Apa itu mesin GDI?

Mesin GDI (Gasoline Direct Injection) adalah mesin bensin dengan injeksi bahan bakar langsung (langsung). Motor dengan singkatan GDI diproduksi oleh perusahaan Jepang Mitsubishi, Toyota, Nissan, mobil Korea, dan juga oleh Bosh.

Kami juga merekomendasikan membaca artikel tentang apa itu mesin TSI. Dari artikel ini Anda akan belajar tentang fitur, pro dan kontra motor jenis ini.

Ide membangun mesin dengan injeksi langsung bahan bakar ke dalam silinder lahir lama, sedangkan GDI masif pertama kali diperkenalkan hanya pada tahun 1995. Motor dengan teknologi GDI kebanyakan ditemukan pada mobil Mitsubishi. Model pena dengan unit daya seperti itu adalah model Mitsubishi Galant, yang menerima unit daya 1,8 GDI.

Fitur dan perbedaan motor GDI

Prinsip mesin GDI adalah semacam "simbiosis" dari bensin dan diesel ICE biasa. Untuk memulai dengan, untuk operasi normal dari setiap mesin pembakaran internal dalam silinder, perlu untuk memasok campuran bahan bakar udara yang disebut. Dengan kata lain, bagian tertentu dari bahan bakar dicampur dalam proporsi yang diperlukan dengan bagian udara dalam kaitannya dengan mode pengoperasian motor yang berbeda.Komposisi campuran secara langsung tergantung pada tenaga mesin, efisiensi, ekonomi, keramahan lingkungan dan sejumlah karakteristik lainnya.

Sebagian besar mesin bensin dan diesel hari ini:

  • motor dengan formasi campuran eksternal. Ini termasuk unit karburator usang pada bensin dan injector bensin modern, kompresor atau turbocharged. Pada mesin seperti itu, proses pembuatan campuran bahan bakar udara berlangsung secara terpisah (dalam intake manifold), setelah itu muatan siap memasuki silinder dan menyatu dari busi sistem pengapian;
  • mesin dengan formasi campuran internal. Jenis unit ini diwakili oleh mesin diesel di mana sebagian dari bahan bakar diesel dipasok langsung ke silinder dan dicampur dengan udara yang sudah tersedia di sana. Pengapian muatan terjadi dari kontak bahan bakar diesel yang disediakan dengan volume udara yang dipanaskan oleh kompresi, yaitu, tanpa partisipasi dari sumber pengapian eksternal;

Mesin GDI adalah mesin bensin di mana proses pembentukan campuran mirip dengan diesel, yaitu, bahan bakar disuntikkan langsung ke silinder, di mana ada pencampuran dengan udara yang disediakan sebelumnya.Pada saat yang sama, campuran bahan bakar udara yang dihasilkan menyala dalam silinder dengan menggunakan percikan dari busi.

Jika mengatakan sebaliknya, udara masuk ke mesin secara terpisah, injektor GDI mengimplementasikan injeksi bahan bakar langsung ke dalam silinder, kemudian komponennya diaduk, setelah itu percikan pengapian menyulut pengapian campuran. Perlu ditambahkan bahwa selama pembentukan campuran seperti itu, perancang memperhitungkan sejumlah fitur aerodinamis untuk memperoleh komposisi campuran yang dipesan secara optimal. Untuk alasan ini, desain piston dan ruang pembakaran secara signifikan berbeda dari analog dalam mesin dengan formasi campuran eksternal, serta ICE prechamber. Bagian bawah piston memiliki bentuk khusus untuk mengarahkan semprotan semprotan ke busi, kepala silinder memiliki saluran asupan langsung vertikal, yang memungkinkan udara untuk "memelintir" di silinder mesin. Berkat perangkat semacam itu, campuran kerja bahan bakar udara di GDI bergerak di sepanjang jalur yang ditentukan secara ketat.

Selain itu, komposisi campuran berbeda dalam bagian yang berbeda dari volume total silinder. Sebagai hasil dari solusi tersebut, mesin dari rentang GDI mampu beroperasi pada campuran yang sangat terkuras yang tidak akan cocok untuk pengoperasian mesin bensin konvensional.Rasio bahan bakar-udara yang diperlukan untuk pengapian percikan terkonsentrasi di silinder GDI di lokasi busi, sedangkan pada "sisi" konvensional silinder campuran tetap berkurang secara maksimal.

Kami juga merekomendasikan membaca artikel tentang apa itu mesin TDI. Dari artikel ini Anda akan belajar tentang fitur desain, kelebihan dan kekurangan dari jenis unit ini.

Fitur lain dari mesin GDI adalah adanya dua pompa bahan bakar:

  • pompa bahan bakar listrik biasa di tangki bahan bakar;
  • pompa bahan bakar bertekanan tinggi (pompa bahan bakar) dengan penggerak mekanis dari mesin;

Solusi ini juga merupakan analog dari prinsip pasokan bahan bakar di mesin diesel. Dalam mesin GDI, tekanan injeksi adalah sekitar 50 bar, sementara di mesin pembakaran internal bensin konvensional itu sekitar 3 bar.

