0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Что обозначает двигатель mpi

MPI-двигатель: возрождение устаревшего агрегата

Что такое DOHC

Существует две разновидности DOHC-моторов. Первая группа – двигатели с двумя клапанами на цилиндр. Вторая группа – моторы с четырьмя клапанами на цилиндр. Каждая группа имеет ряд особенностей.

DOHC с двумя клапанами на цилиндр

Такой тип цилиндра является усложненным вариантом обычного ОНС (Overhead Camshaft). Принцип работы этого цилиндра заключается в работе двух распредвалов, расположенных в головке блока цилиндров – один распределительный вал приводит в движение выпускные клапаны, а второй – впускные.

Двигатели с двумя клапанами на цилиндр активно использовались в 60-70 годы минувшего столетия. Основными марками авто, где применялись такие моторы, были Alfa Romeo, Jaguar, Fiat 125, Ford и отечественный «Москвич». Однако начиная с 1994 года, уровень использования двухклапанных DOHC-моторов стал снижаться.

DOHC с четырьмя клапанами на цилиндр

В DOHC-моторах с четырехклапанным цилиндром каждый распределительный вал приводит в действие свой ряд клапанов. Первый распредвал запускает впускные клапаны (2 шт.), а второй распредвал – выпускные клапаны (2 шт.).

DOHC-моторы с четырехклапанным цилиндром устанавливаются на легковых автомобилях:

  • УАЗ;
  • «Газель», «Волга» (на машинах, выпущенных до 2008 года);
  • ВАЗ-2112.

Чем DOHC отличается SOHC

Двигатели DOHC и SOHC стали применятся с 60-х годов XX столетия. Они имеют схожее предназначение и могут быть дизельными либо бензиновыми. Однако между ними есть одно существенное различие.

Устройство SOHC (слева) и DOHC двигателей

Моторы SOHC созданы с одним распределительным валом, а двигатели системы DOHC оснащены двумя распределительными валами. В результате в SOHC-моторе все клапаны приводятся в движение одним распредвалом, а в DOHC-двигателях – двумя распредвалами.

Экономичность и экологичность против простоты: TSI и MPI — в чем разница?

«Интересует, чем отличаются моторы TSI и MPI?»

Чтобы понять, чем отличаются двигатели TSI и MPI, необходимо расшифровать аббревиатуры, которыми они обозначаются. В частности, MPI — это Multi Point Injection, что в переводе означает «многоточечный впрыск». В русскоязычной автомобильной литературе термин «многоточечный» обычно подменяют словом «распределенный», из-за чего на практике моторы MPI часто называют двигателями с распределенным впрыском топлива.

Главная конструктивная особенность распределенного впрыска заключается в том, что бензин впрыскивается во впускной коллектор форсунками, установленными напротив впускных клапанов, и в цилиндры поступает в смеси с воздухом, когда эти клапаны открываются.

Иной принцип подачи топлива и смесеобразования реализован в двигателях TSI, где зарегистрированная концерном Volkswagen аббревиатура TSI первоначально означала Twincharged Stratified Injection, что можно перевести как «двойной наддув послойный впрыск».

Такой впрыск можно обеспечить только в случае подачи топлива непосредственно внутрь каждого отдельно взятого цилиндра двигателя. Поэтому чаще подобные системы питания называют непосредственным или прямым впрыском топлива. Если в моторах MPI образование горючей смеси начинается во впускном коллекторе и завершается в цилиндре к моменту подачи искры свечой зажигания, то в двигателях TSI все происходит внутри цилиндров.

Стоит заострить внимание на том, что MPI в отличие от TSI никем не запатентованное название, а общепринятое обозначение бензиновых моторов с распределенным впрыском топлива, которое используется самыми разными автомобильными марками, а не только теми, что принадлежат концерну Volkswagen.

Позже, когда двигатели TSI стали оснащаться не только «двойным», но и «одинарным» наддувом, Volkswagen предложил для аббревиатуры другую интерпретацию — Turbo Stratified Injection. Наличие термина Turbo указывает, что двигатели TSI являются турбированными. Если же у моторов Volkswagen с непосредственным впрыском бензина отнять наддув, то это будут уже не двигатели TSI, а FSI, где литера F — сокращение от Fuel, топливо.

