Споры на тему впрыска топлива, как правило, ограничиваются доводами в пользу распределённой и непосредственной систем. Однако, многие производители активно развивают комбинированную технологию. Она представляет собой симбиоз двух типов впрысков топлива. Несмотря на конструктивную сложность, всё больше компаний внедряет решение на свои автомобили. Давайте разбираться, каким образом работает система, и зачем она нужна.
Статья будет полезной? Не забудьте поставить "палец вверх" и подписаться на канал!
Распределённый впрыск топлива (MPI) – проверенная годами система, которая до сих пор устанавливается на многие автомобили. Она предусматривает образование смеси во впускном коллекторе, непосредственно перед клапаном.
Отличительным чертами распределённого впрыска топлива являются:
- Простота и надёжность;
- Низкая себестоимость и доступность обслуживания;
- Неприхотливость к качеству топлива;
- Сравнительно низкая эффективность.
Последний фактор стал причиной для развития альтернативных систем.
Непосредственный впрыск топлива предполагает образование смеси в цилиндрах двигателя.
Такое решение имеет ряд особенностей:
- Более высокая эффективность (при прочих равных условиях, выше мощность, ниже расход топлива, меньшая концентрация вредных веществ в выхлопных газах);
- Конструктивная сложность (работа системы обеспечивается топливным насосом высокого давления и дополнительными датчиками);
- Чувствительность к качеству используемого топлива;
- Высокая себестоимость, сложность обслуживания и ремонта.
Ещё один недостаток непосредственного впрыска – активное образование отложений на поверхности впускных клапанов. Выхлопные газы, попадающие в цилиндры двигателя через систему EGR, оставляют отложения на металлических элементах. При распределённом впрыске они эффективно удаляются топливом, но на системах GDI через впускные клапана проходит только воздух, который смешивается с горючим в камере сгорания.
Комбинированная система впрыска сочетает в себе преимущества двух технологий. Она предусматривает использование MPI и GDI вместе. В конструкции автомобилей с комбинированным впрыском устанавливается по две форсунки на каждый цилиндр: одна из них находится подаёт горючее во впускной коллектор, вторая в камеру сгорания.
Рассмотрим особенности технологии на примере системы D4-S от компании Toyota. При запуске двигателя первые порции топлива подаются исключительно во впускной канал. Так как во время прокручивания коленвала стартером давление в цилиндрах нестабильно, решение с распределённым впрыском позволяет добиться лучшего сгорания смеси.
Сразу после запуска двигателя включается комбинированный впрыск, то есть работают две форсунки одновременно. Решение позволяет добиться однородного сгорания смеси и снижения концентрации углеводородов в выхлопных газах. Форсунка, отвечающая за впрыск топлива в цилиндр, срабатывает в конце такта сжатия, благодаря чему быстрее прогревается катализатор.
Дальнейшая работы системы на холостом ходу зависит от температуры охлаждающей жидкости. До 60°С работает распределённый впрыск, после – непосредственный. Такое решение связано с необходимостью охлаждения форсунки, отвечающей за впрыск топлива в цилиндры.
Особенности работы комбинированного впрыска топлива также зависят от оборотов двигателя. В щадящем режиме (примерно до 2700 об/мин, исключая холостой ход) работает форсунка, подающая горючее во впускной коллектор. При превышении этого значения подключается непосредственный впрыск. На оборотах, ближе к максимальным, работает исключительно форсунка в цилиндре. За счёт охлаждающего эффекта непосредственного впрыска элементы двигателя обладают оптимальной температурой и работают эффективнее.
Комбинированный впрыск позволяет решить проблему с загрязнением впускных клапанов отложениями от системы рециркуляции выхлопных газов. Главный недостаток системы – высокая себестоимость и конструктивная сложность. Тем не менее, она уже доказала свою эффективность и используется многими автопроизводителями.