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, ) 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
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 . 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 ).
Система питания
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 . 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.
MPI-двигатель - означает инжекторный двигатель, в котором использована многоточечная система впрыска топлива. Она и дала название этому силовому агрегату - Multi Point Injection. Другими словами, на каждый приходится свой инжектор (форсунка). Эта схема была разработана и воплощена концерном Volkswagen. Исторически для автомобилестроителей из Вольфсбурга система MPI была первой инжекторной системой впрыска топлива. Сейчас подобный тип агрегата уже не соответствует современным экономическим и экологическим требованиям, предъявляемым к автомобильным двигателям. До недавнего времени можно было говорить, что этот тип двигателя снят с производства и последней моделью автомобиля концерна, где он использовался, была второй серии. Но неожиданно произошло возрождение MPI-двигателя, и он вновь стал востребован! Сохраним интригу и расскажем об этом в конце статьи. А сейчас скажем, что наиболее яркими представителями этого семейства двигателей последних лет явились силовые агрегаты 1,4 (80 л. с.) и 1,6 литра (105 л. с.).
Особенность MPI-двигателя в многоточечной системе впрыска
MPI-двигатель в подробностях
О первой и основной отличительной черте этих силовых агрегатов мы уже сказали - это многоточечность подачи топлива. Но те, кто знаком поближе с автомобильными моторами могут сказать, что, например, и TSI-двигатели также имеют многоточечный впрыск. Поэтому переходим ко второму отличию - отсутствию наддува. То есть никаких турбокомпрессоров для нагнетания топливной смеси в цилиндры нет. Обычный , который подаёт топливо под тривиальным давлением 3 атмосферы в специальный впускной коллектор, где оно затем смешивается с воздухом и засасывается через впускной клапан в цилиндр. Как видим, в этом моменте очень похоже на работу карбюраторного мотора. Никакого непосредственного впрыска топлива в цилиндр, как в TSI или GDi-схемах нет и в помине.
Третья отличительная черта - наличие водяной системы охлаждения топливной смеси. Это объясняется тем, что в районе головки цилиндра развиваются довольно высокая температура, а топливо поступает под сравнительно низким давлением. Поэтому оно может попросту вскипеть и образовать газовоздушные пробки.
Достоинства и недостатки MPI-двигателей
Преимущества
Вначале о достоинствах, причём настолько весомых, что и сейчас многие с удовольствием эксплуатируют автомобили с такими моторами. Особенно в нашей стране, где требования к экологичности не такие жёсткие, как в Европе (чему яркий пример наличие нещадно чадящих «копеек» и прочей отечественной и зарубежной предантикварной движимости). Да и стоимость топлива всё же не так кусает, как у европейцев.
- Простота конструкции. Конечно, это не карбюратор, но и не TSI с его насосом высокого давления и турбокомпрессором. А простота конструкции автоматически означает доступность по цене самого агрегата и его возможного ремонта.
- Более низкие требования к . MPI-двигатель вполне себя хорошо чувствует и на 92 бензине. А попробуйте залить его, например, в современный Volkswagen Passat. Такая некоторая всеядность, кстати, несколько нивелирует один из недостатков таких моторов (о них чуть ниже) - более низкую экономичность.
- Меньшая склонность к перегреву.
MPI-двигатели не имеют особых требований к качеству топлива
Ещё одним достоинством, правда, напрямую не связанным с рассматриваемой схемой инжекторного силового агрегата, является наличие резиновых опор под двигателем. Это существенно позволяет снизить шум и вибрацию при движении.
Недостатки
- Меньшая экономичность. Ничего не поделаешь. Многоточечный впрыск - это, конечно, хорошо, но наддув совместно с непосредственным впрыском топлива в цилиндр (как TSI системах) лучше.
- Слабоватый крутящий момент и недостаток мощности. Всё же возможности схемы, предусматривающей соединение воздуха с бензином в коллекторе, а не в цилиндре, несколько ограничены. Так что для любителей драйва и гонок на светофорах MPI-двигатель не подойдёт. Слишком вял.
И всё же, если суммировать достоинства и недостатки, то итоговый результат делает эти силовые агрегаты вполне ещё конкурентоспособными, особенно для наших отечественных реалий. Неслучайно для российской немцы отказались от турбированного 1,2-литрового движка TSI, предпочтя ему проверенную и неприхотливую 1,6-литровую MPI-лошадку.