Здесь можно было бы поставить точку, ибо о принципиальных отличиях TSI от MPI мы рассказали, однако вряд ли читателем, задавшим вопрос, двигало только чисто теоретическое любопытство. Не исключено, что у вопроса имеется практическая подоплека, — какой из моторов предпочесть?

Непосредственный впрыск и турбонаддув — это серьезное усложнение и удорожание двигателя, однако у моторов с подобной конструкцией выше мощность и при этом лучше экономичность и экологические характеристики по сравнению с двигателями с распределенным впрыском топлива такого же рабочего объема.

Можно проследить эволюцию бензинового двигателя объемом 1984 куб. см, которым оснащался VW Passat. Восьмиклапанный 2.0 MPI развивал 115 л.с., разгонял автомобиль с места до 100 км/ч за 11,5 секунды, позволял ехать с максимальной скоростью 194 км/ч, потреблял 6,6/8,5/12 л/100 км при 90/120 км/ч/город. Аналогичные характеристики 16-клапанного 2.0 FSI: 150 л.с.; 9,4 секунды; 213 км/ч; 6,6/8,4/11,4 л/100 км. И то же самое у 16-клапанного 2.0 TSI: 200 л.с.; 7,8 секунды; 232 км/ч; 6,4/8,2/11,3 л/100 км. Несомненно, что многоклапанное газораспределение тоже повлияло на показатели двигателей, но непосредственный впрыск и турбонаддув — магистральное направление дальнейшего развития бензиновых двигателей. Именно за такими моторами будущее.

Другое дело, что двигатели TSI более капризны, требовательны и нежны, из-за чего чаще одолевают проблемами, чем менее привередливые и более стойкие к нештатному обращению моторы с распределенным впрыском бензина, а устранение неисправностей в TSI обходится дороже, чем в MPI. Если на одну чашу весов водрузить мощность и расход топлива, а на другую — надежность и стоимость решения возникающих проблем, то для наших условий эксплуатации предпочтительным представляется выбор версии с MPI, пусть эти моторы с точки зрения технического прогресса и прошлый век.

Сергей БОЯРСКИХ Фото автора и из открытых источников ABW.BY

У вас есть вопросы? У нас еcть ответы. Интересующие вас темы квалифицированно прокомментируют либо специалисты, либо наши авторы — результат вы увидите на сайте abw.by. Присылайте вопросы на адрес [email protected] и следите за сайтом

Плюсы и минусы DOHC

К преимуществам DOHC-двигателей относится:

  • увеличение мощности мотора в среднем на 10-25 лошадиных сил – увеличение стало возможным благодаря распределению усилий двигателя, поровну на оба вала;
  • улучшение динамичности работы систем мотора – это приводит к уменьшению расхода масла и к улучшению плавности хода машины;
  • улучшенные характеристики по разгону авто;
  • наличие гидрокомпенсатора – он способствует уменьшению исходящего шума во время работы мотора;
  • уменьшение расхода топлива до 30%, при той же мощности мотора.

К минусам системы DOHC относится:

  • сложность конструкции – она заключается в усложненном процессе регулирования узлов газораспределительной системы и уровне ремонтопригодности двигателя;
  • необходимость использовать в работе двигателя только высококачественные, синтетические моторные масла;
  • необходимость часто осуществлять замену моторного масла;
  • потребность периодически регулировать клапанные зазоры – чтобы их регулировать, нужно выполнять ряд действий: вынуть распределительный вал, подобрать толщину регулировочной шайбы, нарушить установку фазы газораспределения, осуществить сборку мотора в обратном порядке;
  • необходимость использовать более сложную систему ГРМ.

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.

  1. 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.
  2. Более низкие требования к качеству топлива. 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.
  3. 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

  1. Меньшая экономичность. Ничего не поделаешь. Многоточечный впрыск — это, конечно, хорошо, но наддув совместно с непосредственным впрыском топлива в цилиндр (как TSI системах) лучше.
  2. 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 Skoda Yeti немцы отказались от турбированного 1,2-литрового движка TSI, предпочтя ему проверенную и неприхотливую 1,6-литровую MPI-лошадку.

Читать еще:  Что подсыпать в бензобак чтобы испортить двигатель


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.

