск (SMPi), когда топливо подается во впускной коллектор и все форсунки открываются одновременно. Во-вторых, это попарно-распределенный впрыск, когда форсунки открываются парно (одна форсунка открывается перед непосредственным впрыском топлива во впускной коллектор, а вторая – во время выпуска из цилиндра отработанных газов). В-третьих, это так называемый фазированный вид впрыска, когда форсунки управляются электронным блоком управления каждая в отдельности, а процесс открытия происходит в самый момент впрыска топлива в камеру цилиндра.

Наконец, самым прогрессивным видом многоточечного впрыска считают непосредственный впрыск, когда топливо подается прямиком в камеру сгорания, минуя впускной коллектор. Система впрыска MPi управляется при помощи специального микрокомпьютера, который на основании показаний датчиков (скорости оборотов коленвала, массового расхода воздуха, положении дроссельной заслонки, положения распределительного вала и других) рассчитывает количество топлива, которое должна пропустить определенная форсунка в цилиндр. К плюсам таких моторов относят их надежность, способность хорошо «переваривать» различные виды бензина (от 92 до 98-го), высокую ремонтопригодность, простоту в эксплуатации. К минусам – относительно небольшую мощность таких моторов, особенно по сравнению с более современными моторами с технологией FSI.

1.4-литровый двигатель MPI

MPI 1.4 Skoda Fabia

Конструкция двигателей MPI. Характеристики, проблемы, отзывы

Речь пойдет о конструкции ДВС с многоточечным впрыском, ведь именно так в переводе звучит расшифровка аббревиатуры MPI (Multi Point Injection). До появления бензиновых силовых агрегатов с непосредственным впрыском (FSI, TSFI, GDI) именно двигатель MPI устанавливался на весь модельный ряд Volkswagen, Seat, Skoda, Mitsubishi, Renault, Ford и авто многих других производителей. Рассмотрим устройство, принцип работы и особенности конструкции системы многоточечного впрыска на клапаны.

КОНСТРУКЦИЯ

Схематически представлено устройство системы многоточечного впрыска Mitsubishi Motors. Конструкция довольно типична, поэтому практически идентичное строение вы можете увидеть на автомобилях Volkswagen, Skoda. Главная разница будет заключаться в способе расчета количества воздуха. На схеме изображена конструкция с использованием датчика абсолютного давления (ДАД) и датчика температуры (ДТВ). Также в двигателях MPI количество поступающего в цилиндры воздуха может рассчитываться датчиком массового расхода воздуха (ДМРВ) и датчиком типа Karman.

Основные компоненты электронно-управляемой системы распределительного впрыска бензина MPI:

  • система подачи топлива;
  • система зажигания;
  • система расчета воздуха;
  • системы управления токсичностью отработавших газов.

ОСНОВЫ ПРИНЦИПА РАБОТЫ

Требования, которым должна соответствовать топливовоздушная смесь бензинового двигателя:

  • находиться в газообразном состоянии. Иными словами, для эффективного горения до момента поджога ТПВС бензин должен полностью испариться;
  • быть гомогенной. Газообразное состояние способствует хорошему перемешиванию топлива с окислителем (кислород, который находится в воздухе). При неравномерном перемешивании в зонах с большим количеством окислителя повышается риск детонации. В областях со значительным переобогащением бензин будет сгорать не полностью, что повлечет снижение КПД двигателя;
  • количество подаваемого топлива должно соответствовать массе поступившего в цилиндры воздуха. Для наиболее полного сгорания ТПВС необходимо смешать 1 кг бензина с 14,7 кг воздуха. Увеличивая либо уменьшая долю воздуха, мы получаем экономический (обедненный) либо мощностной (обогащенный) состав топливной смеси. Но диапазон изменения пропорций в составе довольно узок, чем отчасти объясняется сравнительно низкий КПД бензинового двигателя с системой впрыска MPI (к примеру, в сравнении с ДВС цикла Дизеля).

СИСТЕМА ПИТАНИЯ

Дроссельная заслонка, ДМРВ, ДАД, ДТВ, электронная педаль газа, водяное охлаждение, датчик детонации, каталитический нейтрализатор, ДПКВ – все эти элементы представлены не только в двигателях MPI. Главная особенность конструкции многоточечного впрыска на клапаны – система подачи топлива.

Считывание информации о количестве оборотов двигателя, температуре охлаждающей жидкости, желаемой и фактической нагрузке, скорости автомобиля, позволяет ЭБУ (Engine-ECU) точно рассчитать время впрыска и количество подаваемого бензина. Благодаря этому двигатели MPI выдают приемлемый крутящий момент и пиковую мощность при умеренном расходе топлива.

