Система впрыска является, пожалуй, важнейшей и наиболее высокотехнологичной частью топливной системы. На протяжении полувека с лишним бензиновые инжекторы существовали параллельно с карбюраторами, однако из-за высокой цены и, напротив, невысокого ресурса, были уделом гоночной техники, а еще ранее - поршневых авиадвигателей. Однако, в последние десятилетия с развитием электронных систем управления двигателем впрыск полностью вытеснил карбюраторы, потому что он делает моторы мощнее, экономичнее и как правило легче настраивается.
Основные типы систем впрыска для бензиновых силовых агрегатов немногочисленны: центральный, распределенный, прямой и комбинированный впрыск. Центральный впрыск - наиболее простая реализация инжекторного питания, представляющая собой одну форсунку (электромагнитный клапан), подающую топливо во впускной коллектор. Форсунка состоит из катушки индуктивности, клапана с возвратной пружиной и распылительного сопла, управляет впрыском под давлением около 100 кПа ЭБУ двигателя. Один из наиболее распространенных реализаций - Mono-Jetroniс компании Bosch родом из середины 70-х.
В системе распределенного впрыска количество форсунок равняется количеству цилиндров, однако топливо все еще впрыскивается в коллектор. Ранние версии (Bosch K-Jetronic) имели механическое управление дозированием топлива: нажатие на педаль газа открывало дроссельную заслонку и проходящий через нее воздух перемещал напорный диск расходомера, который при помощи системы тяг двигал плунжер дозатора-распределителя топлива. В соответствии с углом открытия дроссельной заслонки и напором воздуха от нее дозатор-распределитель подавал определенное количество бензина на форсунки непрерывного впрыска.
Комбинированный (распределенный + непосредственный) впрыск топлива
Более современная модификация Bosch L-Jetronic обладала электронным управлением впрыском, что позволило выбросить из схемы сложный механизм управления. В своей работе L-Jetronic опирается на показания датчиков, на основании которых ЭБУ расчитывает необходимую дозировку и раздает команды электромагнитным форсункам на импульсный впрыск топлива. Дозатор-распределитель и механический расходомер воздуха - не нужны.
Наиболее совершенной на сегодняшний день считается система непосредственного (прямого) впрыска в цилиндры, получившая распространение в автопроме в последние два десятилетия. Что характерно, самая идея совсем не нова: во время Битвы за Британию прямой впрыск немецких авиадвигателей обеспечивал «Мессершмиттам» преимущество в вертикальном маневре над захлебывающимися в подобных условиях британскими истребителями.
Прямой впрыск топлива
Количество форсунок в системе непосредственного впрыска не обязательно равно, но кратно количеству цилиндров - существуют моторы с двумя форсунками на цилиндр. Кроме того, в конструкции предусмотрен топливный насос высокого давления с регулятором давления - он подает бензин на топливную рампу, а та - непосредственно на форсунки. Гибкость в управлении системой позволяет при должной скорострельности форсунок производить несколько циклов впрыска за один такт и менять параметры обогащения и смесеобразования в камере сгорания в зависимости от режимов работы мотора. Таким образом достигается максимальная эффективность сгорания смеси и, как следствие, высокая отдача двигателя при меньшем потреблении топлива. Еще эффективнее может быть комбинированная схема с распределенным и непосредственным впрыском: форсунок больше, но за счет более эффективного образования смеси снижается количество твердых частиц в выхлопе.
В дизельных двигателям системы впрыска несколько отличаются от бензиновых из-за принципа воспламенения в цилиндрах: при помощи топливного насоса высокого давления (ТНВД) топливо подается к форсункам, которые впрыскивают его в цилиндры на заключительной стадии сжатия, благодаря чему смесь практически мгновенно воспламеняется. Наиболее прогрессивные на сегодняшний день системы впрыска для дизелей - с насос-форсунками и т.н. Common Rail.
Насос-форсунки самостоятельно создают необходимое давление для попадания топлива в камеру сгорания и впрыскивают его под строгим контролем ЭБУ. Плунжерный насос приводится от кулачков распределительного вала и подает топливо к клапану. В последнее время электромагнитные клапаны уступают дорогу более скорострельным пьезоэлектрическим, обеспечивающим высокие показатели экономичности. Однако, при всех положительных качествах насос-форсунок (низкий расход, выбросы вредных веществ и уровень шума, высокая мощность), у них есть один серьезный недостаток: сравнительно малый ресурс и дороговизна. Поэтому многие производители предпочитают использовать схему Common Rail с общей топливной рампой.
Система Common Rail
Конструкция системы Common Rail предусматривает подачу топлива от ТНВД на аккумулятор высокого давления - ту самую рампу, общую для всех форсунок. Рампа распределяет топливо по форсункам, которые, как и в случае с насос-форсунками, управляются электронно и могут менять режимы работы. Такие моторы отличают высокие характеристики и одновременно приличный ресурс.
Комментарии (2)
"Существуют четыре основных типа систем впрыска для бензиновых силовых агрегатов: центральный, распределенный и комбинированный впрыск." - я чего то не понимаю, или в математику не умею?
И еще не совсем понял под текстом про распределенный впрыск расположено фото комбинированного - немного путает.