Коллективы ветвей

В MPI хорошо продумано объединение ветвей в коллективы. В сущности, такое деление служит той же цели, что и введение идентификаторов для сообщений: помогает надежнее отличать сообщения друг от друга. В большинстве функций MPI имеется параметр типа «коммуникатор», который можно рассматривать как дескриптор (номер) коллектива. Он ограничивает область действия данной функции соответствующим коллективом. Коммуникатор коллектива, который включает в себя все ветви приложения, создается автоматически при старте и называется MPI_COMM_WORLD.
Идентификаторы программист назначает сообщениям вручную, и существует вероятность, что вследствие его ошибки два разных сообщения получат одинаковые идентификаторы. Коллективы создаются функциями самого MPI, так, чтобы гарантированно избежать случайных совпадений.

В качестве идентификатора ожидаемого сообщения функции приема может быть передан т.н. «джокер» — принять первое пришедшее сообщение независимо от его идентификатора и/или отправителя. Такой вызов может по ошибке перехватывать и те сообщения, которые должны быть приняты и обработаны в другом месте ветви. Для коммуникаторов «джокера» не существует, поэтому работа разных функций через разные коммуникаторы гарантированно предохраняет их от взаимных краж информации: коммуникаторы являются несообщающимися сосудами.

Коммуникаторы, помимо собственного номера и состава входящих в них ветвей, хранят и другие данные. Например, кроме обязательной линейной нумерации, ветвям коллектива может быть дополнительно назначена нумерация картезианская или в виде произвольного графа — это может оказаться удобным для решения некоторых классов задач. Коллективу может быть назначена функция-обработчик ошибок взамен назначаемой по умолчанию. Пользуясь механизмом «атрибутов», для коллектива пользователь может завести набор совместно используемых его ветвями данных.

Насколько современен Multi Point Injection


Еще несколько лет назад казалось, что будущего MPI двигателей нет, и даже можно было поверить, что производство подобных моторов полностью приостановлено. Это не удивительно, ведь стремительное развитие автомобильных технологий очень скоро заставляет забывать о том, что еще вчера считалось флагманом или ориентиром качества. Нечто похожее происходит с MPI-агрегатами, которые многим экспертам отрасли кажутся устаревшими и несоответствующими сегодняшнем взглядам на экологию и экономичность.

Если для европейского рынка подобные выводы и верны, то для российского – только отчасти, потому как многими отечественными автолюбителями настоящий потенциал этих агрегатов до сих пор так и не раскрыт. Благо, что дальновидные технологии и по-прежнему активно её внедряют, например, в случае второй серии Škoda Octavia, Volkswagen Polo, Volkswagen Golf 7, Škoda Yeti для российских дорог и др. Наиболее запомнившимися представителями с MPI последних лет стали моторы объемом 1,4 и 1,6 л.

Конструкция двигателей MPI

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, GDI) 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 детонации. 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 ДВС цикла Дизеля).

Система питания

Дроссельная заслонка, ДМРВ, ДАД, ДТВ, электронная педаль газа, водяное охлаждение, датчик детонации, каталитический нейтрализатор, ДПКВ – все эти элементы представлены не только в двигателях MPI. Главная особенность конструкции многоточечного впрыска на клапаны – система подачи топлива.

Считывание информации о количестве оборотов двигателя, температуре охлаждающей жидкости, желаемой и фактической нагрузке, скорости автомобиля, позволяет ЭБУ (Engine-ECU) точно рассчитать время впрыска и количество подаваемого бензина. Благодаря этому двигатели MPI выдают приемлемый крутящий момент и пиковую мощность при умеренном расходе топлива.

Преимущества в сравнении с карбюратором, моноинжектором

Карбюраторные и моноинжекторные системы впрыска ушли в историю по той причине, что их принцип работы не позволял во всех режимах работы двигателя точно дозировать количество подаваемого топлива и минимизировать потери в режиме прогрева. Из-за того, что бензин впрыскивался непосредственно во впускной коллектор, после холодного запуска большая часть порции топлива оседала на холодных стенках коллектора. Поэтому смесь приходилось чрезвычайно сильно богатить, что повышало расход и вредность отработавших газов.

Какие преимущества у двигателей с системой впрыска MPI?

