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.

Содержание

Преимущества и недостатки MPI-моторов

Моторы MPI обладают следующими преимуществами:

  1. Пропорциональная точность при смешивании топлива с воздухом. Горючее впрыскивается через форсунки непосредственно на цилиндровые впускные клапаны, что исключает возможность неравномерного заполнения. Момент впрыска топлива через форсунку точно определяется управляемым импульсом. Количество поступающего топлива будет зависеть от продолжительности открытого состояния форсунки.

    В целом, топливная система управляется ЭБУ (электронным блоком управления) или, проще говоря, бортовым компьютером. Блок управления (ЭБУ) способен рассчитать (на основе информации с датчиков) не только момент впрыска, но и необходимое количество топлива для приготовления качественной топливно-воздушной смеси.

  2. Минимальные потери при испарении бензина. Близкое расположение форсунок к впускным клапанам исключает необходимость значительного переобогащения горючей смеси для прогрева двигателя. Также близость форсунок к клапанам позволяет топливу дольше сохраняться в жидком состоянии после впрыска, что приводит к снижению накала в камере сгорания. При повышении степени сопротивления к детонации есть возможность изменять степень сжатия с усилением мощности двигателя.
  3. Такт впрыска с увеличенным давлением. Увеличение давления на впрыске дает возможность превращать топливо в мелкую дисперсию, что значительно улучшает сгорание топливно-воздушной смеси.
  4. Благодаря способности ЭБУ (Engine-ECU) считывать определенные данные (число оборотов, скорость, фактическая и рекомендуемая нагрузка, и др.) происходит точный расчет времени впрыска и количества бензина. Это позволяет MPI-двигателям выдавать оптимальную мощность при относительно небольшом расходе топлива.

Помимо всего прочего, MPI-моторы неприхотливы к качеству топлива и способны эффективно работать на бензине АИ-92 даже с повышенным содержанием серы. Конструкция мотора очень проста, но является достаточно надежной, чтобы пробежать без серьезных поломок 300 тыс. км (при условии правильного технического обслуживания).

Кроме этого, простота конструкции двигателя позволяет сэкономить на его ремонте. Также конструкция MPI-двигателя выгодно отличается от более сложных конструкций двигателей TSI, имеющих достаточно сложные и дорогостоящие в ремонте насосы повышенного давления и турбокомпрессоры. Плюс, MPI-двигатель меньше и реже перегревается.

Преимущество MPI в сравнении с карбюратором и моноинжектором

Преимущество системы MPI обусловлено недостатками карбюраторов и моноинжекторов. Проще говоря, технология MPI была разработана для того, чтобы устранить недостатки карбюраторных и моноинжекторных технологий, которые не позволяли точно дозировать подачу топлива и снижать его потерю в процессе прогрева двигателя.

Технологически, подача топлива осуществлялась через карбюратор (или моноинжектор) напрямую во впускной коллектор, что приводило к повышенному расходу топлива и большей токсичности выхлопа. При холодном запуске мотора большая часть поступавшего топлива конденсировалась (оседала) на непрогретом коллекторе, в результате чего топливно-воздушную смесь нужно было переобогащать.

Недостатки MPI-моторов

  1. Медленный старт и разгон. По мнению опытных водителей, MPI-моторы обладают меньшей динамикой. И это действительно так. Потеря динамичности происходит во время смешивания топлива с воздухом непосредственно в выпускных каналах, перед его подачей в цилиндры. О том, что моторы MPI не предназначены для быстрого старта и разгона, также говорит и наличие 8-миклапанной системы с набором ГРМ.
  2. Небольшая экономичность. Моторы MPI уступают по экономичности расхода топлива TSI-двигателям с наддувом и прямой подачей топлива в цилиндр.