ПРЕИМУЩЕСТВА В СРАВНЕНИИ С КАРБЮРАТОРОМ, МОНОИНЖЕКТОРОМ

Карбюраторные и моноинжекторные системы впрыска ушли в историю по той причине, что их принцип работы не позволял во всех режимах работы двигателя точно дозировать количество подаваемого топлива и минимизировать потери в режиме прогрева. Из-за того, что бензин впрыскивался непосредственно во впускной коллектор, после холодного запуска большая часть порции топлива оседала на холодных стенках коллектора. Поэтому смесь приходилось чрезвычайно сильно богатить, что повышало расход и вредность отработавших газов.

Какие преимущества у двигателей с системой впрыска MPI?
  • Точное соотношение порции топлива к воздуху. Бензин впрыскивается форсунками на впускные клапаны каждого из цилиндров, поэтому исключается неравномерное наполнение. Момент впрыска определяется подачей управляющего импульса на форсунки. Количество подаваемого топлива зависит от того, как долго инжектор находился в открытом состоянии. Управляет системой питания двигателя MPI ЭБУ, который рассчитывает момент впрыска и количество бензина исходя из показаний датчиковой аппаратуры.
  • Уменьшение потерь на испарение бензина. Форсунки располагаются в непосредственной близости к впускным клапанам, поэтому при прогреве двигателя нет нужды в значительном переобогащении. Расположение инжекторов вблизи клапанов позволяет бензину после впрыска дольше оставаться в жидкой фазе, что снижает температуру в камере сгорания. Любое повышение детонационной стойкости позволяет изменить степень сжатия и увеличить мощность двигателя.
  • Большее давление впрыска. Позволяет разбить топливо на такте впрыска на более мелкодисперсные частицы, улучшив тем самым его способность к испарению и смешиванию с окислителем.

НЕДОСТАТКИ

Недостаток двигателей MPI в том, что это улучшенный, но все же впрыск во впускной коллектор. Если вы ознакомлены с принципом работы двигателей TSI, TFSI, то знаете, какие преимущества дает непосредственный впрыск топлива. Также рекомендуем ознакомиться с устройством и сравнением принципа работы основных видов систем питания двигателя.

Современные моторы все чаще оснащаются гибридным впрыском, при котором отдельные форсунки впрыскивают топливо и на клапаны, и непосредственно в камеру сгорания. Инжекторы в коллекторе используются в качестве вспомогательной системы для смывания отложений со впускных клапанов.

ОСОБЕННОСТИ МОТОВ VOLKSWAGEN, SKODA

Вы можете найти много нелестных отзывов о двигателях MPI объемом 1.6 л, которые устанавливались на множество моделей VAG-Group (Skoda Yeti, Octavia, Volkswagen Polo Sedan). Скорее всего, большинство из них будет о моделях CFNA, которые при сравнительно небольших пробегах начинают стучать на холодную и потреблять масло. Но связанно это не с распределительным впрыском на клапаны MPI, а с конструктивными особенностями цилиндропоршневой группы.

Владельцам авто с современным двигателем MPI рекомендуем прочитать, почему не стоит греть машину на холостых оборотах.

Судя по отзывам, в меньшей степени проблема стука на холодную коснулась моторов 1.6 CWVA. Платой за это стал повышенный расход масла. Возросшую нагрузку на ЦПГ инженеры Volkswagen компенсировали конструкцией маслосъемных колец, которые обязаны оставлять на стенках цилиндров большое количество масла. Более подробно о проблеме атмосферных MPI двигателей Skoda, VW вам расскажет Andrei Krutsko.

Конструкция двигателей MPI

Речь пойдет о конструкции ДВС с многоточечным впрыском, ведь именно так в переводе звучит расшифровка аббревиатуры MPI (Multi Point Injection). До появления бензиновых силовых агрегатов с непосредственным впрыском (FSI, TSFI, GDI) именно двигатель MPI устанавливался на весь модельный ряд Volkswagen, Seat, Skoda, Mitsubishi, Renault, Ford и авто многих других производителей. Рассмотрим устройство, принцип работы и особенности конструкции системы многоточечного впрыска на клапаны.