  • Точное соотношение порции топлива к воздуху. Бензин впрыскивается форсунками на впускные клапаны каждого из цилиндров, поэтому исключается неравномерное наполнение. Момент впрыска определяется подачей управляющего импульса на форсунки. Количество подаваемого топлива зависит от того, как долго инжектор находился в открытом состоянии. Управляет системой питания двигателя MPI ЭБУ, который рассчитывает момент впрыска и количество бензина исходя из показаний датчиковой аппаратуры.
  • Уменьшение потерь на испарение бензина. Форсунки располагаются в непосредственной близости к впускным клапанам, поэтому при прогреве двигателя нет нужды в значительном переобогащении. Расположение инжекторов вблизи клапанов позволяет бензину после впрыска дольше оставаться в жидкой фазе, что снижает температуру в камере сгорания. Любое повышение детонационной стойкости позволяет изменить степень сжатия и увеличить мощность двигателя.
  • Большее давление впрыска. Позволяет разбить топливо на такте впрыска на более мелкодисперсные частицы, улучшив тем самым его способность к испарению и смешиванию с окислителем.

Недостатки

Недостаток двигателей MPI в том, что это улучшенный, но все же впрыск во впускной коллектор. Если вы ознакомлены с принципом работы двигателей TSI, TFSI, то знаете, какие преимущества дает непосредственный впрыск топлива. Также рекомендуем ознакомиться с устройством и сравнением принципа работы основных видов систем питания двигателя.

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.

Владельцам авто с современным двигателем MPI рекомендуем прочитать, почему не стоит греть машину на холостых оборотах.

Судя по отзывам, в меньшей степени проблема стука на холодную коснулась моторов 1.6 CWVA. Платой за это стал повышенный расход масла. 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.

DOHC двигатель: что это такое

Что такое DOHC

Существует две разновидности DOHC-моторов. Первая группа – двигатели с двумя клапанами на цилиндр. Вторая группа – моторы с четырьмя клапанами на цилиндр. Каждая группа имеет ряд особенностей.

Читать еще:  Двигатели транспортных средств что это

DOHC с двумя клапанами на цилиндр

Такой тип цилиндра является усложненным вариантом обычного ОНС (Overhead Camshaft). Принцип работы этого цилиндра заключается в работе двух распредвалов, расположенных в головке блока цилиндров – один распределительный вал приводит в движение выпускные клапаны, а второй – впускные.

Двигатели с двумя клапанами на цилиндр активно использовались в 60-70 годы минувшего столетия. Основными марками авто, где применялись такие моторы, были Alfa Romeo, Jaguar, Fiat 125, Ford и отечественный «Москвич». Однако начиная с 1994 года, уровень использования двухклапанных DOHC-моторов стал снижаться.

DOHC с четырьмя клапанами на цилиндр

В DOHC-моторах с четырехклапанным цилиндром каждый распределительный вал приводит в действие свой ряд клапанов. Первый распредвал запускает впускные клапаны (2 шт.), а второй распредвал – выпускные клапаны (2 шт.).

DOHC-моторы с четырехклапанным цилиндром устанавливаются на легковых автомобилях:

  • УАЗ;
  • «Газель», «Волга» (на машинах, выпущенных до 2008 года);
  • ВАЗ-2112.

Чем DOHC отличается SOHC

Двигатели DOHC и SOHC стали применятся с 60-х годов XX столетия. Они имеют схожее предназначение и могут быть дизельными либо бензиновыми. Однако между ними есть одно существенное различие.

Устройство SOHC (слева) и DOHC двигателей

Моторы SOHC созданы с одним распределительным валом, а двигатели системы DOHC оснащены двумя распределительными валами. В результате в SOHC-моторе все клапаны приводятся в движение одним распредвалом, а в DOHC-двигателях – двумя распредвалами.

Недостатки MPI

За счет того, что топливная смесь смешивается в специальных впускных каналах до поступления в цилиндры, такие двигатели обладают ограниченными возможностями впускной системы. Это сказывается на мощности и крутящем моменте. Их нельзя назвать «динамичными» и мощными. Скорее всего, они рассчитаны на неспешную езду. Наличие восьми клапанов, а большая часть этих двигателей имеет восьми клапанные системы ГРМ, также говорит о потере мощности.

Из-за своей старой конструкции, двигатели MPI постепенно выводят из производства, последние модели на которые устанавливалось это семейство двигателей, были автомобили марки SKODA OCTAVIA второго поколения. Однако третье поколение автомобилей OCTAVIA, имеет более современные и продвинутые двигатели FSI и TSI.

Также рекомендую почитать статью — об эффекте турбоямы.

Я думаю, стало немного понятно — что такое этот двигатель.