В Интернете можно встретить негативные отзывы о MPI-моторах с объемом 1.6 л, которыми оснащалось большое число моделей VAG-Group (Volkswagen Polo Sedan, Skoda Yeti, Octavia). Однако наибольшая часть негатива касается только моторной модификации CFNA. Данная модификация двигателей начинает стучать и перерасходовать масло при холодном запуске даже после небольшого пробега. Но связаны эти неприятности не с инжекторным впрыском MPI, а со спецификой конструкции цилиндропоршневого блока.

Судя по тем же отзывам в Интернете, проблема со стуком при холодном запуске меньше коснулась моторной модификации CWVA (с таким же объемом 1.6 л). Но платой за устранение стука стал еще больший перерасход масла. Дело в том, что увеличение нагрузки на ЦПГ при холодном запуске конструкторы из Volkswagen решили компенсировать новыми маслосъемными кольцами, оставляющими на стенках цилиндров более толстый слой масла.

Достоинства двигателей MPI

Как было отмечено выше, сейчас производители начали отказываться от моторов, выполненных по технологии MPI. Тем не менее, они имеют ряд характерных достоинств, за которые их ценят водители:

  • Надежность. Мотор MPI способен “проходить” более 300 тысяч километров, если за ним следить, то есть своевременно менять фильтры и масла. Конструкция самого двигателя достаточно крепкая;
  • Простота. Двигатель MPI проще, чем TSI и FSI. Соответственно, его легче обслуживать;
  • Экономичность. Мотор MPI хорошо работает, в том числе, на 92 бензине.

Шкода Октавия 1.6 MPI 110 л. с

Третье поколение модели Шкода Октавия (кузов А7) в июне 2013 года вышло на российский рынок с абсолютно новой линейкой силовых агрегатов серии EA211, которая пришла на смену старым моторам EA111. В гамму двигателей тогда входили бензиновые «турбочетверки» 1.2 TSI, 1.4 TSI и 1.8 TSI, а также примкнувший к ним дизель 2.0 TDI.

Однако уже спустя несколько месяцев, весной 2014 года, производитель принял решение заменить начальный турбированный агрегат 1.2 TSI на «атмосферник» 1.6 MPI.

Такая рокировка, по всей видимости, была вызвана желанием расширить круг потенциальных покупателей за счет тех автовладельцев, кто с недоверием относится к наддувным моторам и составляющим им пару «роботам» DSG, еще не до конца избавившимся от статуса проблемной КПП.

Такого рода покупателям модификация с атмосферным двигателем, дополненным классической автоматической коробкой Aisin с 6-ю ступенями, наверняка казалась настоящим апологетом надежности. В пользу новой версии говорил и довольно низкий ценник. Чего же стоит ждать от Шкоды Октавия с двигателем 1.6 MPI, и какие слабые/сильные стороны можно отметить у лишенного турбонаддува мотора?

Читайте также:  Как наносится защитная полироль для кузова автомобиля

Что за мотор 1.6 MPI?

Для начала не помешало бы поговорить о конструктивных особенностях атмосферной «четверки». Агрегат, получивший индекс CWVA, является новой разработкой, в основе которой лежат турбомоторы, входящие в семейство EA211.

У своих собратьев «атмосферник» позаимствовал практически все базовые детали: легкий алюминиевый блок цилиндров с чугунными гильзами, головку блока со встроенным выпускным коллектором, 16-клапанный ГРМ, двухконтурную систему охлаждения, унифицированную схему креплений под платформу MQB.

Вместе с тем из архитектуры исключили все «наддувные» компоненты — компрессор, интеркулер, ТНВД.

Прибавка в объеме была достигнута за счет установки поршней большего диаметра и увеличения их хода (радиус кривошипа коленвала сделали больше). Головка блока цилиндров прошла модернизацию для установки системы распределенного впрыска.

С получившегося силового агрегата объемом 1598 куб. см. удалось «снять» 110 л.с. мощности и 155 Нм крутящего момента. В приводе ГРМ у двигателя 1.6 MPI (впрочем, как и у других моторов серии EA211) используется зубчатый ремень, способный «ходить» 120 000 км.

Именно при таком пробеге рекомендуется его менять.

