По-хорошему, и тот, и другой впрыск – распределенные, поскольку для улучшения равномерности подача топлива распределена по цилиндрам, и каждый имеет свою форсунку (или форсунки). Но долгое время доминировала конструкция, в которой факел топлива подавался на впускной клапан, и ее по умолчанию стали называть распределенным впрыском топлива или MPI (multi point injection – многоточечный впрыск топлива).
Однако со временем стало появляться всё больше моторов, где использовался впрыск прямо в цилиндр. Официальное обозначение непосредственного впрыска, введенное Обществом автомобильных инженеров SAE, – DFI (direct fuel injection). В русском языке также используется термин «прямой впрыск». Автопроизводители зачастую придумывают собственные аббревиатуры: Mercedes-Benz использует обозначение CGI, Peugeot – HPi, Renault – IDE, Mazda – DISI и так далее.
Моторы с MPI
Распределенный впрыск топлива проще и надежнее непосредственного. Электронно-управляемые форсунки работают с небольшим давлением – не более 3–4 бар, которое обеспечивает топливный насос, стоящий в баке. Скромное давление позволяет устанавливать форсунки в пластмассовый впускной трубопровод. Рампу, подающую к ним топливо, также часто изготавливают из пластмассы.
Топливо подается на впускной клапан (клапаны) на такте впуска. Это позволяет охлаждать их и смывать сажу, копоть и маслянистые отложения. Форсунки в такой системе имеют большой ресурс и низкую цену, при этом обычно их можно легко демонтировать для промывки или замены.
Вместе с тем организация процесса смесеобразования в двигателях с распределенным впрыском недостаточно совершенна. Гомогенная (однородная) смесь воздуха с топливом не позволяет добиться послойного смесеобразования, а потому не может обеспечить соблюдение самых современных требований к экологичности и экономичности.
Непосредственный впрыск
Форсунка, направляющая факел топлива прямо в цилиндр, позволяет обеспечить послойное смесеобразование, при котором в зоне свечи смесь более богатая, а в остальном объеме цилиндра – сильно обедненная. К примеру, небольшая порция может подаваться примерно на середине хода такта сжатия, а остальная часть – практически в конце такта.
При этом степень сжатия у моторов с прямым впрыском можно несколько увеличить, не опасаясь детонации. Очень часто в современных моторах такой впрыск совмещают с турбонаддувом. Всё это дает низкий расход топлива и минимальные выбросы вредных веществ.
На этом преимущества моторов с прямым впрыском и заканчиваются. Топливо к сложным и дорогим форсункам под давлением, достигающим 100 бар и более, подает отдельный насос высокого давления. Его наличие повышает шумность работы мотора, увеличивает его стоимость и снижает надежность.
Распылители форсунок, находящиеся в условиях высоких температур и давлений, склонны к закоксовыванию, особенно на топливе не самого высокого качества. Впускные клапаны не омываются топливом, а потому со временем зарастают огромным количеством отложений, особенно если двигатель немолод и страдает масложором. Это ухудшает наполнение цилиндров, при этом не исключена возможность попадания отложений на фаску клапана, что может вызвать его прогар.
Двигатель с прямым впрыском медленнее прогревается в морозы: он очень экономичный, а потому на прогрев уходит меньшее количество топлива, чем в «обычных» моторах.
Объединение решений
Чтобы исключить недостатки обоих схем и сложить их достоинства, некоторые производители совмещают установку форсунок в камеру сгорания и во впускной тракт. Так удается добиться обеднения смеси для повышения экономичности и не дать впускным клапанам загрязняться отложениями. Примером может служить система D4‑S компании Toyota.
Выводы
Конечно, будущее за непосредственным впрыском топлива, и оно наступило. Но если говорить о покупке подержанного автомобиля, надежнее и беспроблемнее будет тот, который имеет распределенный впрыск.