Системы впрыска бензиновых двигателей
В зависимости от способа образования топливно-воздушной смеси различают следующие системы впрыска бензиновых двигателей:
- система центрального впрыска;
- система распределенного впрыска;
- система непосредственного впрыска.
Системы центрального и распределенного впрыска являются системами предварительного впрыска, т.е. впрыск в них производится не доходя до камеры сгорания — во впускном коллекторе.
Центральный впрыск (моновпрыск
) осуществляется одной форсункой, устанавливаемой во впускном коллекторе. По сути это карбюратор с форсункой. В настоящее время системы центрального впрыска не производятся, но все еще встречаются на легковых автомобилях. Преимуществами данной системы являются простота и надежность, а недостатками — повышенный расход топлива, низкие экологические показатели.
Система распределенного впрыска (многоточечная система впрыска
) предполагает подачу топлива на каждый цилиндр отдельной форсункой. Образование топливно-воздушной смеси происходит во впускном коллекторе. Является самой распространенной системой впрыска бензиновых двигателей. Ее отличает умеренное потребление топлива, низкий уровень вредных выбросов, невысокие требования к качеству топлива.
Перспективной является система непосредственного впрыска. Впрыск топлива осуществляется непосредственно в камеру сгорания каждого цилиндра. Система позволяет создавать оптимальный состав топливно-воздушной смеси на всех режимах работы двигателя, повысить степень сжатия, тем самым обеспечивает полное сгорание смеси, экономию топлива, повышение мощности двигателя, снижение вредных выбросов. С другой стороны ее отличает сложность конструкции, высокие эксплуатационные требования (очень чувствительна к качеству топлива, особенно к содержанию в нем серы).
Системы впрыска бензиновых двигателей могут иметь механическое или электронное управление. Наиболее совершенным является электронное управление впрыском, обеспечивающее значительную экономию топлива и сокращение вредных выбросов.
Впрыск топлива в системе может осуществляться непрерывно или импульсно (дискретно
). Перспективным с точки зрения экономичности является импульсный впрыск топлива, который используют все современные системы.
В двигателе система впрыска обычно объединена с системой зажигания и образует объединенную систему впрыска и зажигания (например, системы Motronic, Fenix). Согласованную работу систем обеспечивает система управления двигателем.
Краткая история появления
Изначально все бензиновые двигатели оснащались исключительно карбюраторами, потому что долгое время это был единственный механизм, с помощью которого топливо смешивалось с воздухом и всасывалось в цилиндры. Работа этого устройства заключается в том, что небольшая порция бензина всасывается в поток воздуха, проходящего через камеру механизма во впускной коллектор.
На протяжении более 100 лет устройство дорабатывалось, благодаря чему некоторые модели способны подстраиваться под разные режимы работы мотора. Конечно, электроника справляется с этой работой намного лучше, но на те времена это был единственный механизм, доработка которого позволяла сделать машину либо экономичной, либо быстрой. Некоторые модели спорткаров даже оснащались отдельными карбюраторами, что в разы повышало мощность машины.
В середине 90-х годов прошлого столетия эта разработка постепенно была заменена на более эффективный вид топливных систем, который работал уже не за счет параметров жиклеров (о том, что это такое и как их размеры влияют на работу мотора, читайте в отдельной статье) и объема камер карбюратора, а на основании сигналов от ЭБУ.
Причин такой замены несколько:
- Карбюраторный тип систем менее экономичен, чем электронный аналог, а значит, он имеет низкую топливную эффективность;
- Эффективность карбюратора проявляется не на всех режимах работы мотора. Это обусловлено физическими параметрами его деталей, которые можно изменить только при помощи установки других подходящих элементов. В процессе смены режимов работы ДВС, пока машина продолжает движение это невозможно сделать;
- Работа карбюратора зависит от места его установки на двигателе;
- Так как топливо в карбюраторе хуже смешивается, чем во время распыления форсункой, в выхлопную систему попадает больше несгоревшего бензина, что повышает уровень загрязнения окружающей среды.
Система впрыска топлива впервые начала применяться на серийных автомобилях еще в начале 80-х годов ХХ века. Однако на авиации инжекторы начали устанавливаться на 50 лет раньше. Первый автомобиль, который был оснащен механической системой непосредственного впрыска от немецкой фирмы Bosch, был Goliath 700 Sport (1951-й год).
Известная модель под названием «Крыло чайки» (Mercedes-Benz 300SL) оснащалась аналогичной модификацией ТС.