Технические характеристики двигателя 1.6 MPI 110 л.с.:

Двигатель 1.6 MPI 110 л.с.

Код двигателя CWVA
Тип двигателя бензиновый
Тип впрыска распределенный
Наддув нет
Расположение двигателя спереди, поперечно
Расположение цилиндров рядное
Количество цилиндров 4
Количество клапанов 16
Рабочий объем, куб. см. 1598
Степень сжатия 10.5:1
Диаметр цилинда, мм 76.5
Ход поршня, мм 86.9
Порядок работы цидиндров 1-3-4-2
Мощность (при об/мин), л.с. 110 (5500-5800)
Максимальный крутящий момент (при об/мин), Н*м 155 (3800)
Экологический класс Евро-5
Топливо Бензин с октановым числом не ниже 91
Автоматическое регулирование зазора в клапанах да
Катализатор да
Лямбда-зонд да

Характеристики Шкода Октавия А7 с двигателем 1.6 MPI

С точки зрения технических характеристик Шкода Октавия с 1.6-литровым «атмосферником» MPI уступает модификации с турбомотором 1.2 TSI по целому ряду показателей. Например, она медленнее разгоняется (12 против 10.5 секунд) и потребляет больше горючего (6.7 против 5 литров).

Но, как показывает практика, многие автолюбители при выборе машины руководствуются в первую очередь критерием надежности. И тут у Octavia 1.6 есть преимущество – как ни крути, атмосферный агрегат менее склонен к поломкам из-за отсутствия капризной системы турбонаддува, а распределенный впрыск в отличии от прямого предъявляет меньшие требования в качеству топлива.

Плюс к этому в паре с мотором MPI идет традиционный гидромеханический «автомат», пользующийся большим доверием.

Технические данные Skoda Octavia 1.6 MPI:

Модификация Skoda Octavia 1.6 MPI Skoda Octavia Combi 1.6 MPI

Двигатель
Тип двигателя бензиновый
Расположение двигателя спереди, поперечно
Рабочий объем, куб. см. 1598
Степень сжатия 10.5
Количество цилиндров 4
Расположение цилиндров рядное
Диаметр цилинда, мм 76.5
Ход поршня, мм 86.9
Количество клапанов 16
Мощность, л.с. (при об/мин) 110 (5500-5800)
Максимальный крутящий момент, Н*м (при об/мин) 155 (3800)
Трансмиссия
Механическая коробка передач 5-ступенчатая МКПП
Автоматическая коробка передач 6-ступенчатая АКПП
Привод передний
Подвеска
Передняя подвеска независимая, типа Макферсон со стабилизатором поперечной устойчивости
Задняя подвеска полузависимая, пружинная
Тормоза
Передние тормоза дисковые вентилируемые
Задние тормоза дисковые
Размеры кузова
Длина, мм 4659
Ширина, мм 1814
Высота, мм 1461 1480
Колесная база, мм 2680
Объем багажника, л (мин/макс) 568/1558 588/1718
Масса
Снаряженная масса, кг 1210 (1250) 1232 (1272)
Полная разрешенная масса, кг 1780 (1820) 1802 (1842)
Топливные показатели
Расход топлива в городском цикле, л/100 км 8.5 (9.0) 8.5 (9.0)
Расход топлива в загородном цикле, л/100 км 5.2 (5.3) 5.2 (5.3)
Расход топлива в смешанном цикле, л/100 км 6.4 (6.7) 6.4 (6.7)
Топливо АИ-95
Объем бака, л 50
Скоростные показатели
Максимальная скорость, км/ч 192 (190) 191 (188)
Время разгона до 100 км/ч, с 10.6 (12.0) 10.8 (12.2)
Рекомендуем:  Предназначение и устройство лонжеронов

Какие проблемы могут возникнуть с двигателем 1.6 MPI 110 л.с.?

Одной из ключевых особенностей 1.6-литрового мотора MPI является большой расход масла, причем повышенный «аппетит» наблюдается даже у новых двигателей.

