Двигатели с многоточечным впрыском MPI (Multi Point Injection) играют ключевую роль в автомобильной промышленности, обеспечивая мощность, экономичность и экологичность. В статье рассмотрим конструкцию и принцип работы этих двигателей, которые использовались в моделях Volkswagen, Seat, Skoda и Mitsubishi. Понимание устройства MPI поможет автолюбителям и специалистам лучше ориентироваться в эксплуатации и обслуживании, а также выявлять возможные проблемы и их решения.
КОНСТРУКЦИЯ
Схематически представлено устройство системы многоточечного впрыска, используемой в автомобилях Mitsubishi Motors. Эта конструкция распространена и встречается на моделях Volkswagen и Skoda. Основное отличие — в методах расчета объема поступающего воздуха. На схеме показаны датчик абсолютного давления (ДАД) и датчик температуры (ДТВ). В двигателях с многоточечным впрыском (MPI) объем воздуха также может определяться с помощью датчика массового расхода воздуха (ДМРВ) и датчика типа Кармана.
Ключевые элементы электронно-управляемой системы распределительного впрыска бензина MPI:
- система подачи топлива;
- система зажигания;
- система расчета объема воздуха;
- системы контроля токсичности отработанных газов.
Эксперты в области автомобильной техники отмечают, что двигатели с многоточечным впрыском (MPI) представляют собой значительный шаг вперёд в технологии внутреннего сгорания. Они обеспечивают более точное распределение топлива, что способствует улучшению экономичности и снижению выбросов вредных веществ. Специалисты подчеркивают, что система MPI позволяет оптимизировать процесс сгорания, что, в свою очередь, повышает мощность и отзывчивость двигателя. Кроме того, благодаря более равномерному впрыску топлива, двигатели MPI демонстрируют меньший износ и более длительный срок службы. В то же время, эксперты предупреждают о необходимости регулярного обслуживания таких систем, чтобы избежать проблем с засорением форсунок и обеспечить их эффективную работу.
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).
| Компонент MPI двигателя | Функция | Возможные неисправности и их последствия |
|---|---|---|
| Впускной коллектор | Распределение впускного воздуха по цилиндрам | Трещины, засорение, негерметичность – снижение мощности, неравномерная работа двигателя, увеличение расхода топлива |
| Выпускной коллектор | Вывод отработавших газов из цилиндров | Прогорание, засорение катализатора – снижение мощности, перегрев двигателя, увеличение токсичности выхлопа |
| Головка блока цилиндров (ГБЦ) | Соединяет блок цилиндров и механизм газораспределения, содержит камеры сгорания | Деформация, трещины, прогар – утечка газов, снижение компрессии, повреждение прокладки ГБЦ |
| Блок цилиндров | Содержит цилиндры, в которых движутся поршни | Износ цилиндров, повреждение поверхности – снижение компрессии, повышенный расход масла, стук двигателя |
| Поршни | Преобразуют давление газов в механическое движение | Износ, задиры, повреждение колец – снижение компрессии, повышенный расход масла, стук двигателя |
| Шатуны | Соединяют поршни с коленчатым валом | Износ, деформация, поломка – повреждение коленчатого вала, заклинивание двигателя |
| Коленчатый вал | Преобразует возвратно-поступательное движение поршней во вращательное движение | Износ, деформация, поломка – неравномерная работа двигателя, вибрация, поломка двигателя |
| Распределительный вал | Управляет работой клапанов | Износ кулачков, поломка – неравномерная работа двигателя, снижение мощности |
| Клапаны впускные/выпускные | Регулируют подачу топливно-воздушной смеси и выпуск отработавших газов | Износ, прогар, заклинивание – снижение мощности, неравномерная работа двигателя, повышенный расход топлива |
| Система зажигания (свечи зажигания, катушки зажигания) | Обеспечивает воспламенение топливно-воздушной смеси | Неисправность свечей, катушек – пропуски зажигания, неравномерная работа двигателя, снижение мощности |
| Система управления двигателем (ЭБУ) | Управляет работой всех систем двигателя | Неисправность ЭБУ – некорректная работа двигателя, ошибки в работе различных систем |
Интересные факты
Вот несколько интересных фактов о двигателях с системой впрыска MPI (Multi-Point Injection):
-
Многоточечный впрыск: В MPI каждый цилиндр двигателя имеет свой собственный форсунку, что позволяет более точно контролировать подачу топлива. Это обеспечивает более равномерное распределение топлива и воздуха в камере сгорания, что, в свою очередь, улучшает эффективность сгорания и снижает выбросы вредных веществ.
