Новейшие технологии в автомобилях BMW

Непосредственный впрыск топлива с концепцией обедненной смеси

В обычном бензиновом двигателе положением дроссельной заслонки управляет педаль акселератора. Расходомер воздуха определяет количество забранного воздуха, и в цилиндры впрыскивается соответствующее количество топлива, смешанного в стехиометрически правильном соотношении с воздухом (лямбда = 1 соответствует отношению 14:1 воздуха к топливу). Для проверки и регулировки процесса сгорания используется лямбда-датчик (кислородный датчик), так как трехступенчатый нейтрализатор может правильно работать только при значении лямбда = 1.

У двигателей с непосредственным впрыском бензин впрыскивается непосредственно в камеру сгорания и только там смешивается с воздухом. Поэтому дроссельная заслонка может оставаться полностью открытой, то есть как на дизеле без дроссельной заслонки. Также ликвидируются потери мощности в результате впуска через частично закрытую дроссельную заслонку... Для обеспечения «обедненного» сгорания (сгорания с избытком воздуха) и тем самым экономии топлива однородной рабочей смесью заполняется не весь объем цилиндра. Вокруг свечи зажигания образуется только облако заряда (послойный заряд) с лямбда =1. Облако заряда удерживается соответствую
щим движением воздуха (завихрение вокруг вертикальной оси и направление облака заряда выемкой в днище поршня) и направляется к свече зажигания.
Пассивный объем воздуха (не горючая зона)
Сгорающее облако заряда поджигает обедненную смесь в остальной части камеры сгорания. При этом в результате большого избытка воздуха возникает значительно большая температура сгорания и тем самым в отработавших газах содержится больше оксидов азота (NOx). Так как «нормальный» трехступенчатый нейтрализатор не может при избытке кислорода преобразовывать оксиды азота в отработавших газах, перед ним необходимо установить специальный нейтрализатор оксидов азота, который берет на себя функцию «промежуточного хранилища». После регулярного и необходимого обогащения (избыток топлива при впрыске) сохраненные оксиды азота передаются на трехступенчатый нейтрализатор, который может преобразовывать их в естественные составляющие.
Этот нейтрализатор не только очень дорогой (использование особых драгоценных металлов), но и
имеет прежде всего тот недостаток, что он «отравляется» серой, содержащейся в топливе, то есть становится неработоспособным и полностью или в значительной степени теряет свой к.п.д. Топливо, содержащее мало серы (менее 10 частей на миллион частей топлива), в Европе будет постепенно вводиться до 2005 года. В Японии и Финляндии это топливо уже имеется. А вот в Америке использование топлива без серы или с малым содержанием серы вообще не предусматривается (см. также страницу 19)!

Из-за высокого содержания серы в топливе использование во всем мире непосредственного впрыска бензина с работой на обедненной смеси не представляется возможным даже в достаточно отдаленном будущем. Кроме того, дорогая технология непосредственного впрыска в настоящее время и в ближайшем будущем не оправдывает расходы, если спроецировать их на получаемый результат.
Используемые сегодня конкурентами двигатели GDI являются в той или иной степени «маркетинговыми двигателями» (Mitsubishi, Renault), которые в действительности работают на обедненной смеси лишь в очень узком диапазоне частичных нагрузок. Поэтому замеренные специализированными изданиями на сравнительных тестах параметры экономии топлива оказались значительно ниже, чем было заявлено самими изготовителями.