В этом нет ничего страшного до тех пор, пока потери масла на угар не начнут превышать допустимые нормы.

Тревожным сигналом, намекающим на возможное появление проблем, является увеличение расхода до 500 грамм на тысячу километров или больше того. Здесь уже следует обратиться к специалистам для выяснения причин масложора.

Предрасположенность к повышенному расходу масла двигателем 1.6 MPI обусловлена прежде всего его конструктивными особенностями – небольшой толщиной поршневых колец, малой массой и высотой поршней.

Уменьшение размеров и облегчение этих деталей способствует снижению потерь на трение, что позволяет лучше экономить топливо и минимизировать содержание вредных веществ в выхлопных газах.

В то же время такая ЦПГ хуже «переваривает» большие нагрузки, становясь более чувствительной к режимам работы двигателя и качеству применяемого масла.

При определенном раскладе поршневая группа может перегреваться, что неминуемо влияет на работу компрессионного и маслосъемных колец, которые уже не могут полноценно выполнять свои функции. В результате в камеру сгорания попадает больше масла, чем положено, его сгорание приводит к образованию отложений на стенках цилиндров и юбках поршней.

В числе возможных причин большого угара масла в двигателе CWVA 1.6 MPI также называются особая структура поверхности стенок цилиндров, получаемая после хонингования, недостаточное преднатяжение маслосъемных колец, конструктивные недочеты, связанные с переделкой турбированного мотора в атмосферный.

В любом случае, дабы обезопасить себя от преждевременных проблем, в ходе эксплуатации своей Skoda Octavia 1.6 необходимо соблюдать несколько простых правил:

  1. Использовать только рекомендованное производителем моторное масло, избегать подделок, отдавать предпочтение маслам с лучшими моющими свойствами и низкой склонностью к образованию отложений.
  2. Своевременно менять масло в двигателе. Вовремя означает не по пробегу, а по фактически отработанным моточасам и реальному состоянию.
  3. Регулярно проверять уровень масла и при быстром его падении обязательно обращаться в сервисный центр.
  4. Не допускать перегрева двигателя, по возможности исключить неблагоприятные режимы движения (длительное стояние в пробках в жаркую погоду).

В принципе весь это комплекс мер должен выполнять владелец любого современного автомобиля, разве что в данном конкретном случае от хозяина машины требуется более внимательное отношение к регламенту работ по техническому обслуживанию.

Некоторые выводы

Появление в гамме моторов Шкода Октавия А7 двигателя 1.6 MPI 110 л.с. можно однозначно расценить как положительный момент. У автолюбителей появляется больше свободы в выборе силовых установок и коробок передач.

Новый агрегат разработан в соответствии с последними тенденциями двигателестроения, укладывается в экологические нормы Евро-5, обладает хорошими потребительскими свойствами. Кроме того, силовому агрегату отведена роль базового, то есть комплектуемые им модификации самые дешевые.

По состоянию на октябрь 2016 года цена на Skoda Octavia 1.6 MPI начинается с 899 тысяч рублей (версия с 5-ступенчатой «механикой»).

Первое время Октавии для российского рынка оснащались 110-сильными моторами зарубежной сборки. В сентябре 2015 года производство двигателей было налажено на заводе в Калуге. В настоящее время атмосферные «четверки» 1.6 серии ЕА211 устанавливаются сразу на несколько моделей Volkswagen/Skoda. Помимо Octavia в это число входят Yeti, Rapid, Polo и Jetta.

Что такое и как работает MPI двигатель? Плюсы и минусы мотора

Наверняка все знают, что такое мотор в автомобиле. но сегодняшняя наша статья посвящена конкретному агрегату, про который мы постараемся рассказать от «А» да «Я»

Конец прошедшего века и начало нового стало периодом обостренного интереса к бензиновым двигателям марки MPI. Расшифровка данного сокращения звучит как Multi Point Injection. Неординарная схема топливного впрыска послужила хорошим спросом на автомобили с такими двигателями. Данная схема была создана по многоточечному принципу.