Похожие новости

  • Что такое тахометр
  • Что такое спойлер
  • Что такое компрессия двигателя

Добавить комментарий Отменить ответ

Плюсы и минусы DOHC

К преимуществам DOHC-двигателей относится:

  • увеличение мощности мотора в среднем на 10-25 лошадиных сил – увеличение стало возможным благодаря распределению усилий двигателя, поровну на оба вала;
  • улучшение динамичности работы систем мотора – это приводит к уменьшению расхода масла и к улучшению плавности хода машины;
  • улучшенные характеристики по разгону авто;
  • наличие гидрокомпенсатора – он способствует уменьшению исходящего шума во время работы мотора;
  • уменьшение расхода топлива до 30%, при той же мощности мотора.

К минусам системы DOHC относится:

  • сложность конструкции – она заключается в усложненном процессе регулирования узлов газораспределительной системы и уровне ремонтопригодности двигателя;
  • необходимость использовать в работе двигателя только высококачественные, синтетические моторные масла;
  • необходимость часто осуществлять замену моторного масла;
  • потребность периодически регулировать клапанные зазоры – чтобы их регулировать, нужно выполнять ряд действий: вынуть распределительный вал, подобрать толщину регулировочной шайбы, нарушить установку фазы газораспределения, осуществить сборку мотора в обратном порядке;
  • необходимость использовать более сложную систему ГРМ.

Чего нет в MPI, но будет в MPI-2

В функциональности MPI есть пробелы, которые устранены в следующем проекте, MPI-2. Спецификация на MPI-2 уже выпущена в свет, а появление первых реализаций планируется в конце 1998 года. Вкратце перечислим наиболее важные нововведения:

  • Взаимодействие между приложениями. Поддержка механизма «клиент-сервер». Станет возможным писать на MPI не только расчетные математические задачи, но и системы массового обслуживания (базы данных и проч.).
  • Динамическое порождение ветвей. Для программирования расчетных задач это не нужно (хотя многие по привычке хотели бы иметь в MPI аналоги fork()
    и
    spawn()
    ). Действительно, не имеет смысла запускать ветвей больше чем… и нет особого вреда в том, чтобы запускать ветвей меньше, чем… реально имеется процессоров, не так ли? Процессор не станет работать в N раз быстрее, если вместо одной ветви на нем запустить N ветвей. И наоборот, ветвь, для которой не найдется работы, в «спящем» состоянии будет потреблять сущие крохи от процессорного времени. Однако такая возможность однозначно необходима для написания системы массового обслуживания.
  • Для работы с файлами создан архитектурно-независимый интерфейс. Это имеет значение, особенно если диск находится на одной ЭВМ, а ветвь, которая должна с ним работать — на другой. В отсутствие такого интерфейса пересылку данных приходится либо организовывать вручную, либо полагаться на сетевые возможности операционной системы (NFS, Parix и т.д.). По сравнению и с тем, и с другим, MPI гарантирует лучший баланс между универсальностью и быстродействием.
  • Сделан шаг в сторону SMP-архитектуры. Теперь разделяемая память может быть не только каналом связи между ветвями, но и местом совместного хранения данных. Для этого ветви делегируют в MPI т.н. буфера-«окна». Интерфейс выполнен так, чтобы в-принципе его можно было реализовать и через передачу сообщений на не-SMP-комплексах. MPI автоматически поддерживает идентичность содержимого всех «окон» с одинаковым идентификатором. Для этого механизма придуман термин «One-sided communications» («односторонние коммуникации»), так как ветви-получателю не требуется явно вызывать функцию приема для получения новой информации; функция передачи в ветви-отправители осуществляет «Remote memory access» («удаленный доступ к памяти», сокращенно RMA). Правда, возникает вопрос: раз уж передача данных становится неявной, а синхронизация ветвей при доступе к «окнам» — явной, не станут ли возможными в MPI т.н. нестабильные ошибки, вызванные неправильной синхронизацией — бич программ, взаимодействующих через разделяемую память?

Какое программное обеспечение существует между программистом и MPI

MPI сам по себе является средством:

  • сложным: спецификация на MPI-1 содержит 300 страниц, на MPI-2 — еще 500 (причем это только отличия и добавления
    к MPI-1), и программисту для эффективной работы так или иначе придется с ними ознакомиться, помнить о наличии нескольких сотен функций, и о тонкостях их применения;
  • специализированным: это система связи — и все.
    Кстати, можно сказать, что сложность (т.е. многочисленность функций и обилие аргументов у большинства из них) является ценой за компромисс между эффективностью и универсальностью. С одной стороны, на SMP-машине должны существовать способы получить почти

столь же высокую скорость при обмене данными между ветвями, как и при традиционном программировании через разделяемую память и семафоры. С другой стороны, все функции должны работать на любой платформе.

Таким образом, программист заинтересован в инструментах, которые облегчали бы:

  • проведение декомпозиции,
  • запись ее в терминах MPI.

То есть, в данном случае это средства, генерирующие на базе неких входных данных текст программы на стандартном Си или Фортране, обладающей явным параллелизмом, выраженным в терминах MPI; содержащий вызовы MPI-процедур, наиболее эффективные в окружающем контексте. Такие средства, в-частности, делают написание программы не только легче, но и надежнее, так как:

  • ошибки, которые MPI в-принципе не может обнаружить в момент выполнения, генератор имеет возможность обнаруживать в момент построения программы, например: Ветвь 1: Ветвь 2: MPI_Recv( … , 2, … ); MPI_Recv( … , 1, … ); MPI_Send( … , 2, … ); MPI_Send( … , 1, … ); | | Это номер ветви-отправителя/получателяПримечание:
    здесь произойдет блокировка — ветви не смогут завершить прием, потому что не смогут начать передачу, потому что не смогут завершить прием. Как итог, программа повиснет.

Еще одно примечание:

а вот если вызовы функций приема и передачи поменять местами, то блокировки не произойдет — MPI выберет для передачи буферизованный режим, и MPI_Send, скопировав данные во временный буфер, вернет управление сразу же, не дожидаясь, пока сообщение будет фактически принято приемной стороной. Таким образом, по сравнению с низкоуровневыми коммуникациями, MPI все-таки делает программу более устойчивой к ошибкам программиста. Правда, буферизация означает падение быстродействия тем более ощутимое, чем быстрее происходит собственно пересылка данных.

  • некоторые ошибки исключаются вообще, например, одинаковый
    числовой идентификатор для
    разных
    сообщений, или неверный (больше общего количества ветвей в коллективе) номер ветви в аргументах функции приемопередачи — в отличие от человека, программа-генератор, если только она сама написана правильно, не в состоянии описАться.
  • Читать еще:  Что такое двигатель twinport

    Назовем некоторые перспективные типы такого инструментария, который лишал бы программиста необходимости вообще помнить о присутствии MPI.

    Средства автоматической декомпозиции. Идеалом является такое оптимизирующее средство, которое на входе получает исходный текст некоего последовательного алгоритма, написанный на обычном языке программирования, и выдает на выходе исходный текст этого же алгоритма на этом же языке, но уже в распараллеленном на ветви виде, с вызовами MPI. Что ж, такие средства созданы (например, в состав полнофункционального пакета Forge входит, наряду с прочим, и такой препроцессор), но до сих пор, насколько мне известно, никто не торопится раздавать их бесплатно. Кроме того, вызывает сомнение их эффективность.

    Языки программирования. Это наиболее популярные на сегодняшний день средства полуавтоматической декомпозиции. В синтаксис универсального языка программирования (Си или Фортрана) вводятся дополнения для записи параллельных конструкций кода и данных. Препроцессор переводит текст в текст на стандартном языке с вызовами MPI. Примеры таких систем: mpC (massively parallel C) и HPF (High Performance Fortran).

    Общим недостатком инструментов, производящих преобразование «текст в текст», является то, что синтаксическому разбору подвергаются оба текста: и исходный (его обрабатывает распараллеливающий препроцессор), и генерируемый (его обрабатывает компилятор). Это уменьшает скорость построения программы, и, кроме того, необходимость делать синтаксический разбор усложняет написание препроцессора. Поэтому, например, те фирмы-производители, которые поставляют свои ЭВМ вместе с Фортраном, встраивают HPF прямо в компилятор машинно-зависимого кода. Для расширений языка Си аналогичное решение может быть найдено в использовании GNU C.

    Оптимизированные библиотеки для стандартных языков. В этом случае оптимизация вообще может быть скрыта от проблемного программиста. Чем больший объем работы внутри программы отводится подпрограммам такой библиотеки, тем бОльшим будет итоговый выигрыш в скорости ее (программы) работы. Собственно же программа пишется на обычном языке программирования безо всяких упоминаний об MPI, и строится стандартным компилятором. От программиста потребуется лишь указать для компоновки имя библиотечного файла MPI, и запускать полученный в итоге исполняемый не непосредственно, а через MPI-загрузчик. Популярные библиотеки обработки матриц, такие как Linpack, Lapack и ScaLapack, уже переписаны под MPI.

    Средства визуального проектирования. Действительно, почему бы не расположить на экране несколько окон с исходным текстом ветвей, и пусть пользователь легким движением мыши протягивает стрелки от точек передачи к точкам приема — а визуальный построитель генерирует полный исходный текст? Тем, кто стряпал базы данных в Access’e, такая технология покажется наиболее естественной.

    Отладчики и профайлеры. Об отладчиках мне пока нечего сказать, кроме того, что они нужны. Должна быть возможность одновременной трассировки/просмотра нескольких параллельно работающих ветвей — что-либо более конкретное мне

    Устройство двигателей MPI

    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, GDI) 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 детонации. 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 ДВС цикла Дизеля).

    СИСТЕМА ПИТАНИЯ

    Дроссельная заслонка, ДМРВ, ДАД, ДТВ, электронная педаль газа, водяное охлаждение, датчик детонации, каталитический нейтрализатор, ДПКВ – все эти элементы представлены не только в двигателях MPI. Главная особенность конструкции многоточечного впрыска на клапаны – система подачи топлива.

    Считывание информации о количестве оборотов двигателя, температуре охлаждающей жидкости, желаемой и фактической нагрузке, скорости автомобиля, позволяет ЭБУ (Engine-ECU) точно рассчитать время впрыска и количество подаваемого бензина. Благодаря этому двигатели MPI выдают приемлемый крутящий момент и пиковую мощность при умеренном расходе топлива.

    ПРЕИМУЩЕСТВА В СРАВНЕНИИ С КАРБЮРАТОРОМ, МОНОИНЖЕКТОРОМ

    Карбюраторные и моноинжекторные системы впрыска ушли в историю по той причине, что их принцип работы не позволял во всех режимах работы двигателя точно дозировать количество подаваемого топлива и минимизировать потери в режиме прогрева. Из-за того, что бензин впрыскивался непосредственно во впускной коллектор, после холодного запуска большая часть порции топлива оседала на холодных стенках коллектора. Поэтому смесь приходилось чрезвычайно сильно богатить, что повышало расход и вредность отработавших газов.

    Какие преимущества у двигателей с системой впрыска MPI?
    • Точное соотношение порции топлива к воздуху. Бензин впрыскивается форсунками на впускные клапаны каждого из цилиндров, поэтому исключается неравномерное наполнение. Момент впрыска определяется подачей управляющего импульса на форсунки. Количество подаваемого топлива зависит от того, как долго инжектор находился в открытом состоянии. Управляет системой питания двигателя MPI ЭБУ, который рассчитывает момент впрыска и количество бензина исходя из показаний датчиковой аппаратуры.
    • Уменьшение потерь на испарение бензина. Форсунки располагаются в непосредственной близости к впускным клапанам, поэтому при прогреве двигателя нет нужды в значительном переобогащении. Расположение инжекторов вблизи клапанов позволяет бензину после впрыска дольше оставаться в жидкой фазе, что снижает температуру в камере сгорания. Любое повышение детонационной стойкости позволяет изменить степень сжатия и увеличить мощность двигателя.
    • Большее давление впрыска. Позволяет разбить топливо на такте впрыска на более мелкодисперсные частицы, улучшив тем самым его способность к испарению и смешиванию с окислителем.

    НЕДОСТАТКИ

    Недостаток двигателей MPI в том, что это улучшенный, но все же впрыск во впускной коллектор. Если вы ознакомлены с принципом работы двигателей TSI, TFSI, то знаете, какие преимущества дает непосредственный впрыск топлива. Также рекомендуем ознакомиться с устройством и сравнением принципа работы основных видов систем питания двигателя.

    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.

    Владельцам авто с современным двигателем MPI рекомендуем прочитать, почему не стоит греть машину на холостых оборотах.

    Судя по отзывам, в меньшей степени проблема стука на холодную коснулась моторов 1.6 CWVA. Платой за это стал повышенный расход масла. 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.

    голоса
    Рейтинг статьи
    Ссылка на основную публикацию
    ВсеИнструменты
    Adblock
    detector