Бензин с непосредственным впрыском — почему турбо?
Начало широко используемого прямого впрыска бензина оказалось волной неудач, но производители быстро нашли решение для разочарования пользователей. Это было пополнение.
Непосредственный впрыск оказался косвенным успехом, потому что ранние силовые агрегаты типа GDI (конец 90-х и первое десятилетие века) отличались большей мощностью и крутящим моментом чем их аналоги с непрямым впрыском, а благодаря сгоранию послойной смеси они были еще и экономичнее. А вот снижение расхода бензина произошло в основном во время внутренних испытаний, а не обязательно в дорожном движении.
Экономия да, но только на бумаге
Более высокая мощность и крутящий момент означают, конечно, более высокие характеристики автомобиля, и на рубеже веков водители автомобилей среднего класса и малолитражных автомобилей, в которых дебютировали первые решения GDI от различных производителей, жаждали более высоких характеристик от потом стандартные агрегаты 1,6-2,0 л.Особенно когда такие обещания давали производители, предлагающие более дорогие версии с непосредственным впрыском.
За автомобили с двигателями со значительно лучшими параметрами приходилось платить гораздо больше не только в автосалоне, но и на АЗС, ведь покупка 2,5-3,0 л разновидностей или быстроходных, мощных 2-литровых ассоциировалась с более высокими потребление топлива. Кроме того, бензиновые двигатели с турбонаддувом стоят дороже и потребляют больше бензина.
С ранним непосредственным впрыском такие производители, как Mitsubishi, Renault, Citroën, Peugeot, Volkswagen или Alfa Romeo, не просто собирали обещания в салоне, но подтвердили на бумаге, перечисляя более высокую мощность и крутящий момент, в том числе скорость, а также более быстрый разгон до 100 км/ч и меньший расход топлива. Различия были небольшими, но они давали водителю четкий сигнал – можно ехать быстрее, а двигатель будет сжигать меньше топлива. И вам не обязательно покупать спортивную версию.
На практике различия были настолько малы, что водитель не обязательно чувствовал лучшую динамику, и он хотел это почувствовать, поэтому охотнее нажимал на педаль газа и использовал более высокие обороты. И это привело к сгоранию однородной смеси практически в обычном режиме, как при непрямом впрыске. В результате ранние двигатели GDI оказались не такими экономичными, как ожидалось, и для многих водителей просто разочаровали. Тем более, что они были еще и гораздо более аварийными.
Зарядка решает проблему
Некоторые производители, такие как Alfa Romeo и Mazda, а также Mercedes-Benz и BMW, добились удовлетворительных результатов с бензиновыми двигателями с непосредственным впрыском без наддува, что привело к повышению удовлетворенности клиентов. Однако для достижения того, что было достигнуто сегодня, необходимо было сделать еще один шаг. Оказалось, что решение ждали годами и это был нагнетатель. Инженеры Audi придумали (или, по крайней мере, они были первыми, кто использовал наддув и непосредственный впрыск).
Благодаря непосредственному впрыску бензина стало возможным использовать турбонаддув или механический наддув без снижения степени сжатия, что позволило сохранить высокий КПД двигателя, более высокую производительность и реальный меньший расход топлива благодаря очень благоприятная кривая крутящего момента. Например, у популярного двигателя Audi 1.8T с непрямым впрыском степень сжатия 9,3. Для сравнения — ранние варианты 2.0 TFSI с непосредственным впрыском имеют степень сжатия 10,3-10,5. Немыслимо раньше в обычном серийном турбированном двигателе.
Благоприятный ход высокого крутящего момента, который достигает своего максимального значения ниже 2000 об/мин, приводит к реальному снижению расхода топлива и явному субъективному улучшению производительности. Такие характеристики двигателей означают, что водителю не нужно глубоко нажимать на педаль газа для получения хорошего ускорения, и, кроме того, ему не нужно использовать высокий диапазон оборотов, поэтому он выбирает более высокие передачи раньше. Таким образом было достигнуто то, к чему стремились — преимущество GDI над MPI.
Сегодня практически только Mazda (и в меньшей степени Hyundai и Kia) использует двигатели GDI без наддува. С двигателем Skyactiv-G он достигает удовлетворительных результатов, но намного хуже, чем у конкурентов с турбонаддувом. Особенно в плане производительности.