За счет отдельных инжекторов в каждом цилиндре происходит максимально возможно равномерное распределение топлива в цилиндрах. Этой конструкционной разработкой, а именно выходом в свет двигателей с многоточечным впрыском взяла на себя компания Volkswagen. За счет, которой в последующем появились двигатели MPI.

Появление таких силовых установок составило альтернативу карбюраторным двигателям. Чтобы точнее понимать MPI двигатель нужно тщательно разобрать его конкурентные особенности.

Современность двигателей Multi Point Injection

Будущее у MPI двигателей отсутствует, как выглядело несколько лет назад, многие даже верили, что изготовление моторов данного типа было приостановлено. Радикальное развитие автомобильных разработок и технологий очень быстро принуждает не вспоминать о вчерашних ориентирах качества.

В действительности это и происходит с двигателями MPI, многие специалисты этой отрасли утверждают, что экономичность и экологическая безопасность являются устаревшими.

Но эти выводы в большей степени верны только для европейских рынков, а что касается российских, то тут все это выглядит отчасти. Поскольку настоящий потенциал данных агрегатов, еще не выявлен в полной мере отечественными автомобилистами.

Производители, делающие ставку на дальновидность, не дают умереть данной технологии и постоянно ее внедряют на автомобили, предназначенные для российских дорог. К примеру, на Skoda Yeti или Volkswagen Polo. Самыми запоминающимися стали представители системы MPI с двигателями, объем которых составлял 1.4 или 1.6 л.

Конструкционные особенности двигателя MPI

Абсолютное отсутствие турбонагнетателя является еще одной значимой отличительной особенностью данной системы наряду с многоточечной системой впрыска. В конструкции данных двигателей присутствует обычный бензонасос, который под давлением 3 атмосферы подает топливо во впускной коллектор для последующего смесеобразования и подачи через клапан впуска уже готового состава.

Данная схема работы очень схожа со схемой работы карбюраторных двигателей. С одним отличием, что присутствует отдельная форсунка на каждом цилиндре.

Еще одной не привычной особенностью системы Multi Point Injection двигателя является наличие контура водяного охлаждения для топливной смеси. Это объясняется тем, что в области головки цилиндров очень высокая температура, а давление поступающего топлива очень невелико, из-за этого существует большая вероятность проявления газовоздушной пробки и следственно закипания.

Характерные преимущества MPI

Прежде чем пересесть на автомобиль с MPI, многие автомобилисты, которые в той или иной степени знакомы с этой системой очень хорошо подумают о получении набора достоинств, за счет которых установки с многоточечным впрыском заслужили призвание в мире.

Простота устройства

Это не говорит о том, что такие системы проще по сравнению с карбюраторными моделями. Если сопоставить модель TSI, имеющую в конструкции ТНВД и турбокомпрессоры, то естественно превосходство на лицо. И стоимость автомобиля будет ниже и уменьшенные расходы на эксплуатацию и возможность осуществления самостоятельного ремонта.

Нетребовательные запросы по качеству топлива

Гарантировать надлежащее качество топлива и масел везде и всегда не возможно, что очень характерно для России. Использование низкоакктановых бензинов ниже 92 не влияет на работоспособность двигателей MPI, поскольку они очень неприхотливы. Минимальный пробег автомобилей без поломок, по мнению разработчиков, составляет 300 000 км, при условии своевременной замены масла и фильтрующих элементов.

Минимальное значение вероятности перегрева

Угол опережения зажигания регулируемый. Присутствие системы опор двигателя, которая рассчитана на применении резиновых опор. Конечно, на прямую с двигателем это не связано, но на работоспособность мотора и комфортность водителя это все таки имеет значение.

Поскольку за счет опор гасятся вибрации и различные шумы, которые возникают при езде. Интересной особенностью является то, что опоры имеют автоматическую настройку под различные режимы работы двигателя.