В российской версии Skoda Yeti установлен MPI-двигатель
Теперь, мы думаем, будет понятно, что это такое MPI-двигатель. Если возникли вопросы по этой статье, спрашивайте. Обязательно ответим.
Один из очень популярных двигателей, установка которого производится на автомобили производителя Volkswagen (в настоящее время в основном своем большинстве им укомплектовывается SKODA) – это двигатель MPI. Конечно же, необходимо отметить, что данная модель двигателя является самой старой из всей имеющейся линейки силовых агрегатов Volkswagen, но надо отдать ей должное, так как MPI является самым практичным и безотказным из всей линии силовых агрегатов, о двигателе TSI, читаем .
Принцип работы.
Данный вид двигателя (в переводе означает многоточечный впрыск) является не турбированным двигателем, работающим на бензине и использующим в процессе своей работы многоточечный распределенный впрыск топлива, проходящего через инжектор. MPI не обладает топливной рейкой, как множество других видов двигателя, также не имеет впрыска топливной жидкости в сами цилиндры, на каждый цилиндр здесь по отдельности используется только один инжектор.
Данный силовой агрегат имеет свое индивидуальное строение топливного впрыска. Его можно выразить в грубой форме так: на один отдельный цилиндр приходится один инжектор, топливная подача осуществляется через специально сделанный канал выпуска.
Также MPI наделен функцией опережения процесса зажигания, благодаря которой обеспечивается повышенный показатель чувствительности педали газа. Строение данного двигателя немыслимо без охлаждения топливной смеси (MerCruiser) при помощи воды, благодаря чему достигается необходимая температура топливной смеси. Это помогает во много раз повысить показатели стабильности при работе двигателя путем избавления от газовых пробок (воздуха).
Еще данный вид силовых агрегатов оснащен новой системой, которая самостоятельно производит контроль гидропривода. Есть муфта имеющая пресс-масленку, система позволяющая ограничивать дифферентовки обладающая памятью (ее основой являются резиновые опоры, которые самостоятельно производят подстройку под режим работы мотора, тем самым значительно уменьшая вибрации и шум при работе).
Двигатель имеет систему из восьми клапанов (по два клапана на один цилиндр) и распределительный вал. Самыми яркими представителями в данном семействе двигателей принято считать двигатель MPI 1.6 (105 л.с.) и двигатель MPI 1.4 литра (80 л.с.).
Достоинства.
Двигатель является совсем неприхотливым и может вполне работать на девяноста втором бензине. Как заявляет его производитель – конструкция двигателя MPI очень прочная, и его минимальный пробег без какого-либо ремонта составит триста тысяч километров, конечно же, при условии, что своевременно будет произведена замена фильтров и масла.
А за счет несложного устройства MPI просто и дешево ремонтировать.
Недостатки.
В связи с тем, что процесс смешивания топлива происходит в выпускных специальных каналах (до того как оно поступит в цилиндры), подобные двигатели имеют ограниченную возможность системы впуска. А это, в свою очередь, сказывается на показателях крутящего момента и мощности. Также их нельзя назвать дерзкими и “динамичными”. Наличие 8-клапанной системы с комплектацией ГРМ также указывает на значительные потери в мощности. В общем, они рассчитаны на медленную, неспешную езду.
Из-за своей структуры, которая является относительно старой, MPI неспеша выводят из массового производства. Самыми последними моделями автомобилей, укомплектованные данным силовыми агрегатами были Scoda Octavia во втором поколении. При этом третье поколение уже укомплектовали более продвинутыми и современными моторами.
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.
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 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 . 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.
Двигатели MPI постепенно уходят в прошлое, поэтому все реже встретишь автолюбителя, который понимает, о чем идет речь, когда называют эту аббревиатуру. Знают о ней те, кто поменял много машин или интересуется автомобилями в принципе.
Придя на смену карбюраторным движкам, став очередной ступенью в развитии автомобилестроения, этот тип мотора теперь уступает место передовым разработкам. Сегодня многие заранее задумываются, какой двигатель должен стоять на личном автомобиле: TSI, FSI или MPI. Хотя до сих пор многие специалисты считают последний самым практичным, надежным и безотказным в семействе инжекторных двигателей.
