Бензин больше не моет клапаны: почему моторы GDI зарастают нагаром

© T. Feodor

Непосредственный впрыск изменил не только способ подачи бензина в двигатель, но и условия работы впускных клапанов. В обычной системе распределенного впрыска топливо проходит через впускной тракт и попадает на обратную сторону клапана. В GDI форсунка находится уже со стороны камеры сгорания и распыляет бензин непосредственно в цилиндр. Клапан лишается постоянного контакта с топливом, а вместе с ним — и эффекта омывания. Автомеханик Алексей Степанцов в интервью SPEEDME.RU назвал именно эту особенность одной из причин склонности таких двигателей к образованию отложений.

Что изменилось после переноса форсунки

У двигателя с распределенным впрыском бензин подается до впускного клапана. Поток топлива контактирует с его поверхностью, причем исследования SAE показывают: увеличение смачивания и омывания клапана связано с уменьшением количества отложений. Топливо способно не только растворять часть загрязнений, но и охлаждать поверхность клапана.

При непосредственном впрыске эта схема исчезает. Воздух проходит через впускной тракт, клапан открывается, но бензин впрыскивается уже внутри цилиндра.

«Поэтому даже качественное топливо с моющими присадками физически не проходит по обратной стороне впускного клапана так, как это происходит в моторе с распределенным впрыском», — считает механик Степанцов.

Это не означает, что бензин или его качество вообще перестают иметь значение для двигателя GDI. Присадки могут влиять, например, на загрязнение форсунок и камеры сгорания. Однако исследование SAE, в котором сравнивались автомобили с непосредственным и распределенным впрыском, показало: использованная топливная присадка уменьшала загрязнение форсунок и камеры сгорания GDI, но не оказала значительного влияния на отложения на впускных клапанах.

Если бензина там нет, откуда появляется нагар

Источником загрязнений становится не только топливо. В исследовании SAE 2016 года механизм образования отложений на впускных клапанах GDI связывался с сочетанием моторного масла, продуктов износа двигателя, несгоревшего топлива и загрязняющих компонентов выхлопных газов. Исследователи также установили, что на скорость накопления отложений способна влиять рецептура моторного масла.

Часть газов из картера двигателя возвращается во впуск для последующего сгорания. Вместе с ними в тракт могут попадать компоненты, связанные с маслом. В системе распределенного впрыска поверхность клапана дополнительно контактирует с бензином, тогда как у чистого GDI такой постоянной очистки топливом нет.

Постепенно загрязнения способны закрепляться на поверхности клапана и накапливаться. Причем речь идет не об одной универсальной причине. Конструкция конкретного двигателя, организация рециркуляции газов, состав масла и условия работы мотора способны менять картину. Исследования SAE также показывают, что при изучении отложений учитываются режимы движения и особенности конструкции системы впрыска.

Почему дорогое топливо не гарантирует чистые клапаны

Отсюда появляется распространенное заблуждение: если постоянно заправляться хорошим бензином с эффективным пакетом моющих присадок, проблема нагара на впускных клапанах GDI должна исчезнуть.

Для форсунок такое топливо действительно может иметь значение, но впускной клапан находится в другой ситуации. Бензин из форсунки непосредственного впрыска до его обратной стороны просто не доходит. Поэтому присадка, залитая в бак, не получает того же механизма воздействия на клапан, который существует в моторе с распределенным впрыском.

«Качество топлива остается важным для работы двигателя, но рассчитывать только на бензин как на средство очистки впускных клапанов GDI некорректно», — считает автомеханик Степанцов.

Эксперименты SAE еще в сравнительных испытаниях GDI и PFI показывали различие между влиянием топлива на форсунки и на впускные клапаны.

Когда отложения действительно становятся проблемой

Сам факт наличия некоторого количества отложений еще не означает, что мотор неисправен. Значение имеет их объем и влияние на работу двигателя.

В работе SAE, посвященной формированию отложений в GDI, среди возможных последствий значительного их накопления названы ухудшение процесса сгорания, нестабильная работа двигателя и проблемы с движением клапана. В тяжелых случаях последствия могут быть более серьезными.

Почему правило «чистить каждые 50 тысяч» слишком упрощает ситуацию

По мнению автомеханика Алексея Степанцова, единого пробега, после которого любой двигатель с непосредственным впрыском обязательно требует очистки впуска, из исследований SAE вывести нельзя. Даже в испытаниях специалисты учитывают конкретную конструкцию мотора, состав масла, режимы работы и другие условия. Скорость образования отложений поэтому может различаться.

Поэтому один только показатель одометра не дает ответа на вопрос, нужна ли конкретному автомобилю очистка прямо сейчас. Разумнее отталкиваться от поведения двигателя и результатов диагностики состояния впуска. Если мотор работает нормально, назначать сложную процедуру исключительно потому, что автомобиль достиг условной отметки пробега, оснований недостаточно.

Обратная крайность тоже нежелательна. Если появились признаки нестабильной работы, а диагностика указывает на заметное загрязнение впускных клапанов, рассчитывать только на присадку в баке для GDI не стоит: конструктивно топливо не омывает ту поверхность клапана, на которой образуются отложения.

Методика SPEEDME.RU: редакция сверила исходную техническую информацию с четырьмя публикациями SAE International об образовании отложений на впускных клапанах, сравнении GDI и PFI, влиянии омывания клапанов топливом и режимов испытаний. Универсальный нормативный интервал очистки впуска для всех двигателей GDI в проверенных источниках не устанавливался.