Характерные недостатки MPI

Все недостатки данного двигателя выражены именно его конструктивными особенностями. Соединение топлива с воздухом происходит в каналах, а не на прямую в цилиндрах. Соответственно присутствует ограничение возможностей впускной системы. Это выражено в недостаче мощности и довольно слабом крутящем моменте.

Исходя из этого не получается приличной динамики, спортивной приемистости, горячего драйва. В современных авто наличие восьми клапанов, как правило, не хватает, поэтому все эти характеристики увеличиваются. Если охарактеризовать данный автомобиль с такой системой, то он вполне сойдет за семейный и спокойный транспорт.

Именно поэтому такие автомобили перестали пользоваться спросом и отходят на задний план в прошлое. Почему же так происходит, т.е. мир сделал оценку качеств данной системы и решил, что ему этого недостаточно и конструктора разработчики принялись проектировать более современные моторы по мощности. Но нет, есть неожиданные сюрпризы в автомобилестроении.

Разработчики фирмы Skoda разработав российский вариант внедорожника для семейного пользования Yeti, в 2014 году намеренно отказались от турбированного двигателя с объемом 1.2 в пользу двигателя MPI с объемом 1.6 и мощностью 110 л.с.

Как заявили разработчики известного всемирного концерна, данный двигатель практически не имеет ничего общего по сравнению со старой моделью мощностью в 105 л.с. Больше всего он подходит к моделям TSI, но у него отсутствует непосредственный впрыск и турбирование.

На уход двигателей с мирового рынка с системой MPI значительно влияют все выше перечисленные показатели. В наши дни множество автолюбителей предпочитают более мощные современные автомобили, темп которых неуклонно растет.

Нужда в укомплектованности машин более сильными агрегатами значительно занижает коэффициент востребованности двигателей Multi Point Injection. По сравнению с ними данный мотор является слабоватым. Но совсем списывать со счетов мотор MPI еще рановато, поскольку разработчики Skoda Yeti пытаются его использовать в полной мере на российских дорогах.

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).
Рекомендуем:  Функции, возможности и особенности работы системы «Старт-стоп»

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.

Читайте также:  Раздаточная коробка «Нива 2121»- Назначение и устройство

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.

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

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.

Топливная система

Каждому цилиндру – отдельный инжектор с форсункой!

Главная особенность инжекторных MPI-двигателей с распределенным впрыском топлива — это наличие у каждого цилиндра своего отдельного инжектора с форсункой. С помощью инжекторов осуществляется дозированный впрыск топлива в каждый отдельно взятый цилиндр, с распылением через форсунки. Такой способ позволяет равномерно распределять топливную смесь по всем цилиндрам. При этом, в отличие от TSI-двигателя, в конструкции MPI отсутствует топливная рейка и нет прямого впрыска топлива в цилиндр, который есть в системах FSI и TFSI.

Важно! Моторы с технологией MPI работают с опережением зажигания, из-за чего педаль газа становится очень чувствительной к воздействию.

Отсутствие турбонагнетателя

Еще одной значимой особенностью MPI-моторов является полное отсутствие в их конструкции турбонагнетателя при многоточечной системе впрыска. Вместо него MPI-моторы снабжены обычным бензонасосом с давлением в 3 атм. Порядок работы MPI-системы выглядит следующим образом:

  • из бензобака топливо подкачивается бензонасосом в инжектор;
  • электронный блок управления впрыском подает сигнал на инжектор, и топливо распыляется под давлением через форсунку на цилиндровый впускной клапан.

Система распределения впрыска топлива состоит из следующих элементов:

  • устройства для доставки топлива к инжекторам;
  • блок зажигания;
  • устройство для дозировки воздушной массы;
  • устройство для регулировки токсичности отработанных газов.

Контур водного охлаждения

Контур водного охлаждения в MPI-двигателях предназначен для охлаждения горючей смеси. При работе агрегата головка цилиндров очень сильно нагревается, а топливо подается под небольшим давлением. В результате возникает большая опасность появления газо-воздушной пробки, что может привести к перегреву с закипанием. Наличие контура водяного охлаждения горючей смеси предотвращает возникновение такого перегрева.