FSI считается более современной разработкой, следующей ступенью после MPI. Двигатель BSE появился в 2005 году и знаменит тем, что хорошо переносит низкое качество отечественного топлива.
Знаете ли вы? Аббревиатура MPI происходит от термина Multi Point Injection, что означает многоточечный впрыск топлива. Мотор активно использовался на концерне Volkswagen. Постепенно его внедрили на дочернем предприятии Skoda. Там же и были в последний раз установлены моторы - на моделях Yeti и Octavia.
Следует еще объяснить, что такое MPI и TSI. Если первый термин подразумевает двигатель внутреннего сгорания, у которого каждый цилиндр имеет свой инжектор, то TSI имеет различные трактовки.
Так, изначально под аббревиатурой подразумевался двойной наддув и послойный впрыск: Twincharged Stratified Injection. Но в последнее время все чаще стала использоваться аббревиатура TFSI, в которой дополнительная буква F означает Fuel - топливо.
Часто можно встретить еще одно сокращенное наименование двигателя - MPI DOHC, что это означает понять несложно, если знать, что термином DOHC отмечают двигатели, у которых в головке цилиндров находится по 2 распределительных вала и по 4 клапана.
Принцип работы
Система впрыска топлива MPI предусматривает подачу топлива одновременно с множества точек. Каждый цилиндр имеет свой инжектор, а топливо подается через специальный канал выпуска.
Но что отличает MPI-двигатель от TSI, который тоже снабжен многоточечной подачей топлива, так это отсутствие наддува
.
Топливная смесь подается в цилиндры не с помощью турбокомпрессоров, а с помощью бензонасоса. Он закачивает бензин в специальный впускной коллектор под давлением в три атмосферы, там он смешивается с воздухом и так же под давлением всасывается в цилиндр через впускной клапан.
Схематически работа двигателя выглядит так:- Бензонасос подкачивает топливо из бака в инжектор.
- С электронного блока управления впрыском подается сигнал инжектору, который пропускает топливо в специальный канал.
- Смесь направляется в камеру сгорания.
Система контроля гидропривода состоит из муфты с пресс-масленкой и системы, которая ограничивает дифференты.
В нее входят резиновые опоры, способные самостоятельно подстраиваться под режим работы двигателя, уменьшая шум и вибрации при работе. На моторе стоят 8 клапанов: по 2 на каждый из цилиндров, а также распределительный вал.
Знаете ли вы? Самыми распространенными являются двигатели MPI 1.4 на 80 лошадиных сил, а также 1.6 на 105 лошадиных сил. Но от них автопроизводители все равно постепенно отказываются. Единственными, кто до сих пор использует двигатели такого типа - компании «Додж» и «Шкода».
Достоинства
Двигатель имеет несколько достоинств, главное из которых - простота системы. Благодаря этому его просто ремонтировать и проводить техническое обслуживание. Для ремонта не всегда нужно полностью разбирать всю конструкцию. Он может работать на 92 бензине.
К тому же общая его конструкция очень прочная. В большинстве случаев можно отъездить до 300 тыс. км без ремонта мотора. Конечно, если обслуживать его должным образом: вовремя менять масло и фильтры.
Недостатки
Однако именно конструктивные особенности двигателя MPI спровоцировали и его недостатки. Впускная система имеет очень ограниченные возможности, так как топливо соединяется с воздухом не в цилиндрах, а в каналах. Поэтому мотору присущ слабый крутящий момент и малая мощность.
К тому же 8 клапанов считаются недостаточными для сегодняшних автомобилей.
В общем, двигатель такого типа хорош только для тихоходного семейного авто. Видимо поэтому от него в последнее время все чаще отказываются производители автомобилей.
Важно! Сегодня только несколько компаний используют этот тип мотора в своих автомобилях. К тому же его ремонт обходится довольно дорого. Это надо учитывать при выборе машины.
Хотя существуют попытки модернизировать этот двигатель. Например, в 2014 году Skoda установила усовершенствованный двигатель этого типа на Yeti, разработанный специально для российского сегмента. Он получил мощность 110 лошадиных сил.
Модернизацией занимаются и американские разработчики, но все же в противостоянии мощность - надежность производители и автолюбители чаще выбирают первое.