Конструкция

Схематически представлено устройство системы многоточечного впрыска Mitsubishi Motors. Конструкция довольно типична, поэтому практически идентичное строение вы можете увидеть на автомобилях Volkswagen, Skoda. Главная разница будет заключаться в способе расчета количества воздуха. На схеме изображена конструкция с использованием датчика абсолютного давления (ДАД) и датчика температуры (ДТВ). Также в двигателях MPI количество поступающего в цилиндры воздуха может рассчитываться датчиком массового расхода воздуха (ДМРВ) и датчиком типа Karman.

Основные компоненты электронно-управляемой системы распределительного впрыска бензина MPI:

  • система подачи топлива;
  • система зажигания;
  • система расчета воздуха;
  • системы управления токсичностью отработавших газов.

Требования, которым должна соответствовать топливовоздушная смесь бензинового двигателя:

  • находиться в газообразном состоянии. Иными словами, для эффективного горения до момента поджога ТПВС бензин должен полностью испариться;
  • быть гомогенной. Газообразное состояние способствует хорошему перемешиванию топлива с окислителем (кислород, который находится в воздухе). При неравномерном перемешивании в зонах с большим количеством окислителя повышается риск детонации. В областях со значительным переобогащением бензин будет сгорать не полностью, что повлечет снижение КПД двигателя;
  • количество подаваемого топлива должно соответствовать массе поступившего в цилиндры воздуха. Для наиболее полного сгорания ТПВС необходимо смешать 1 кг бензина с 14,7 кг воздуха. Увеличивая либо уменьшая долю воздуха, мы получаем экономический (обедненный) либо мощностной (обогащенный) состав топливной смеси. Но диапазон изменения пропорций в составе довольно узок, чем отчасти объясняется сравнительно низкий КПД бензинового двигателя с системой впрыска MPI (к примеру, в сравнении с ДВС цикла Дизеля).

Система питания

Дроссельная заслонка, ДМРВ, ДАД, ДТВ, электронная педаль газа, водяное охлаждение, датчик детонации, каталитический нейтрализатор, ДПКВ – все эти элементы представлены не только в двигателях MPI. Главная особенность конструкции многоточечного впрыска на клапаны – система подачи топлива.

Считывание информации о количестве оборотов двигателя, температуре охлаждающей жидкости, желаемой и фактической нагрузке, скорости автомобиля, позволяет ЭБУ (Engine-ECU) точно рассчитать время впрыска и количество подаваемого бензина. Благодаря этому двигатели MPI выдают приемлемый крутящий момент и пиковую мощность при умеренном расходе топлива.

Карбюраторные и моноинжекторные системы впрыска ушли в историю по той причине, что их принцип работы не позволял во всех режимах работы двигателя точно дозировать количество подаваемого топлива и минимизировать потери в режиме прогрева. Из-за того, что бензин впрыскивался непосредственно во впускной коллектор, после холодного запуска большая часть порции топлива оседала на холодных стенках коллектора. Поэтому смесь приходилось чрезвычайно сильно богатить, что повышало расход и вредность отработавших газов.

Какие преимущества у двигателей с системой впрыска MPI?

  • Точное соотношение порции топлива к воздуху. Бензин впрыскивается форсунками на впускные клапаны каждого из цилиндров, поэтому исключается неравномерное наполнение. Момент впрыска определяется подачей управляющего импульса на форсунки. Количество подаваемого топлива зависит от того, как долго инжектор находился в открытом состоянии. Управляет системой питания двигателя MPI ЭБУ, который рассчитывает момент впрыска и количество бензина исходя из показаний датчиковой аппаратуры.
  • Уменьшение потерь на испарение бензина. Форсунки располагаются в непосредственной близости к впускным клапанам, поэтому при прогреве двигателя нет нужды в значительном переобогащении. Расположение инжекторов вблизи клапанов позволяет бензину после впрыска дольше оставаться в жидкой фазе, что снижает температуру в камере сгорания. Любое повышение детонационной стойкости позволяет изменить степень сжатия и увеличить мощность двигателя.
  • Большее давление впрыска. Позволяет разбить топливо на такте впрыска на более мелкодисперсные частицы, улучшив тем самым его способность к испарению и смешиванию с окислителем.

Недостатки

Недостаток двигателей MPI в том, что это улучшенный, но все же впрыск во впускной коллектор. Если вы ознакомлены с принципом работы двигателей TSI, TFSI, то знаете, какие преимущества дает непосредственный впрыск топлива. Также рекомендуем ознакомиться с устройством и сравнением принципа работы основных видов систем питания двигателя.

