Привет, сегодня расскажу про прямой впрыск: что это вообще такое и чем отличается от классического? Какое преимущество вообще дает прямой впрыск?
Применяя прямой впрыск, мы можем добиться максимального обеднения смеси - это очень экономно, очень экологично, позволяет снизить расход топлива колоссально. В такой конфигурации двигатель работает вообще как дизельный.
Как же это устроено?
На фото у меня изображен ТНВД (топливный насос высокого давления)
Такая штука обычно стоит в дизельных моторах, но у нас он оказался на бензиновом. Почему? Зачем? Зачем он нужен?
Такие насосы на современных двигателях с прямым впрыском могут накачивать даже 250 бар - это ооочень большое давление, и все это давление идет в общую рампу(фото снизу), в которой стоят форсунки прямого впрыска(так же на фото).
Обычно они грязнее, чем форсунки классического впрыска, так как она льет бензин прямо в камеру сгорания и там покрывается нагаром. Классическая же форсунка стоит в коллекторе. Она подает топливо в пространство перед клапаном, наливая его туда факелом, после открываются клапана и топливовоздушная смесь попадает уже в цилиндр. Форсунка прямого впрыска обычно стоит рядом со свечкой(фото) или может впрыскивать топливо в область прямо перед свечой
Какое же преимущество дает прямой впрыск? Для начала разберемся, что такое бедная и богатая смесь.
Стехиометрическая(идеальная) смесь - это порядка 14,7 к 1(воздух к топливу), т.е. 1 единица топлива по весу к 14,7 единицам воздуха.
Богатая смесь - это смесь, в которой воздуха меньше, например 12 или 10 единиц воздуха(очень богатая)
Бедная смесь - это смесь, в которой воздуха больше, например 20, 30 единиц
Я думаю с этим разобрались.
Итак, применяя прямой впрыск мы добиваемся максимального обеднения смеси. При таком впрыске мы можем обеспечить обеднение смеси до 40 единиц воздуха к 1 единице топлива. Как же это вообще работает?
В классическом впрыске топливо наливается форсункой в пространство перед клапаном, и форсунка заканчивает лить в тот момент, когда происходит открытие клапана, т. е. в цилиндр поступает воздух уже с топливом(там бензин забирает часть энергии воздуха, тем самым охлаждая его). На моторах с прямым впрыском бензин подается под очень высоким давлением(как я писал выше), и подается он в экономных режимах в конце такта сжатия(система очень близка к дизелю). Прямо перед самой искрой форсунка впрыскивает под высоким давлением облако топлива(оно не успевает с детонировать из-за высоких температур), само горение возникает только в районе свечи, а вокруг просто воздух(потому что его избыток), и он не дает нагревать все вокруг в момент взрыва(рабочего хода), такой своеобразный изолятор. Это очень экономно, очень экологично, позволяет снизить расход топлива колоссально. В экономных режимах такая система работает по принципу дизеля. Дроссельная заслонка может быть полностью открыта, а крутящий момент будет регулироваться только количеством смеси.
Теперь разберемся, как эта система работает в полноценных режимах, когда мы хотим ехать на полную мощность. В полноценных режимах двигатель работает по своей классической схеме, т.е. дроссель уже не всегда открыт, а работает как обычно на двигателе. Порция топлива подается уже при классическом впрыске(в момент впуска). Когда цилиндр начинает наполняться воздухом, тогда же форсунка начинает впрыскивать топливо, и здесь смесь достигает уже привычных нам величин(14.7 к 1).
Также, у таких систем есть и переходные режимы, например когда форсунка подает две порции топлива. Первая на такте впуска( порядка 60 к 1), это сделано для того, чтобы охладить воздух в камере, а вторая порция уже на такте сжатия(достигается там самая стехиометрическая смесь). Таким образом прямой впрыск позволяет добиться более широкого диапазона работы двигателя.
Какие минусы есть у системы прямого впрыска?
Первое - это ТНВД. Он забирает на себя какое-то количество энергии, т.к. приводится в движение коленвалом через ремень. Далее, его стоимость. Эти насосы часто выходят из строя и обойдутся они в неплохую сумму. Если самые дешевые на разборке можно найти за 10тыс. рублей, то новые от 30-50тыс. рублей на современных автомобилях.
Второе - это форсунки. Вы не можете пролить их на обычном проливочном стенде, почистить их(а загрязняются они чаще обычных форсунок, т.к. стоят прямо в камере сгорания). Под них нужен специальный стенд, который работает с высоким давлением, даже не любой дизельный стенд их возьмет. Стоят они к слову тоже не мало(10тыс. за форсунку могут стоить без проблем).
И третий минус. Т.к. топливо подается не через впускные клапана, а напрямую в камеру, со временем они обрастают нагаром и создают затычку на впуске. Если на классической системе бензин смывает все с клапанов, то здесь же это остается и закоксовывается. Это требует обслуживания, поэтому тоже минус. На этот случай производители используют комбинированный впрыск, т.е. они используют и прямой впрыск, и классический.
Система прямого впрыска дает кучу преимуществ перед классической системой. Я думаю, что за ней будущее, она будет развиваться, усовершенствоваться(AEM и ECU Master даже сделали уже свои блоки под прямой впрыск, потому что все современные уже переходят на прямой впрыск: Supra 90, GT86).
Надеюсь, вам эта информация была полезна. Спасибо за прочтение. До новых статей