Что такое MPI двигатель

Если спросить у обычного автомобилиста о моторах, которые он знает, наверняка, он назовет двигатели TSI и FSI. Эти двигатели сейчас более распространены, чем MPI, но вся эта троица является инжекторными моторами.

Рекомендуем:  Cистема ABS: принцип работы, плюсы и минусы

Сама аббревиатура MPI расшифровывается как Multi Point Injection, то есть многоточечный впрыск топлива. Разработкой и внедрением мотора MPI занимался концерн Volkswagen. Его можно встретить на старых моделях автомобилей Skoda Yeti и Skoda Octavia.

Обратите внимание: В различной технической документации можно встретить аббревиатуру MPI DOHC. Это тип двигателей, у которых располагается в головке цилиндров по 2 распределительных вала и по 4 клапана.

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

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

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.

Читайте также:  Как смотать одометр, смотать спидометр своими руками, видео

Недостатки

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.

Этот отрывок (второй) взят из статьи: https://oooyuma.ru/zapchasti-i-rashodniki/mpi-dvigatel-chto-eto-takoe.html

Как работает система распределенного впрыска топлива MPI

Система распределенного (многоточечного) впрыска топлива MPI используется только на бензиновых двигателях и является наиболее популярной в мире. В данной системе каждый цилиндр оснащается индивидуальной форсункой, которая впрыскивает топливо непосредственно перед впускным клапаном. Многоточечный впрыск идеально соответствует высоким экологическим стандартам, а также требованиям, предъявляемым к смесеобразованию в современных двигателях.

Основной принцип работы системы MPI

Обозначение MPI расшифровывается как Multi-point injection, что означает «многоточечный впрыск». Наиболее часто такая маркировка встречается на европейских автомобилях.

Конструкция системы многоточечного впрыска

Она состоит из следующих элементов:

  • дроссельная заслонка;
  • распределительная магистраль или топливная рампа;
  • электромагнитные форсунки (инжекторы);
  • датчик массового расхода воздуха или датчик давления и температуры воздуха;
  • регулятор давления топлива.

Схема распределенного впрыска

В такой системе питания воздух из атмосферы проходит через воздушный фильтр, датчик массового расхода воздуха и затем через дроссельную заслонку попадает во впускной коллектор. Далее он распределяется по каналам цилиндров.

В свою очередь, топливо подается при помощи насоса через топливный фильтр и рампу к форсункам. Последние расположены вблизи впускных клапанов цилиндров, что снижает потери топлива и вероятность его оседания во впускном коллекторе. Работу форсунок контролирует ЭБУ двигателя.

Количество топлива, которое должно поступить через форсунки, блок управления рассчитывает на основе информации о режимах, нагрузке и оборотах двигателя, а также на основе информации о количестве поступившего в систему воздуха, полученной от целого комплекса датчиков (температуры, давления).

В соответствии с расчетами, ЭБУ подает импульсные сигналы на электромагнитные форсунки, приводя их в работу.

Помимо управления режимами работы инжекторов, блок управления проводит регулярную диагностику состояния системы впрыска и при обнаружении неисправностей выдает соответствующий сигнал об ошибке на приборной панели («Check Engine»).

Режимы работы MPI

В зависимости от режима работы форсунок различают несколько видов системы:

  • Одновременный впрыск. В такой системе все инжекторы открываются одновременно, подавая топливо в каждый цилиндр. Такая схема представляет собой усовершенствованный моновпрыск, поскольку ЭБУ управляет процессом открытия и закрытия всех форсунок как открытием одной. С другой стороны, объем подаваемого топлива для каждого отдельного цилиндра может быть разным.
  • Попарный впрыск. Открытие электромагнитных форсунок происходит парами, но при этом одна работает на такте впуска, а вторая в момент выпуска отработавших газов. В настоящее время такая схема применяется только на этапе запуска мотора или в аварийной режиме.
  • Индивидуальный впрыск. Это наиболее часто используемая схема, при которой каждая форсунка срабатывает по отдельности на такте впуска. Для обеспечения их работы в системе предусмотрен датчик фаз газораспределения. Он устанавливается на распределительном валу и определяет время срабатывания каждой форсунки в зависимости от положения вала. Впрыск топлива в каждый цилиндр происходит один раз за один рабочий цикл двигателя. Классическая последовательность работы форсунок: 1-3-4-2.

