Двигуни з безпосереднім впорскуванням бензину (GDI – Gasoline Direct Injection) стали основою сучасної автомобільної промисловості. Завдяки їм виробники досягають кращої продуктивності і меншої витрати палива, дотримуючись все більш суворих норм викидів вихлопних газів. Однак, незважаючи на всі переваги, двигуни GDI мають серйозний конструктивний недолік, який може призвести до дорогих поломок і зниження довговічності двигуна.

Як працює безпосереднє впорскування GDI?

У двигуні GDI паливо впорскується безпосередньо в камеру згоряння під високим тиском, як і в дизельних двигунах. Це дозволяє точно контролювати момент впорскування і склад паливно-повітряної суміші, що призводить до енергоефективності і зниження рівня викидів чадного газу (оксиду вуглецю CO) і вуглекислого газу (CO2). Сучасні двигуни GDI можуть працювати на дуже збідненій суміші, досягаючи високої ефективності при меншому споживанні палива.

Нагар – тихий ворог сучасних двигунів

Найбільшим недоліком технології GDI є відсутність промивання впускних клапанів паливом. У старих двигунах з непрямим уприскуванням бензин протікав через впускні канали і промивав клапани, ефективно видаляючи всі забруднення. У GDI цей процес відсутній – паливо потрапляє прямо в циліндр, а клапани піддаються впливу парів оливи і сажі з системи рециркуляції вихлопних газів.

В результаті вже після 40-60 тис. км пробігу на впускних клапанах може почати відкладатися твердий нагар. Цей процес прогресує поступово, погіршуючи потік повітря і порушуючи роботу двигуна. Симптоми включають:

• зниження потужності та динаміки;
• нерівномірна робота на холостому ходу;
• труднощі з холодним запуском;
• підвищене споживання палива;
• повідомлення про помилки двигуна (наприклад, занадто бідна суміш).

Одним з менш очевидних, але характерних сигналів, які можуть свідчити про необхідність очищення системи впуску, є чутний стукіт під час руху з прогрітим двигуном на повному газі. При повному навантаженні, особливо при прискоренні на низьких обертах, до вух водія може доноситися тривожний металевий звук. Це ефект детонаційного згоряння, спричиненого неправильним потоком повітря, порушеним нагаром, що накопичився в колекторі та на клапанах.

Очищення клапанів і колектора – дорога процедура

Видалення нагару не є простим і дешевим процесом. Найчастіше застосовується механічно-хімічне очищення. Однак ця процедура вимагає демонтажу впускного колектора і очищення впускних каналів у головці блоку циліндрів, що робить її трудомісткою.

Варто додати, що нагар осідає не тільки на самих клапанах, але й усередині впускного колектора. Тому ефективне очищення зазвичай охоплює також сам колектор, особливо якщо його внутрішня частина вкрита липкою сумішшю сажі, оливи та пилу з впускного колектора.

Складність такої операції значною мірою залежить від розташування впускного колектора. У двигунах, де колектор розташований з боку перегородки (стінки перегородки моторного відсіку), його демонтаж стає значно складнішим, а отже, і дорожчим. Необхідність відкручувати багато допоміжних компонентів та обмежений доступ – це фактори, які подовжують час обслуговування та підвищують вартість послуги.

Подвійне впорскування – ефективне поєднання двох світів

Відповіддю на проблему утворення нагару в двигунах GDI є технологія подвійного впорскування, тобто поєднання прямого та непрямого впорскування палива. У цьому рішенні двигун має дві системи впорскування:

• пряме впорскування – працює в більшості режимів роботи,
• непряме впорскування – активується періодично для промивання клапанів, зниження температури впускного колектора і підтримки роботи при низькому і середньому навантаженні.

Така система дозволяє поєднати переваги GDI з перевагами класичних систем MPI (Multi Point Injection - багатоточкове впорскування), ефективно запобігаючи утворенню нагару. Система подвійного впорскування використовується, зокрема, в двигунах Toyota (наприклад, Dynamic Force), Mazda (Skyactiv-G), Hyundai та Kia.

Чому важливо звертати увагу на тип впорскування?

Для пересічного користувача різниця між GDI та MPI може здаватися суто технічною. Однак на практиці вона означає більший або менший ризик дорогого ремонту. Двигуни з подвійним впорскуванням, як правило, дорожчі у виробництві та більш складні за конструкцією, але в довгостроковій перспективі виявляються більш довговічними та менш проблемними.

Безпосереднє впорскування палива - це революційна технологія, яка значно вплинула на розвиток бензинових двигунів. На жаль, вона також має свої недоліки, перш за все схильність до відкладення нагару на впускних клапанах і всередині колектора. Симптоми проблем можуть бути ледь помітними, але тривожні звуки під навантаженням або зниження продуктивності повинні спонукати до перевірки стану впускної системи. Подвійне впорскування поєднує ефективність GDI з довговічністю класичного впорскування, і саме в цьому напрямку розвиваються сучасні двигуни.