В каком году начали выпускать инжекторные двигатели

Инжекторный двигатель

Еще два-три десятка лет назад большинство двигателей было оснащено карбюраторами, сегодня же на новых автомобилях карбюратор уже и не встретишь — его место заняли инжекторы. О том, что такое инжекторная система подачи топлива, как она устроена и работает, а также о ее преимуществах и недостатках читайте в этой статье.

История инжекторных двигателей

Свой путь инжекторные двигатели начали в авиации — первый авиамотор с впрыском топлива был создан еще в 1916 году (причем в России, выдающимися конструкторами Б.С. Стечкиным и А.А. Микулиным), однако массовое производство таких систем было начато перед Второй Мировой войной в Европе. Уже тогда о себе заявила фирма Bosch, которая одной из первых стала создавать инжекторные системы подачи топлива.

В автомобилях инжекторы появились в 1950-х годах, однако в то время они были не слишком интересны ни производителям, ни потребителям. И только с 1970-х годов, когда остро встал вопрос об экологической безопасности двигателей, а техника достигла достаточного для создания сложной автоматики уровня, инжекторные системы стали получать все большее и большее распространение.

На сегодняшний день инжекторные моторы занимают наибольшую долю рынка, а карбюратор уже практически стал историей.

Устройство и принцип работы инжекторной системы подачи топлива

В инжекторном двигателе, в отличие от карбюраторного, топливно-воздушная смесь подается в цилиндры не «самотеком», а с помощью специальной системы. Эта система, опираясь на показания нескольких датчиков, дозирует топливо и в распыленном виде в точно отмеченные моменты времени подает его в цилиндры. Управляется инжекторная система подачи топлива электронным блоком управления — фактически, небольшим компьютером.

Инжекторная система подачи топлива состоит из следующих основных компонентов:

— Топливные форсунки;
— Топливная рампа;
— Топливный насос;
— Электронный блок управления (ЭБУ);
— Система датчиков.

Топливная форсунка. Это основной элемент инжекторной системы. Собственно, форсунка и называется инжектором — она распыляет и подает топливо во впускные коллекторы цилиндров или непосредственно в камеры сгорания. Основу форсунки составляет корпус, в нем установлен электромагнитный клапан, который осуществляет открытие и закрытие форсунки. Распыление топлива производится через кольцевое отверстие между стенками корпуса и иглой, управляемой клапаном.

Топливная рампа. Присутствует в современных системах с распределенным впрыском. Рампа обеспечивает подачу топлива ко всем форсункам, объединяя их в единую систему.

Топливный насос. Топливо подается к форсункам под давлением в несколько атмосфер — это давление обеспечивает электрический топливный насос.

Электронный блок управления. Именно этот блок осуществляет управление инжекторной системой подачи топлива. Обычно выполнен в виде компактного блока (микроконтроллера), который соединен с несколькими датчиками, всеми форсункам, насосом, системой зажигания, регулятором холостого хода и другими системами. Собирая текущую информацию о состоянии двигателя, скорости, положении акселератора и десятках других параметров, ЭБУ определяет количество топлива и в определенные моменты производит его впрыск в цилиндры.

Система датчиков. Датчики служат для измерения в режиме реального времени ключевых параметров двигателя: массовый расход воздуха, положение коленчатого вала (для определения начала и конца тактов), положение педали газа, наличие детонаций в цилиндрах, температура охлаждающей жидкости, скорость автомобиля. На многих двигателях также устанавливаются датчики фаз, неровностей на дороге, включения кондиционера, положения распределительного вала и других параметров.

Читайте также:  Почему гремит двигатель 21214

Принцип работы инжекторного двигателя очень прост: топливо распыляется форсунками во впускной коллектор цилиндра, где смешивается с воздухом, и полученная топливно-воздушная смесь через клапаны подается в камеру сгорания. Но, в отличие от карбюраторного двигателя, в инжекторе реализована возможность буквально за доли секунды подстраивать характеристики работы двигателя в зависимости от текущих условий, добиваясь наилучших показателей мощности, экономичности и экологичности.