Современные моторы все чаще оснащаются гибридным впрыском, при котором отдельные форсунки впрыскивают топливо и на клапаны, и непосредственно в камеру сгорания. Инжекторы в коллекторе используются в качестве вспомогательной системы для смывания отложений со впускных клапанов.

Особенности мотов Volkswagen, Skoda

Вы можете найти много нелестных отзывов о двигателях MPI объемом 1.6 л, которые устанавливались на множество моделей VAG-Group (Skoda Yeti, Octavia, Volkswagen Polo Sedan). Скорее всего, большинство из них будет о моделях CFNA, которые при сравнительно небольших пробегах начинают стучать на холодную и потреблять масло. Но связанно это не с распределительным впрыском на клапаны MPI, а с конструктивными особенностями цилиндропоршневой группы.

Владельцам авто с современным двигателем MPI рекомендуем прочитать, почему не стоит греть машину на холостых оборотах.

Судя по отзывам, в меньшей степени проблема стука на холодную коснулась моторов 1.6 CWVA. Платой за это стал повышенный расход масла. Возросшую нагрузку на ЦПГ инженеры Volkswagen компенсировали конструкцией маслосъемных колец, которые обязаны оставлять на стенках цилиндров большое количество масла. Более подробно о проблеме атмосферных MPI двигателей Skoda, VW вам расскажет Andrei Krutsko.

Двигатели MPI и FSI — что лучше

Если спросить, что происходит, когда водитель нажимает или отпускает педаль «газа», скорее всего, услышите от владельцев бензиновых автомобилей, что при этом увеличивается или уменьшается подача топлива в мотор. Однако назвать правильным такой ответ можно только с большой натяжкой.

В действительности же, воздействуя на педаль «газа», водитель уменьшает или увеличивает подачу воздуха в цилиндры. Топлива же будет подано ровно столько, сколько требуется для приготовления смеси воздуха и бензина, заданной программой управления для конкретного режима работы двигателя и его фактического температурного состояния.

У карбюраторных моторов, давно ставших экспонатами политехнических музеев, количество подаваемого бензина и вовсе определялось разряжением воздуха в пространстве за дроссельной заслонкой, положение которой задавалось нажатием на педаль «газа». Точность такого способа дозирования топлива была невысока, что сказывалось на экономичности карбюраторных двигателей, количестве вредных выбросов в окружающую среду и в конечном итоге сделало карбюраторы достоянием истории.

На смену пришел впрыск, где подача бензина самотеком из жиклеров под действием разряжения воздуха была заменена распылением с помощью форсунок, к которым топливо поступает под давлением, развиваемым топливным насосом.

Существует три разновидности систем впрыска — центральный, распределенный и прямой. До настоящего времени дожили лишь две последние. Что касается центрального впрыска, нередко называемого также моновпрыском, то он оказался неспособным равномерно распределять горючую смесь по отдельным цилиндрам, а также создавал высокое сопротивление на впуске. Поэтому и центральный впрыск отправился в отставку, как только перестал соответствовать ужесточившимся экологическим требованиям и удовлетворять потребительским запросам к величине расхода топлива.

Однако и с распределенным впрыском, иногда именуемым многоточечным согласно англоязычному обозначению Multi Point Injection (MPI), не все ладно. Правда, его сопернику — системе питания с прямым впрыском бензина, о серийном производстве которой первой отрапортовала компания Mitsubishi еще в 1997 году, за 18 лет так и не удалось окончательно уложить MPI на лопатки. Но о том, что рано или поздно распределенный впрыск повторит судьбу карбюратора и моновпрыска, предрекают все специалисты без исключения.

На самом ли деле прямой впрыск настолько хорош, что делает поражение MPI неизбежным? Чтобы разобраться в этом вопросе, сравним обе системы питания.

И там и там в отличие от моновпрыска каждый цилиндр двигателя обслуживается отдельной форсункой, но при распределенном впрыске форсунки распыляют бензин во впускной коллектор.

При прямом впрыске бензин подается непосредственно в камеру сгорания цилиндра. Это главное, что отличает моторы, в зависимости от производителя помечаемые индексами GDI (Mitsubishi), FSI (Volkswagen), HPi (Peugeot), CGI (Mercedes-Benz) и так далее, от двигателей MPI.

Что же хорошего сулит подача бензина прямо внутрь цилиндра? Как ни странно, ничего, если подойти к этому вопросу с точки зрения конструкции двигателя. Проблема состоит в том, что при прямом впрыске на испарение бензина и перемешивание его паров с воздухом отводится примерно в 10 раз меньше времени, чем когда бензин распыляется во впускной коллектор, а в цилиндры поступает уже в смеси с воздухом после того, как открылись впускные клапана.

