Общество инженерно-технической трезвости (bmwservice) wrote,
Общество инженерно-технической трезвости
bmwservice

Пьезофиаско

Раз уж начали эту тему, требуется вывод какой-то сделать из этого безобразия. :)

Рассмотрим крайне любопытную тенденцию: самые распространенные ДВС BMW с пьезофорсунками это BMW N63B44A и BMW N54B30. С огромным отставанием идет BMW N53, с которых все и начиналось и которых выпущено гораздо меньше. Кроме того, это не вполне самостоятельная модель, а всего лишь несколько упрощенный N52 с непосредственным впрыском. Нельзя забывать великий и ужасный V12 - N74B60A, но это полная экзотика, хотя пара таких мне попадалась живьем. Так что, по большому счету, выпущено всего лишь два распространенных мотора.

И все это с 2007 года... Без особого развития модельного ряда, скорее - наоборот. За это время напрыгались с ними владельцы и ремонтники немало. Помню как минимум одну отзывную компанию по форсункам и ТНВД (его допилили только с седьмой попытки, кстати).


Преимущество таких форсунок - пьезоэффект (в буквальном смысле - механо-электрика - давление, управляемое электрическим током), обеспечивающий завидное быстродействие и, очевидно, бОльшую точность дозирования топлива. Это крайне важно в режимах послойного "экологического" смесеобразования - когда форсунка стреляет сверхмалыми порциями несколько раз за рабочий ход. Например, трижды! И делает это очень-очень быстро, с невероятно малой инерцией в 0,27 мс!

Все это, разумеется, дает какие-то дополнительные проценты при измерении выбросов в окружающую среду, вот цитата от первоисточника:

"Another difference between the two engines is fuel delivery. The N54's GDI system uses high-priced piezo injectors.
The N55 employs less-costly Bosch solenoid-type injectors. Why?

“(Piezo) is very expensive technology and we don't use its full potential,” Hohenner says.
“We use much more of its potential in Europe, where we have lean-burn engines. With lean-burn engines, the piezo injectors really pay off.”



Ну и в чем, спросите, заключается вышеуказанная тенденция?

А вот в чем: во всех современных массовых двигателях BMW - N20, N55, а также в N63B44B (это новый двигатель N63, который можно найти в новом X5) - установлены обычные форсунки с соленоидом, производства BOSCH. Такие же, как использует большинство современных производителей и когда-то начинала использовать Мицубиси в далеком 1995 году в своих первых в мире системах непосредственного впрыска. Никаких ультрамодных пьезофорсунок. Простая катушка индуктивности куда стабильнее, чем сложный в изготовлении пьезоэлемент - она вряд ли по какой-то причине откроет форсунку "когда не надо". Кроме того, модернизировать там почти нечего - узел на весь срок службы.


"Соленоидами" отныне занят весь основной модельный ряд - рядная четверка, рядная турбошестерка, и V-образная турбовосьмерка. Перспектив у пьезо не осталось совсем!

А теперь смотрим, сколько протянули массовые "пьезостарички":

BMW N54 выпускался с 2006 по 2008 год. Всего три года - не рекорд конвейерного долгожительства, т.к. в массовых моделях он спешно был заменен на "упрощенный"  N55 с соленоидом...
BMW N63B44A - с 2007 года по 2013 г.г. и его еще будут долго вспоминать счастливые владельцы. Особенно те, у кого клапана/шатуны загнуло от перелива пьезофорсунок.

Вывод - мировое потребительское бетатестирование форсунок с пьезоэлементом подходит к концу. Но участникам вряд ли кто скажет спасибо...

Предлагаю рассмотреть версию, почему пьезофорсунка этого типа никогда не станет надежным узлом. Принцип работы ее распылителя уникален для бензиновых двигателей - здесь нет дюз и распыление плунжерное, отломаем ей хобот и рассмотрим процесс в динамике:
demo_inject

Когда нет отверстий, нечему закоксовываться. В то же время, место сопряжения постоянно омывается топливом под давлением - смазывается и остается чистым.

Но возникает важный технологический момент: для долговременной работы, качество изготовления, материалов и выбранный профиль сопряжения должны быть идеальными, включая, разумеется, и стабильность самого элемента управления - пьезокристалла. Вероятно, эта конкретная конструкция так никогда и не будет доведена до ума - существенно изменить ее уже невозможно. Минимальная негерметичность седла - и форсунка протечет - давления там, напомню, достигают 200 атм, а постоянная температура блока заметно за 100 градусов - пьезоэлемент может просто стареть от высокой температуры. Вероятно поэтому, не так давно они даже несколько видоизменили корпус. Так что ждем новых ревизий - счет им уже идет на десятки.

Новые же двигатели BMW оборудованы обычными соленоидными форсунками от BOSCH, с дюзами. Не так круто выглядят - сплошной пластик, зато не текут.
duz_bosch

А вот так выглядят форсунки первого поколения - почти как обычная форсунка:
ASNU-GDI-injectors1

Потрясающий прогресс: за почти что 20 лет, BMW вернулась ровно к тому, с чего все когда-то начиналось. Ну разве что давления теперь с 50-100 поднялись на уровень
200 атм. Но это призрачное улучшение. Спираль прогресса, в общем. непосредственный впрыск (механический) появился тоже очень и очень давно, на самом деле.

P.S.А у кого, интересно, еще остались пьезофорсунки? В свое время, я собрал коллекцию из 8 или 9 видов форсунок непосредственного впрыска от разных производителей и только у BMW была форсунка этого типа. Она сразу же выделяется размером и огромной индуктивностью. Говорят, что у Mercedes в каких-то моделях они были и модели эти запомнились владельцам особенностью заливать моторное масло бензином за время вечерней стоянки. Сейчас там тоже идет массовая замена на соленоиды...
Tags: пьезофорсунки
Subscribe
  • Post a new comment

    Error

    Anonymous comments are disabled in this journal

    default userpic

    Your IP address will be recorded 

  • 28 comments