Виды инжекторных двигателей

Существует два принципиально разных типа инжекторной системы подачи топлива:

— Моновпрыск (центральный или одноточечный впрыск);
— Распределенный (многоточечный) впрыск.

Моновпрыск. Простая и надежная система, в которой используется только одна форсунка — она установлена на впускном коллекторе, занимая место карбюратора. На сегодняшний день практически не используется, так как не удовлетворяет возросшим экологическим требованиям.

Распределенный впрыск. Система, в которой предусмотрено по одной топливной форсунке на каждый цилиндр. Существует три основных вида распределенного впрыска: одновременный (все форсунки открываются в одно время), попарно-параллельный (форсунки открываются парами) и фазированный (форсунки открываются индивидуально для каждого цилиндра, обычно перед тактом впрыска в цилиндре).

Отдельно необходимо выделить инжекторную систему с непосредственным впрыском топлива. В этой системе топливные форсунки выходят непосредственно в камеру сгорания (как в дизельных моторах). По ряду характеристик непосредственный впрыск лучше других систем, но более сложен и требователен к качеству топлива.

Преимущества и недостатки инжекторов

Широкое распространение двигателей с инжекторной системой подачи топлива обусловлено их неоспоримыми преимуществами:

— Автоматическое изменение режима работы двигателя в зависимости от текущих условий;
— Отсутствие необходимости производить какие-либо ручные настройки;
— Экономичность (потребление топлива до 20% ниже, чем у карбюраторных моторов);
— Соответствие высоким экологическим требованиям;
— Простой запуск двигателя (опять же из-за автоматической регулировки режима работы).

Однако ничто не дается просто так, и инжекторные двигатели имеют ряд недостатков:

— Сложность и относительно высокая стоимость;
— Низкая ремонтопригодность узлов системы подачи топлива — некоторые детали проще выбросить, чем ремонтировать;
— Повышенные требования к качеству и составу топлива;
— Обслуживание и ремонт может проводиться только специалистами с применением специальных инструментов и приборов;
— Зависимость от напряжения питания бортовой сети (в ряде систем отключение аккумулятора и вовсе делает работу двигателя невозможной).

Но преимущества инжекторных двигателей преобладают над недостатками, что и обеспечило их широчайшее распространение во всем мире.

Источник

Первые инжекторные легковушки 1950-х годов

Принято считать, что первый автомобиль с бензиновым двигателем, оборудованным топливной системой непосредственного впрыска, был Mercedes-Benz 300SL, более известном как «Gullwing». Но это верно лишь отчасти. Действительно, «Крыло чайки» был первой машиной, на которую серийно в процессе производства устанавливался инжекторный двигатель, но впервые впрыск появился совсем на другом автомобиле, тоже германской компании, название которой в наши дни мало кому известно.

Goliath GP700 Sport компании Goliath стал первым легковым автомобилем с непосредственным впрыском топлива, появился он в 1951 году. Его крохотный двухцилиндровый мотор объемом чуть менее 700 см3 был оборудован механическим топливным насосом, подающим бензин на форсунки под давлением 45 бар.

Тогдашний инжектор был очень похож на систему питания старых дизелей, до — common rail-овой эпохи, с механическим плунжерным топливным насосом. По сути, это была адаптированная для бензинового двигателя топливная система Bosch для дизелей.

Как видите, помимо впрыска на двигателе присутствует карбюратор, это действительно так, система механического впрыска не могла поддерживать работу двигателя на холостом ходу, в этом режиме мотор работал благодаря простенькому карбюратору.

Читайте также:  Что выбрать дизель или бензиновый двигатель

Применение инжектора повысило мощность двигателя Goliath GP700 до 29 л.с., у карбюраторной модификации было 25, а вот стоимость машины выросла куда значительней – в 1.5 раза, до 9700 марок.