Injeksi bahan bakar dan varietas GDI

Motor GDI memiliki sejumlah perbedaan desain, sehingga mereka dapat dibagi menjadi dua kelompok:

  • untuk pasar domestik Jepang;
  • untuk pasar Eropa;

Unit semacam itu berbeda dalam desain motor itu sendiri, dalam fitur pompa injeksi dan dalam desain sistem injeksi bahan bakar. Versi untuk Jepang memiliki dua mode dasar injeksi bahan bakar GDI:

  1. modus pembakaran lemak yang ultra;
  2. Modus output yang unggul;

Modus pertama melibatkan operasi mesin untuk campuran ultra-ramping yang memiliki rasio 37: 1-43: 1. Mode operasi ini didukung oleh komputer pada kecepatan moderat untuk 110-120 km / jam. memperhitungkan akselerasi halus, yaitu tanpa keran tajam pada pedal gas. Dalam mode ini GDI mesin memberikan indikator torsi maksimum. Injector menginjeksikan bahan bakar pada saat piston berada di langkah kompresi dan belum mencapai TDC. Pasokan bahan bakar injector dalam hal ini adalah dalam bentuk jet homogen terjadi setelah berputar-putar aliran searah jarum jam untuk mencampur terbaik dengan udara dalam silinder.

Dalam modus kedua diasumsikan stoikiometri dari campuran bahan bakar dan udara. Modus operasi mengatakan diaktifkan jika motor berada di bawah beban (bergerak dengan kecepatan tinggi, penarik trailer, mengemudi menanjak, dll)

Dalam versi untuk mesin Eropa GDI menerima modus tambahan dua tahap pencampuran. Kata modus aktif dirancang untuk akselerasi dari kebutuhan untuk akselerasi tajam atau saat menyalip. Dalam mode ini, bahan bakar disemprotkan ke dalam silinder bertahap (dua langkah untuk 4 siklus).

Pada langkah intake, injeksi pertama dilakukan dalam mode ini, yang menghasilkan campuran paling ramping dalam silinder dengan rasio sekitar 60: 1. Campuran ini tidak dimaksudkan untuk penyulutan. Tugas utamanya adalah mendinginkan ruang pembakaran secara efektif, karena volume udara dan bahan bakar yang lebih besar dapat dipasok ke ruang yang didinginkan pada langkah kompresi. Dengan kata lain, solusi ini memungkinkan untuk meningkatkan pengisian silinder. Kemudian, pada langkah kompresi, injeksi kedua berlangsung, setelah itu komposisi campuran sudah 12: 1, yaitu campuran kerja menjadi diperkaya secara maksimal.

Akibatnya, silinder diisi secara efektif dan mesin memberikan daya maksimum yang tersedia. Dibandingkan dengan motor yang mendistribusikan injeksi, GDI 10% lebih kuat. Akibatnya, GDI versi Eropa lebih elastis dan mampu memberikan lebih banyak torsi ke "pantat" jika perlu, untuk mempercepat tajam saat mengemudi pada kecepatan 30-60 km / jam.

Juga perhatikan mode khusus dari mesin GDI yang disebut stich F / B. Mode operasi ini mengasumsikan yang paling mendekati komposisi stoikiometri campuran bahan bakar udara, dan juga dibagi menjadi dua sub-mode: loop tertutup dan loop terbuka.

Dalam kasus pertama komposisi campuran diatur oleh pembacaan sensor oksigen, pembacaan sensor kedua tidak mempengaruhi komposisi campuran bahan bakar dan udara. Fitur ini berbeda dengan mesin lainnya GDI selama idling. ECU mesin dinamis mengubah kompresi mode pada ramping dan stich F / B sementara mesin sedang berjalan pada kecepatan idle, konvensional bertiup silinder. Sebuah fitur adalah untuk meningkatkan mesin kecepatan idle untuk 900-950 putaran / menit. pada saat transisi antara mode ini. mode perubahan GDI ini harus biasanya terjadi satu kali dalam 4 menit. Semua mode diaktifkan di bawah kontrol komputer. Jika kita berbicara tentang kenyamanan pengemudi, perubahan rezim dan perubahan dalam operasi mesin hampir tidak terasa.

Mengenai toksisitas GDI, insinyur Jepang telah mengembangkan katalis khusus untuk mesin yang beroperasi pada yang sangat ramping. Akibatnya, tingkat oksida nitrogen di knalpot seperti frame mesin merindukan Euro 3. Perlu dicatat bahwa kandungan sulfur yang tinggi, yang dicatat dalam bensin dalam negeri, dengan cepat membawa catalytic converter gagal.

Kesalahan dan masalah mesin GDI

Masalah utama dari jenis motor ini adalah peningkatan kepekaan terhadap kualitas bahan bakar, serta faktor dan kerusakan yang dapat mempengaruhi kualitas campuran.

Pada motor GDI, busi hitam dengan cepat berubah menjadi hitam dan tidak beraturan. Peralatan bahan bakar mesin tersebut jauh lebih sensitif terhadap keberadaan air dan kotoran mekanis dalam bensin. Pembentukan endapan dalam intake manifold dan akumulasi jelaga pada katup mampu mengubah proses pembentukan campuran, karena lintasan aliran dalam silinder terganggu. Akibatnya, GDI kehilangan kekuatan dan bekerja dengan gangguan yang nyata.

Untuk tujuan pencegahan pada mesin GDI, disarankan untuk mengubah busi setiap 10-20 ribu kilometer yang ditempuh, dan sekali setiap 25-30 ribu km. Untuk membersihkan intake manifold dari endapan karbon dan partikel jelaga di dindingnya. Juga secara berkala Anda perlu memantau kondisi injektor, periksa kualitas semprotan bahan bakar dan bersihkan injektor.