Первые модели инжекторов для двигателей легковых авто появились еще в 1957 году и назывались системы EFI. Потом потребовалось еще почти 40 лет активных доводок и доработок, чтобы инжекторные системы впрыска топлива полностью вытеснили карбюраторы. В XXI веке карбюраторы практически не используются, все современные топливные системы двигателей легковых авто стали инжекторными.
Современный инжектор представляет собой электронно-управляемую форсунку, через которую распыляется бензин либо во впускной тракт, либо непосредственно в камеру сгорания. Топливо закачивается в форсунку под большим давлением, что обеспечивает очень мелкое распыление бензина. А это напрямую связано с экологичностью и снижением расхода топлива.
Конструкцию инжектора придумали очень давно, но реализовать идею на практике смогли лишь после появления современных электронных блоков управления впрыском. Дело в том, что для правильной работы инжектора нужно было очень точно выбрать момент и почти мгновенно впрыснуть бензин. Многие инжекторы впрыскивают за один такт несколько порций топлива.
Причем количество бензина точно дозируется и контролируется электроникой в зависимости от расхода воздуха, его температуры и скорости движения. На заре создания инжекторов на двигателе стояла одна форсунка, которая распыляла бензин сразу для всех цилиндров. Фактически инженеры просто выбросили карбюратор, оставили лишь дроссельные заслонки.
От карбюратора к инжектору
Очень простая и надежная конструкция, но не слишком экономичная, а по качеству приготовления смеси моноинжектор даже уступал карбюратору. В карбюраторе распыл бензина происходит за счет инжекции и одновременного распыления бензина через крохотное отверстие жиклера. А еще таких жиклеров было несколько - для разных режимов, все это нужно было периодически чистить от смоляных и лаковых пленок, мусора и окислов.
В общем, карбюратор требовал периодической настройки, регулярного обслуживания, а после 50-70 тысяч километров пробега - капитального ремонта или замены. Благодаря инжектору удалось избавиться от перерасхода топлива на переходных и неустановившихся режимах работы двигателя. Улучшился отклик мотора на педаль газа, задержка сократилась в несколько раз, заметно снизилось количество вредных веществ в выхлопных газах.
Но идеальной системой подачи топлива инжектор так и не стал. Существует два вида инжекторного впрыска - последовательный, или распределенный, и прямой. В первом случае бензин распыляется во впускной коллектор, форсунку-инжектор ставят максимально близко к впускным клапанам.
Часть распыленного облака из микрокапель бензина контактирует с горячими стенками головки и клапанов и дополнительно испаряется. Тем самым улучшается смесеобразование, дополнительно охлаждаются тарелки клапанов и в целом улучшается стабильность работы мотора. Инжекторы распределенного впрыска можно снять даже своими руками. Снять топливную рампу и отстегнуть сами форсунки.
А потом под каждую подставляют мерный стаканчик. Некоторые автолюбители таким способом проверяют расход и равномерность распыла бензина. Можно заодно и промыть систему от загрязнений. Способ далеко не самый удачный, годится разве что для проверки и выбраковки неработающей или забитой форсунки.
Реальное тестирование, промывку, калибровку и настройку нужно делать на специальном стенде. Кстати, инжектор распределенного впрыска желательно менять после 100 тысяч километров пробега. Были попытки создать механическую систему впрыска, в которой инжектор управлялся электроникой, а распыление осуществлялось за счет давления топлива в форсунке и дополнительной подачей воздуха.
Разработки шли на заводе ФЭД, но с развалом СССР, естественно, все опытные работы были прекращены. Сейчас это, конечно, анахронизм.
Прямой впрыск - современное решение
Второй тип инжекторов, самый современный и точный, обеспечивает распыление топлива прямо в камеру сгорания, как у дизельного двигателя. Естественно, конструкция форсунки несколько другая, более сложная и дорогостоящая. Прямой впрыск происходит при давлении бензина в нагнетающей топливной магистрали в несколько сот атмосфер.
Поэтому ресурс инжектора меньше, система управления более громоздкая, и одновременно усиливались требования к качеству бензина. Но зато мотор с прямой подачей экономичнее на 15-20% традиционных инжекторов распределенной схемы. Ресурс инжектора напрямую зависит от качества топлива и точности датчиков температуры и расхода, а также быстродействия работы ЭБУ.
Даже малейшие «глюки» в программном обеспечении приводили к неполному закрытию иглы или несвоевременной отсечке подачи топлива. И как результат - происходит быстрая закоксовка отверстий. Это когда микрокапли топлива не успели «уйти» с поверхности форсунки и под действием высокой температуры разлагаются на кокс и водород. Отмыть такой нарост можно лишь в ультразвуковой ванне.
Сейчас инжекторы прямого впрыска по уровню экономичности довольно близко подошли к дизельным моторам. Это что касается легковых автомобилей. Никого не удивляет тот факт, что китайский мотор с прямым впрыском показывает расход бензина 7-8 литров на сотню, то есть на уровне дизеля.
Что касается ресурса, то пока дизель остается вне конкуренции. И все из-за характеристик топлива: солярка помогает избегать ускоренного износа трущихся частей поршня, колец, иглы форсунки. А бензин обладает гораздо худшими смазывающими характеристиками, поэтому механизм инжектора прямого впрыска срабатывается гораздо быстрее.
И еще одно: бензиновый мотор с прямым впрыском позволяет увеличить степень сжатия в цилиндре чуть ли не до уровня дизеля. И одновременно менять фазы впрыска и характер расширения продуктов горения. Кстати, многие эксперты называют инжекторные системы питания устаревшими и слишком дорогостоящими.
И все из-за повышенной чувствительности инжектора к качеству топлива. Но наука и техника не стоит на месте. Уже сейчас в Европе тестируют инжекторы, способные работать на любом жидком и возможно газовом топливе. Если у них получится, то мотор сможет работать на пропане, метане, спирте, дизеле, бензине, керосине, и утверждают, что на растительном масле.
На каждом цилиндре стоит несколько форсунок, одна из которых запальная, остальные - рабочие. Планируют, что из-за универсальности стоимость пробега снизится в 4-5 раз. Правда, технологию делают только под гибридные авто, и скорее всего, это будут китайские машины. Ждать осталось недолго.
Также рекомендую к прочтению:
Рекомендую также подписаться на Мой Телеграм-канал, где я рассказываю о том, как сэкономить на обслуживании авто, и какие новости происходят в автомире! Уверен, что найдете для себя что-то полезное!
С уважением, Владимир Воробьёв