-
Сравнение с другими системами: В отличие от систем впрыска, таких как PFI (Port Fuel Injection) или GDI (Gasoline Direct Injection), MPI обеспечивает лучшее смешивание топлива и воздуха, что особенно важно для двигателей с высоким уровнем компрессии. Это делает MPI более подходящим для некоторых типов двигателей, особенно в условиях низких и средних оборотов.
-
Экономия топлива и производительность: Двигатели с MPI могут обеспечивать лучшую экономию топлива по сравнению с карбюраторными системами, благодаря более точному контролю над соотношением воздух-топливо. Это также позволяет двигателям работать более эффективно, что может привести к увеличению мощности и улучшению динамических характеристик автомобиля.
Эти факты подчеркивают важность технологии MPI в современном автомобилестроении и ее влияние на производительность и экологичность двигателей.
СИСТЕМА ПИТАНИЯ
Дроссельная заслонка, датчик массового расхода воздуха (ДМРВ), датчик абсолютного давления (ДАД), датчик температуры воды (ДТВ), электронная педаль акселератора, система водяного охлаждения, датчик детонации, каталитический нейтрализатор и датчик положения коленчатого вала (ДПКВ) встречаются не только в двигателях с многоточечным впрыском (MPI). Основная особенность MPI — система подачи топлива.
Сбор данных о оборотах двигателя, температуре охлаждающей жидкости, желаемой и фактической нагрузке, а также скорости автомобиля позволяет блоку управления двигателем (ЭБУ) точно определить время впрыска и объем топлива. Это обеспечивает двигателям MPI оптимальный крутящий момент и максимальную мощность при умеренном расходе топлива.
Читайте также:
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 топлива и воздуха. Бензин подается через форсунки в впускные клапаны каждого цилиндра, что исключает неравномерное заполнение. Время впрыска определяется сигналом на форсунки, а объем топлива зависит от продолжительности открытия инжектора. Управление системой MPI осуществляется ЭБУ, который рассчитывает момент впрыска и объем бензина на основе данных с датчиков.
-
Снижение потерь на испарение бензина. Форсунки расположены близко к впускным клапанам, что предотвращает переобогащение при прогреве двигателя. Это расположение позволяет бензину дольше оставаться в жидкой форме, снижая температуру в камере сгорания. Повышенная детонационная стойкость позволяет изменить степень сжатия и увеличить мощность двигателя.
-
Более высокое давление впрыска. Это разбивает топливо на мелкие капли во время впрыска, что улучшает его испаряемость и смешиваемость 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
Существует множество негативных отзывов о 1.6-литровых двигателях MPI, установленных на моделях группы VAG, таких как Skoda Yeti, Octavia и Volkswagen Polo Sedan. Наиболее критикуются моторы CFNA, которые начинают издавать стуки на холодную и потребляют масло при небольших пробегах. Это связано не с распределительным впрыском MPI, а с особенностями конструкции цилиндропоршневой группы.
Владельцам автомобилей с двигателями MPI стоит знать, почему не рекомендуется прогревать машину на холостых оборотах.
Проблема стуков на холодную в меньшей степени затрагивает двигатели 1.6 CWVA, но это привело к увеличенному расходу масла. Инженеры Volkswagen компенсировали возросшую нагрузку на цилиндропоршневую группу за счет конструкции маслосъемных колец, которые оставляют на стенках цилиндров значительное количество масла. Более подробно о проблемах атмосферных MPI двигателей Skoda и VW расскажет Андрей Крутко.
-
Читайте также:
ПЕРСПЕКТИВЫ РАЗВИТИЯ ТЕХНОЛОГИИ MPI
Технология MPI (Multi-Point Injection) продолжает развиваться, адаптируясь к современным требованиям экологии, экономии топлива и повышения производительности двигателей. В последние годы наблюдается ряд тенденций, которые могут значительно изменить будущее MPI.
