Реализация меньшего потребления топлива

Базовая концепция
В традиционных бензиновых двигателях, необычайно трудно добиться дисперсии воздушно-топливной смеси вокруг свечи зажигания с идеальной плотностью. Однако, это возможно в двигателях типа GDI. Более того, пониженное потребление топлива достигается по причине идеальной стратификации, которая позволяет впрыскивать топливо с опозданием для поддержания ультра обедненной воздушно-топливной смеси.

Во время лабораторных тестов было доказано, что воздушно-топливная смесь с оптимальной плотностью собирается вокруг свечи зажигания в стратифицированном состоянии stratified charge. Это подтверждается также анализом того, как ведет себя топливный потом непосредственно перед зажиганием и во время смешивании с воздухом.

В результате достигается удивительно стабильное сгорание ультра обедненной смеси с отношением 40 (55 вместе с рециркуляцией) как это показано ниже:





Сгорание ультра обедненной смеси
В традиционном двигателе MPI есть предел обеднения смеси, по причине больших изменений в характеристиках сгорания. Однако, стратифицированная смесь в GDI значительно величивает отношение воздуха к топливу без необходимости снижения мощности горения. Например, на холостом ходе процесс сгорания наиболее неактивен и нестабилен, но GDI поддерживает стабильность и быстрое сгорание даже с экстремально бедных смесях воздуха к топливу 40 к 1 (55 к 1 включая рециркуляцию).



Потребление топлива во время холостого хода
Двигатели GDI поддерживают стабильное сгорание даже на низких холостых оборотах. Более того, они предлагают большую гибкость в настройках скорости холостого хода. По сравнению с традиционными двигателями, потребление топлива на холостом ходе снижено на 40%.



Потребление топлива в время движения
На скорости 40km/h, например, двигатель GDI использует на 35% менее топлива, чем традиционный двигатель такого же размера и объема.



Потребление топлива в городском цикле
В Японии было проведено 10 тестов по стандарту Е15 (типичное движение в городском цикле) и эти тесты показали, что двигатель GDI использует на 35% меньше топлива, чем аналогичный традиционный двигатель. Более того, такие результаты показали, что двигатель GDI потребляет даже меньше топлива, чем дизельные двигатели.



Контроль выхлопа
Предыдущие попытки разработать двигатель для работы на обедненной смеси упирались в проблему контролирования уровня выброса NOx. Однако, в случае с двигателем GDI, 97% сокращение уровня NOx достигается путем большей рециркуляции выхлопных газов. Стабильно перерабатываются 30% выхлопного газа в двигателе GDI. Также используется новый тип катализатора для обедненного NOx.

Новый тип катализатора для обедненного NOx (Тип выборочной деоксидации HC)