Принцип работы инжекторной топливной системы

Время всегда все расставляет на свои места, и то, что еще вчера казалось несусветной фантазией, сегодня уже воспринимается, как абсолютная необходимость. Если говорить об автомобильной системе питания, то принципиальных отличий между карбюратором и инжектором нет. И та и другая система подает рабочую смесь в камеру сгорания и на этом ее функции исчерпаны. Другое дело, какими средствами и методами это происходит. Карбюратор тоже далеко не простое устройство, а иные экземпляры будут посложнее инжекторных систем. Но время показало, что карбюратор уже выдал свою порцию топлива в XX веке, судя по однозначному лидерству инжекторных систем питания сегодня. Почему так получилось, узнаем прямо сейчас.

Инжекторные системы питания сегодня лидируют над карбюраторными

Когда появился впрыск

Чисто теоретически, инжекторная система питания появилась еще в самом начале XX века. Эту идею обхаживали инженеры-авиаторы. Карбюратор их не устраивал по многим причинам. В основном из-за того, что количество и качество смеси сильно зависело от гравитации. Да и точность дозировки топлива в авиационных двигателях того времени оставляли желать лучшего. Поэтому инженеры перебрали все известные на тот момент типы карбюраторов, но ни один из них не смог удовлетворить рыцарей неба. Только к 1940 году был готов работоспособный образец ДВС с инжекторной системой подачи топлива. Уже к 1944 году многие истребители и бомбардировщики серийно оборудовались инжекторами, и тогда же стали проявляться и первые проблемы с ним. Чистка форсунок требовалась чуть ли не после каждого вылета.

Система впрыска приземлилась в Италии в начале 40-х годов — Alfa Romeo на автомобиле 6С протестировали инжекторные системы, а в 1954 году впрыск пошел в серию. На этот раз — в Германии.

Видеоролик о принципе работы системы питания инжекторного двигателя

Тот самый легендарный Mercedes-Benz 300 SL 1954 года, с дверьми «крылья чайки», получил механическую систему прямого впрыска топлива. Карбюратор заволновался. Ему осталось жить меньше 40 лет. Однако ни одна из вышеперечисленных компаний не изобрела впрыск топлива под давлением. Первым, кто разрабатывал эти системы, был французский инженер Леон Левассор, и было это еще в 1902 году. А он, в свою очередь, основывал свои изыскания на изобретении итальянского физика Джованни Вентури — трубе Вентури.

Принцип работы инжектора

Откровенно говоря, принцип работы инжектора гораздо проще устройства карбюратора средней степени сложности. Сегодня под словом «инжектор» подразумевают целую систему питания, включая системы управления и контроля. На самом деле, инжектор — это форсунка, а систему логичнее было бы называть системой впрыска. Карбюратор — это наукоемкое и элегантное воплощение сотни технических решений и законов физики в одной железке. Карбюратор вызывает трепет и уважение. А у тех, кто не понимает схему его работы — страх.

На фото инжекторная система питания двигателя, которая позволяет очень точно дозировать топливо

Инжекторная система — это всего лишь набор из насоса, подающей магистрали и форсунки для распыления топлива под давлением, а схематически она работает так: бензин из топливного бака подается по топливопроводу низкого давления в топливную рампу. Оттуда через систему клапанов с электронным управлением бензин поступает в сопло форсунки, которая подает распыленный бензин во впускной коллектор. Только там происходит смешивание бензина с воздухом и образование рабочей смеси. Смесь подается в камеру сгорания через впускной клапан.

Работу системы проще понять, сравнив ее с карбюратором. Он есть автономный поставщик готовой топливной смеси, ему не нужны электронные клапаны — все работает только на законах физики в замкнутой системе карбюратора. Ему не нужно особое управление, системы контроля и оперативной регулировки, ему не нужен даже бензонасос. Карбюратор предоставляет двигателю полностью готовую смесь. Система впрыска — распорошенное устройство, состоящее из массы элементов, которая делает фактически ту же работу, что и карбюратор, с той лишь разницей, что смесь готовится в коллекторе непосредственно перед подачей в камеру сгорания.

Инжекторная система питания двигателя позволяет очень точно дозировать топливо, точно выбирать момент подачи его в коллектор. Огромную роль в системе впрыска играет электроника. Это она дозирует топливо и синхронно с системой зажигания подает нужное количество в коллектор. Электроника позволила определить точную дозировку в пропорциях смеси. Воздух в коллектор попадает под воздействием разряжения, созданного поршнем в цилиндре, а количество воздуха тоже строго дозировано. В результате появилась возможность создать оптимальные пропорции воздуха и бензина, причем оперативно меняя их в зависимости от условий работы двигателя.

Виды систем впрыска топлива

Сейчас особенного выбора среди топливных систем нет, но в начале 90-х, когда системы впрыска только начали появляться на легковых автомобилях, можно было выбирать — установить карбюратор, или же установить механическую систему моновпрыска. Это были первые инжекторные системы, которые устанавливались на место карбюратора.

Механическая система моновпрыска — в начале 90-х это были первые инжекторные системы

Никаких переделок не требовалось, все, что нужно было сделать — заменить карбюратор моно форсункой, которая готовила смесь сразу для всех цилиндров и подавала ее во впускной коллектор. Плюс такой системы, а называлась она Single Point Injection, в том, что форсунка устанавливалась далеко от зоны высокой температуры, это обеспечивало ей довольно длительную жизнь и точность работы. До сих пор такие системы можно встретить на подержанных Audi 100, Opel Record и Фольксвагенах тех лет. Те же старенькие Форды и Ауди никогда не жаловались на сбои в электронике в системе впрыска, поскольку электроники там практически не было — не нужно было синхронизировать работу всех форсунок, достаточно было управлять одной на все цилиндры. Механический моновпрыск прост и неказист, но он не мог обеспечить такой уровень гибкости, который имеют более современные системы впрыска.

А это в первую очередь системы с распределенным впрыском топлива. Самая эффективная из них — система непосредственного впрыска в камеру сгорания. Но вместе с тем она же и самая сложная, и, как следствие, очень требовательна к качеству топлива, поэтому у нас такие системы просто в гостях.

Слишком большое количество серы в бензине выводит из строя точную топливную аппаратуру. На автомобилях отечественного производства устанавливают системы распределенного многоточечного впрыска. ВАЗ 2110, 2109 и все последующие ВАЗовские модели имеют именно такую систему. Ее также в качестве опции предлагали для установки на двигатель 2107. Причем переход отечественных автомобилей на впрыск вовсе не означает автоматический отказ от популярного газобаллонного оборудования. ГБО 2 поколения может устанавливаться как на карбюраторные, так и на инжекторные двигатели.

Системы впрыска могут иметь механическое или электронное управление, но механика не применяется в современных разработках еще с начала 2000 годов. Современные системы впрыска объединены с системой зажигания и централизованно управляются электронным блоком управления.