Покупателей на такой «спорткар» естественно, не было, поэтому выпустив 25 машин, компания Goliath стала устанавливать впрысковый мотор на более востребованную машину – седан Goliath GP700, но и там без особого успеха.

Годом позже установить инжектор на двигатель легковой машины пробовала еще одна немецкая автомобильная компания Gutbrod, ныне позабытая.

Устанавливая инжектор на скромный и скучный Gutbrod Superior с двухцилиндровым двухтактным мотором, компания прежде всего преследовала цель достичь большей экономичности, что бы часть топлива не улетала, в прямом смысле, в трубу – через выпускной канал. У двухтактных моторов клапанов нет.

Впрыск топлива происходил в момент, когда поршень уже перекрыл выпускной канал, таким образом расход бензина у Gutbrod Superior действительно снизился, почти на полтора литра, на 5 л.с. выросла мощность, достигнув 27 л.с.

Дороговизна конструкции в те времена не позволила непосредственному впрыску получить массовое распространение на легковых автомобилях, и даже очень состоятельные люди, которые могли себе позволить Mercedes-Benz 300SL, предпочитали всё же классические карбюраторные решения, поэтому Mercedes впоследствии тоже отказался от непосредственного впрыска на бензиновых двигателях, на некоторое время.

Источник

История инжекторных двигателей. Принцип работы. Виды. Плюсы и минусы.

Примерно 30 лет назад большая часть автомобильных двигателей оснащали карбюраторами. На новых машинах такие двигатели не найти, ведь на смену пришли инжекторы. Окунемся в историю инжекторного двигателя, а также разберем, как он работает и какие имеет особенности.

Краткая история

В 1916 году инжекторные двигатели появились в авиации. Первый авиамотор с топливным впрыском разработали в России А.А. Микулин и Б.С. Стечкин. Большими партиями стали выпускать только перед Второй Мировой войной в Европе и к тому времени, компания Bosch стала одной из первых производить инжекторные системы подачи топлива.

Впервые инжекторы стали применять в машинах в 50-е годы, но они не интересовали, ни покупателей, ни производителей. И лишь к 70 годам инжекторные моторы стали набирать популярность.

Устройство и принцип работы

В карбюраторном моторе топливно-воздушная смесь попадает самотеком, а в инжекторном с помощью системы и датчиков, которые подают сигнал о распылении топлива в конкретном количестве и в точное время в цилиндры. Системой распоряжается электронный блок управления, своего рода небольшой компьютер.

Топливная система состоит из:

  • форсунок;
  • рампы;
  • насоса;
  • ЭБУ (электронный блок управления);
  • системы датчиков.

Работает инжекторный двигатель просто: форсунки распыляют топливо во впускной коллектор цилиндра, там оно смешивается с воздухом. Затем готовая топливно-воздушная смесь попадает в камеру сгорания через клапаны.

Виды инжекторных моторов

Инжекторные двигатели разделяют на 2 типа, где отличается подача топлива:

  1. Моновпрыск (центральный или одноточечный впрыск).
  2. Распределенный или многоточечный впрыск.

В моновпрыске присутствует 1 форсунка вместо карбюратора, которая установлена на впускном коллекторе. Простая система, но ее почти не используют в жизни, так как не подходит по экологическим стандартам.

В распределенном впрыске установлено по 1 форсунке на каждый цилиндр.

Распределенный впрыск делится на 3 вида:

  • одновременный (все форсунки срабатывают в один момент);
  • попарно-параллельный (форсунки срабатывают парами);
  • фазированный (форсунки срабатывают индивидуально для каждого из цилиндров, чаще перед тактом впрыска).

Ижекторная система отличается своим непосредственным впрыском топлива. Форсунки выходят в камеру сгорания, как в дизельных двигателях. По характеристикам такой впрыск намного лучше прочих систем, но сложнее и требовательнее к качеству бензина.