Одной из ключевых перспектив является интеграция MPI с системами управления двигателем на основе искусственного интеллекта. Такие системы способны анализировать данные в реальном времени и оптимизировать процесс впрыска топлива, что приводит к улучшению характеристик двигателя и снижению выбросов. Использование алгоритмов машинного обучения позволит двигателям адаптироваться к различным условиям эксплуатации, что повысит их эффективность и надежность.
Также стоит отметить развитие технологий впрыска, таких как использование пьезоэлектрических форсунок, которые обеспечивают более точный и быстрый впрыск топлива. Это позволяет улучшить распыление и смешивание топлива с воздухом, что в свою очередь способствует более полному сгоранию и снижению расхода топлива. Пьезоэлектрические форсунки могут работать с высокой частотой, что открывает новые горизонты для оптимизации работы двигателя.
Важным направлением является также использование альтернативных видов топлива, таких как сжиженный природный газ (СПГ) и водород. MPI-технология может быть адаптирована для работы с этими видами топлива, что позволит значительно снизить углеродный след автомобилей. Разработка гибридных систем, которые комбинируют MPI с другими технологиями впрыска, такими как прямой впрыск (DI), также может стать важным шагом вперед в повышении общей эффективности двигателей.
Не менее важным аспектом является внедрение новых материалов и технологий производства, которые позволят снизить вес и увеличить прочность компонентов системы впрыска. Это может привести к улучшению общей динамики автомобиля и снижению расхода топлива. Например, использование композитных материалов и 3D-печати в производстве форсунок и других элементов системы может значительно упростить процесс их изготовления и снизить затраты.
Наконец, стоит упомянуть о важности соблюдения экологических норм и стандартов. В условиях ужесточения требований к выбросам вредных веществ, технологии MPI будут продолжать развиваться в направлении снижения токсичности выхлопных газов. Это может быть достигнуто как за счет улучшения процессов сгорания, так и за счет внедрения дополнительных систем очистки выхлопных газов.
Таким образом, будущее технологии MPI выглядит многообещающим, с множеством направлений для дальнейшего развития. Инновации в области управления, материаловедения и альтернативных источников топлива будут способствовать созданию более эффективных и экологически чистых двигателей, отвечающих требованиям современного общества.
Вопрос-ответ
Как работает система MPI?
MPI — система многоточечного впрыска, предусматривающая подачу горючего отдельно на каждый цилиндр, оснащенный собственной топливной форсункой. При этом ТВС образуется только во впускном коллекторе. В настоящее время большинство бензиновых двигателей оснащено системой распределенной подачи топлива.
Как работает двигатель MPI?
Как работает MPI двигатель? Топливо поступает в выделенный впускной коллектор под давлением порядка 3 атмосфер. В коллекторе происходит процесс создания топливовоздушной смеси, то есть смешивание с воздухом, после чего через впускной клапан образовавшаяся смесь под давлением уходит в цилинд.
-
Читайте также:
В чем разница между MPI и TSI?
Двигатель MPI оснащен системой многоточечного впрыска топлива. В отличие от TSI с прямым впрыском, в MPI топливо подается из бензобака с помощью электронасоса через топливную рампу к форсункам.
- 2 MPI — машина серьёзная. 1. 0 — немного капризный двигатель с лучшей производительностью. Езжу на MPI уже 12 лет и не собираюсь сдаваться. Также уже два года езжу на 1. 0 TSI — двигатель интересный, но не уверен в его надёжности в долгосрочной перспективе.
Советы
СОВЕТ №1
Изучите основные принципы работы MPI (Multi-Point Injection) систем. Понимание того, как распределяется топливо по цилиндрам, поможет вам лучше разобраться в их преимуществах и недостатках по сравнению с другими системами впрыска.
СОВЕТ №2
Обратите внимание на регулярное обслуживание системы впрыска. Чистка форсунок и замена фильтров могут значительно улучшить производительность двигателя и снизить расход топлива.
СОВЕТ №3
Следите за состоянием датчиков, таких как датчик массового расхода воздуха (MAF) и датчик кислорода (O2). Их правильная работа критически важна для оптимизации работы MPI системы и снижения выбросов вредных веществ.
СОВЕТ №4
При выборе автомобиля с MPI двигателем, обращайте внимание на отзывы владельцев и результаты тестов. Это поможет вам сделать осознанный выбор и избежать распространенных проблем, связанных с конкретными моделями.