Как в условиях столь короткого промежутка времени, отводимого при прямом впрыске на смесеобразование, добиться, чтобы смесь получилась качественной, ведь именно от этого зависит, каким будет результат последующего сгорания?

Отсюда другие отличия GDI, FSI, HPi, CGI и иже с ними от MPI. Во-первых, давление, с которым форсунка при прямом впрыске распыляет бензин, в десятки раз превышает давление, действующее в системах питания с распределенным впрыском (порядка 50-120 бар против 3-4). Это предполагает наличие у двигателей с прямым впрыском топливного насоса высокого давления, в котором нет необходимости при распределенном впрыске.

Во-вторых, распылители форсунок прямого впрыска придают капелькам топлива вращение, что ускоряет их испарение. От форсунки распределенного впрыска требуется гораздо меньше — лишь сформировать факел топлива и направить его в зону впускного клапана. Другими словами, система питания MPI конструктивно проще, а значит, дешевле как при изготовлении, так и при ремонте для устранения неисправностей, что никак не может считаться ее недостатком.

Но и это еще не все. Важнейшую роль в организации рабочего процесса в моторах с прямым впрыском играет движение воздуха и порции впрыснутого бензина внутри цилиндра. Именно ради этого днище поршней в двигателях с прямым впрыском приобрело сложную профилированную форму, которая также принципиально отличает их от поршней MPI-моторов.

Той же цели служат и впускные каналы в коллекторах двигателей с прямым впрыском. В GDI, FSI и подобных им моторах поток воздуха из впускных каналов либо способствует так называемому послойному смесеобразованию, когда пригодным для нормального сгорания становится только небольшое облако смеси, расположенное возле свечи зажигания, либо разрушает расслоение, когда нужно, чтобы смесь стала стехиометрической. В двигателях MPI впускные каналы предназначены лишь для впуска бензовоздушной смеси в цилиндры, поэтому здесь нет необходимости придавать каналам винтовую форму, оснащать их заслонками, закрытыми или открытыми в зависимости от режима работы двигателя, как это делается при прямом впрыске.

Этими ухищрениями перечень отличий прямого впрыска от распределенного не исчерпывается, но основные, видимые, как говорится, невооруженным глазом, уже названы. Итак, бензонасос высокого давления, более сложные форсунки, поршни, впускной коллектор — как ни крути, это не достоинства, а недостатки, которые не предвещают, что MPI-моторам, ничего подобного не имеющим, придется сойти со сцены. По крайней мере, в ближайшем будущем.

Тем не менее это должно случиться. Причина та же, что в свое время поставила крест на карбюраторе и моновпрыске, — неспособность распределенного впрыска удовлетворять все более строгим требованиям к содержанию вредных веществ в выхлопных газах и необходимость улучшения экономических характеристик без ухудшения динамических параметров. Сравнительные испытания с MPI показывают, что при одинаковом рабочем объеме двигатели с прямым впрыском демонстрируют не только уменьшенный на 20-25% расход топлива, но и обеспечивают 10-процентный прирост мощности. Какой производитель добровольно откажется от таких удовольствий?

Впрочем, есть у прямого впрыска один подвох. По части экологии он хорош во всем, за исключением выброса сажи в атмосферу. Тут прямой впрыск — достойный конкурент дизелю. Это дает шанс MPI ужиться с FSI. Оно бы и неплохо, но может статься, что совместно проживать им предстоит в одном моторе! Во всяком случае именно такая мысль пришла в голову инженерам концерна Volkswagen, разработавшим бензиновые силовые агрегаты 1.8 TFSI (заводские коды CJEB, CJSA, CJSB) и 2.0 TFSI (CNCB, CNCD, CJXC), составляющие семейство ЕА888 третьего поколения, где в одном двигателе используются сразу и FSI, и MPI!

Наш вердикт

Производители себе на уме, но если спросить у белорусских владельцев бензиновых автомобилей, какой мотор лучше, MPI или FSI, скорее всего, услышим в ответ дифирамбы в адрес первого и ничего хорошего о втором. И вот вам правда жизни: оценка системы питания, которой теоретики и аналитики прочат безоговорочную победу, может измениться на противоположную, если учесть, чем в наших условиях эксплуатации оборачивается ее сложность.

Сергей БОЯРСКИХ, фото автора, ABW.BY

[divide]

Смотрите также

 

"Питер - АТ"
ИНН 780703320484
ОГРНИП 313784720500453

Новости