Читайте также:  Рабочая температура дизельного двигателя ман

Плюсы и минусы инжекторов

Рассмотрим основные плюсы:

  • автоматические правки в режиме работы мотора;
  • не нужно настраивать что-либо в ручную;
  • экономия топлива до 20%;
  • соответствует экологическим нормам;
  • легкий запуск мотора.

А теперь о минусах:

  • высокие требования по качеству топлива;
  • трудности с ремонтом, некоторые запчасти легче заменить, чем отремонтировать;
  • ремонт и обслуживание, чаще придется проводить со специалистами и специальными приборами;
  • зависимость от напряжения питания бортовой сети.

Источник

В каком году начали выпускать инжекторные двигатели

Впрыск топлива на двигателях внутреннего сгорания появился еще до Второй Мировой, но именно в ее ходе он был доработан и испытан боями. Накопленный опыт, разумеется, пропадать не желал – и уже в первой половине 50ых годов, один из гигантов авто- и авиагрегатного производства Америки, компания Bendix, предложила сотрудничество по этой теме компаниям Chrysler и American Motors.

Система, установленная впоследствии на автомобили концерна Chrysler, представляла собой фактически современный инжектор. Топливо подавалось посредством распределенного впрыска, где на каждый цилиндр приходилось по одной электромагнитной форсунке. Форсунки питались из топливной рейки, давление в которой создавал электрический бензонасос, смонтированный в бензобаке автомобиля (причем, для упрощения его замены, в багажнике предусматривался специальный лючок). Топливная магистраль имела регулятор давления топлива с перепускным клапаном, «стравливающим» лишний бензин в бензобак через обратную магистраль. Управление всей системой велось транзисторным электронным блоком управления, который посредством датчиков замерял не только разрежение во впускном коллекторе, температуру двигателя и положение дроссельной заслонки, но и объем цилиндров и давление топлива. При этом, информацию о тайминге в «мозги» сообщал дополнительный контактный трамблер, смонтированный рядом с трамблером системы зажигания. В общем счете, система во многом предсказала направление для дальнейшего развития, о чем не стеснялись повторять разработчики. Сравнительно с карбюраторным питанием, «электроджектор» давал заметный прирост крутящего момента на более низких оборотах чем карбюраторы; а также прибавлял до 20 лошадиных сил в общую мощность лучших 8-цилиндровых моторов Крайслера.

Вскрытый блок управления впрыском

Однако, на этом хорошее кончается. Несмотря на улучшившиеся показатели относительно стандартной пары карбюраторов, впрыск стоил баслословных денег – свыше шестиста долларов, что доходило до четверти цены седана от Chevrolet. Более того, ввиду несовершенства технологий тех лет, система оказалась достаточно капризной и требовательной к своевременной проверке и обслуживанию; таким образом, требуя от механиков быть еще и инженерами-электронщиками. В 1958 году, на 35 автомобилей концерна смонтировали впрыск – ими были два Plymouth Fury, пять DeSoto Adventurer в разных кузовах, двенадцать «доджей» и еще 16 купе Chrysler 300. Вскоре все эти автомобили были переделаны обратно на карбюраторную систему, кроме одного DeSoto, который успел попасть в аварию до этого (автомобиль ныне восстановлен). В 1959-ом году инжекторных машин конвеер уже не увидел. Chrysler с досады был вынужден продать не оправдавшую себя систему компании Bosch, которая узрела в ней потенциал – и уже в 60ых, когда надежная современная электроника стала дешеветь, компания довела систему «до ума» и вовсю устанавливала свой впрыск под названием D-Jetronic на «фольксвагены».

Единственный в мире рабочий автомобиль с установленным на заводе и полностью работоспособным впрыском Electrojector — кабриолет DeSoto Adventurer 1958 года, восстановлен в 2002 году. Примечательно, что автомобиль прошел свыше 77 тысяч миль, не демонтируя системы впрыска.

Шильдик на автомобилях с впрыском

Источник

Adblock
detector