Отличия системы MPI

Многие путают MPI с распределенным впрыском в целом, куда также входит система непосредственного впрыска GDI (FSI, DISI, TSI), при которой подача топлива осуществляется напрямую в каждый цилиндр. Это важное различие, поскольку Multi-point injection предполагает образование топливовоздушной смеси в каналах впускного коллектора перед впускными клапанами.

Помимо этого, двигатели с многоточечным распределенным впрыском являются атмосферными, без использования наддува. А это означает, что такие двигатели имеют менее жесткие требования к качеству топлива.

Преимущества и недостатки многоточечного впрыска

Топливная рампа системы распределительного впрыска

Главными достоинствами системы распределенного (многоточечного) впрыска является более экономичный расход топлива и соответствие требованиям экологических стандартов в сравнении с моновпрыском или карбюратором. С другой стороны, двигатель MPI менее мощный, нежели моторы с непосредственной подачей топлива в цилиндры двигателя. При этом, в сравнении с системами с непосредственным впрыском, отличается менее затратным обслуживанием.

К недостаткам распределенного впрыска можно отнести сложность изготовления, и, как следствие, высокую стоимость. Это также относится к ремонту электронной системы и инжекторов. Для обслуживания и диагностики необходимо специализированное оборудование и высококвалифицированные специалисты.

Для отечественных условий системы многоточечного распределенного впрыска считаются наиболее оптимальными по соотношению стоимости и удобства обслуживания, а также по уровню получаемой мощности и комфорту эксплуатации.

Коллективные операции. Пример использования MPI_Reduce

Коллективные операции выполняются всеми процессами указанного коммуникатора. Ниже приведена картинка из стандарта [3], на которой показана суть некоторых операций:

Коллективные операции MPI

Верхняя часть схемы иллюстрирует операцию MPI_Bcast, которая позволяет передать некоторые данные с одного узла кластера на все остальные. Нижняя — соответствует операциям MPI_Scatter и MPI_Gather. Если у нас на узле U есть массив из N элементов и его части необходимо передать на P узлов кластера — можно использовать функцию MPI_Scatter. Проблем не возникнет если N делится нацело на P, т.к. при выполнении MPI_Scatter все узлы получат одинаковое количество элементов. Обратную операцию выполняет MPI_Gather, т.е. собирает данные со всех P узлов на узел U.

Эти операции являются синхронными и используют MPI_Send (это закреплено стандартом), однако существуют асинхронные аналоги — MPI_Ibcast, MPI_Igather и MPI_Iscatter.

Операция MPI_Bcast теоретически (зависит от реализации библиотеки) может работать более эффективно и выполняться за (O(log(n))) операций вместо (O(n)).

Эффективная реализация MPI_Reduce и MPI_Bcast

На приведенной схеме цветом выделен узел, на котором находятся передаваемые данные. В начале работы такой узел один. После первой передачи данные есть уже на двух узлах, оба они могут участвовать в передачи. При реализации такой схемы для передачи данных на 1000 узлов будет достаточно 10 операций. Таким же образом может работать операция MPI_Reduce:

A more efficient implementation is achieved by taking advantage of associativity and using a logarithmic tree reduction. [3]

Операция MPI_Reduce не просто передает данные, но и выполняет над ними заданную операцию. В нашем примере применить ее можно вместо сбора результатов вычисления сумм:

Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Добавить комментарий

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: