История активного использования инжекторных систем подачи топлива в авто насчитывает около трех десятилетий. Переход от карбюратора к впрысковому питанию начали активно осваивать в связи с ужесточением экологического законодательства, повышением требований к полноте сгорания бензина в двигателе. Однако сама история инжектора гораздо длиннее.
Первые эксперименты в области создания инжектора проводились в авиации еще около 100 лет назад. Нет ничего удивительного в том, что именно самолеты стали первым типом техники с впрысковой подачей топлива. Ведь карбюратор, во-первых, обеспечивает меньшую полноту сгорания топлива, во-вторых, на разных высотах ведет себя немного по-разному, а в-третьих – нормально работает только в положении, близком к вертикальному.
Если первые два минуса еще можно было потерпеть, пытаясь компенсировать увеличением расхода топлива, то третий был весьма коварным. Ведь если карбюратор при большом наклоне перестанет подавать горючее – мотор самолета, резко набирающего высоту или выполняющего фигуру высшего пилотажа, может заглохнуть, что приведет к авиакатастрофе.
Понимая об этом, еще в 1916 году российские инженеры А. Микулин и Б. Стечкин (дядя известного советского оружейника И. Стечкина) создали первый прототип ДВС с инжектором. Но Первая мировая война, а потом Октябрьская революция и гражданская война, остановили работы в этом направлении, в серию такие моторы не пошли. «Второе рождение» впрыску топлива дала знаменитая немецкая компания Bosch. Ее инжекторами к началу ВМВ оснащались многие самолеты Люфтваффе.
Читайте также: Виды газа для автомобилей
К началу 40-х в СССР смогли скопировать конструкцию немецкой системы подачи топлива и адаптировать ее к своим реалиям. Моторы с ней оборудовали знаменитые самолеты Ил-2, МиГ-3, Ла-5 и другие. Но до автомобильного применения инжектора оставалось еще немало лет.
Первые инжекторы: чистая механика
Первые инжекторные моторы имели систему питания, в чем-то схожую з дизельной. Для нагнетания топлива использовались насосы высокого давления (ТНВД), бензин в цилиндры подавался через форсунки. Управлялось все это чисто механическими узлами (как на дизелях), без использования электронных датчиков и приводов. Так как система требовала высокой точности изготовления деталей, была не слишком ресурсной и чувствительной к качеству бензина, сразу после войны инжектор не перекочевал в автомобили.
На смену поршневым авиационным моторам в послевоенные годы пришли реактивные и турбовинтовые, поэтому массовых работ по совершенствованию впрыска топлива в те годы не вели. Лишь в 50-х, с освоением новых технологий, а также возникновением потребности в создании еще более мощных двигателей, к теме впрыска топлива вернулись. Особенно активно над ней работали в США и Германии.
На базе разработок Bosch в 1952 году был создан спортивный вариант компактного немецкого автомобиля GP700 Goliath. В 1955 на свет появился легендарный спорткар Mercedes-Benz 300 SLR, который оснащался доработанным «формуловским» мотором W196, получившим систему впрыска. Она тоже была механической.
Дороговизна, сложность производства и обслуживания, не очень большой ресурс и другие недостатки побудили автопроизводителей искать альтернативные варианты подачи топлива.
Читайте также: Одна неделя с Ferrari Portofino
Электронный впрыск: он старше, чем кажется
Параллельно с механическими системами впрыска велись эксперименты над электронным вариантом инжектора. Впервые такая система была испытана еще в 1940 году, на автомобиле Alfa Romeo 6C 2500 в кузове Ala Spessa. Спорткар, предназначенный для участия в гонках Mille Miglia, оснащался мотором с прообразом современного инжектора. Подача топлива в нем осуществлялась с помощью электрических форсунок, к которым бензин подавался циркуляционным насосом полу-высокого давления. Такая схема – далекий предок современных систем непосредственного впрыска.
Как бы необычно это ни звучало, в СССР разработки по электронному инжектору тоже велись. Несмотря на то, что серийное использование впрыска на отечественных машинах началось только в 90-х, уже после распада Союза, первые разработки датируются тремя десятилетиями ранее, рубежом 50-60-х годов.
ГАЗ-21Э – вариант знаменитой «Волги», оснащенный экспериментальным мотором ГАЗ 327 с электронным инжектором. Двигатель получил ряд улучшений и модификаций, позволяющих использовать новую схему подачи топлива. Так, мотор слегка «поджали», увеличив степень сжатия с 6,7 до 7,2, увеличили диаметр клапанов, в ГБЦ установили форсунки, а распределитель зажигания получил дополнительную систему импульсного управления форсунками, адаптирующуюся под обороты ДВС.
Система инжектора ГАЗ была относительно простой. Блок управления механизмом подачи топлива состоял из небольшого числа электронных компонентов, впрыск осуществлялся один раз на цикл, во все цилиндры. Однако даже в таком виде новая система повысила мощность ДВС почти на 20%, сократив расход топлива почти на 10%.
К сожалению, дальше экспериментов дело не пошло: малая партия ГАЗ-21Э работала в ленинградском такси, также в штучных объемах мотор ГАЗ 327 ставился на опытные и спортивные автомобили, но до серийных «Волг» инжектор добрался только в 90-х, вместе с двигателем ЗМЗ-406.
На Западе примерно в те же годы (1960-е) инжекторы получили боле активное развитие. В США первый вариант электронного инжектора Electrojector создан компанией Bendix в 1957 году. Он устанавливался в Rambler Rebel с мотором V8 на 5,4 литра. Но система была не очень надежной, автомобиль с ней стоил примерно на $400 (в современных ценах около $4 тыс.) дороже карбюраторного варианта, и популярностью не пользовался. То же самое касается и машин Chrysler, Dodge, Plymouth, оснащенных аналогичным инжектором.
Первым вариантом серийного европейского инжектора электронного типа стал D-Jetronic компании Bosch, используемый Volkswagen с 1967 года. Система впрыска использовала электронные форсунки, дозирование топлива в которых осуществлялось путем отслеживания величины разрежения во впускном тракте. Первым авто с системой электронного впрыска стал VW Type 3 с мотором 1,6 литра.
Читайте также: Как производится Bugatti Chiron
После Volkswagen на использование инжекторов Bosch перешли и другие крупные производители. В их числе – Mercedes-Benz, Porsche, Citroen, Volvo, Jaguar, Saab и другие. Именно в те годы закладывался фундамент для гегемонии компании Bosch на рынке инжекторного оборудования.
В 1970-х свои инжекторные системы разработали и японцы. Первым серийным инжекторным авто стала Toyota Celica 1984 года с мотором 18R-E. Инженеры Nissan в то же время прибегли к использованию знаменитых систем «Бош».
Эволюция инжектора к современному виду
Первые системы электронного впрыска использовали аналоговые механические средства контроля работы ДВС. Дозирование топлива осуществлялось посредством мониторинга давления во впускном тракте, оборотов коленвала и других параметров. Такая схема была не самой надежной, поэтому она была со временем сменена на инжекторы с ДМРВ (датчиками массового расхода воздуха).
Инжектор с ДМРВ, появившийся в конце 70-х, отслеживает количество пропускаемого через двигатель воздуха, для формирования оптимального состава ТВС (топливо-воздушной смеси). Электронная управляющая система дозирования настроена таким образом, чтобы на 14,7 кг пропущенного воздуха было подано 1 кг бензина. Такой объем – оптимальный с точки зрения полноты сгорания, поэтому инжекторные моторы с ДМРВ получили прибавку к КПД и стали выбрасывать меньше несгоревших нефтепродуктов в атмосферу.
Последним усовершенствованием, которое привело инжекторные ДВС к современному виду, стало появление электронных блоков управления. Первый вариант ЭБУ был создан Motorola в 1980 году, и вскоре стал стандартом де-факто. Компьютер, которым комплектуется двигатель, отслеживает множество параметров мотора, читает данные с датчиков, и на их основании управляет впрыском топлива и зажиганием.
Благодаря возможности перенастройки, переключения режимов работы зажигания и топливной системы, в сочетание с VVT (изменяемые фазы ГРМ), инжекторные моторы вышли на современную ступень эволюции.
Больше об автомобилях читайте на hype.ru
