Инжекторные автомобили: что это, значение, принцип работы

Первые инжекторные легковушки 1950-х годов: mexanizm — LiveJournal

January 14 2019, 11:02

Category:

• Авто
• Cancel

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. 

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.

 

gutbrod superiormercedes-benz 300slинжектортехнологии

Чего боится инжектор автомобиля

Вот раньше автомобили могли ездить даже на самогоне, потому что карбюраторные были. Современные машины уже на такое неспособны, потому что инжекторные. Но деваться некуда. Поэтому давайте выясним подробнее, чего боится инжектор.

Содержание

• Как он работает
• Обслуживание
• Безопасное вскрытие
• Чего не стоит делать
• Итог

Как он работает

Основной особенностью инжекторных систем является использование для впрыска топлива прямо в коллектор или в цилиндр специальной форсунки.

Для правильной работы инжектора форсунки нужно поддерживать в идеальном состоянии

Главная задача форсунки – дозированное смешивание топлива с воздухом. Для получения такой смеси в ее теле создается высокое давление. Форсунка представляет собой простой клапан на основе электромеханики, дозирующий количество смеси, попадающей в цилиндр за один впрыск.

Эффективность инжекторных систем заключается именно в контролировании состава топливно-воздушной смеси, а также момента подачи искры для ее воспламенения. Для такого контролируемого дозирования современный автомобильный инжектор «доверху» напичкан различными датчиками. Вот они:

• Воздушный датчик (MAF) – учитывает количество воздуха, проходящего через него. Это нужно для дозирования содержания воздушной массы в смеси.
• Датчик давления (MAP) – его показания в совокупности с данными других датчиков используются для вычисления содержания воздуха. Прибор показывает уровень давления, которое образуется в коллекторе. MAP чаще устанавливаются на спортивные авто.
• Фазовый датчик – показывает положение коленвала в каждом из цилиндров. Эти данные нужны для расчета интервала впрыска топлива и подачи искры в момент сжатия.

Это еще не все датчики, а лишь основные из тех, которые используются в современной инжекторной системе. Именно из-за большого количества электроники многие из отечественных автомобилистов предпочитают обычный карбюратор «навороченному» инжектору.

Вся проблематичность эксплуатации инжектора в наших условиях заключается в низком качестве российского топлива. И, хотя сейчас эта проблема потихоньку уходит, все равно в некоторых регионах найти качественный бензин тяжело. Тем более важно знать, чего боится инжектор. А боится он, в первую очередь, некачественных ГСМ.

Инжекторная топливная система

Все описанные приборы входят в состав так называемых мозгов автомобиля (бортового компьютера). Система компьютера настроена на определенный тип и марку топлива. То есть топливо должно иметь определенный состав и обладать диапазоном характеристик, которые прописаны нормами этой марки.

Бензин российского производства не всегда соответствует установленным международным стандартам. Этим и обусловлена большая часть сбоев в работе топливных систем на основе инжектора. Системы на карбюраторе менее чувствительны к качеству ГСМ, и порой способны «переработать» даже спирт.

Обслуживание

Несмотря на все это инжектор обладает хорошей живучестью. А неисправность датчиков не всегда приводит к обездвиживанию автомобиля. Машина не сможет самостоятельно добраться до СТО лишь при поломке фазового датчика или топливного насоса.

При выходе из строя датчика положения коленвала авто сможет проехать еще пару километров, если постучать ногой или деревяшкой по области бака. Благодаря этому временно возобновляется контакт коллекторных щеток с якорем.

Также часто неработоспособность двигателя вызвана повреждением проводки, находящейся под капотом. Или нарушением соединений шлангов топливной системы. Это тоже относится к тому, чего боится инжектор.

Идеальное состояние инжектора обеспечивает низкий расход топлива и правильную работу двигателя

Не стоит пропускать плановую замену всех фильтров (масляного и воздушного) и масла в двигателе. После каждых 30 тысяч пробега нужно делать чистку заслонки дросселя и промывать сам инжектор. Сразу после такой мойки лучше весь моторный отсек просушить сжатым воздухом.

Вот еще от чего может пострадать работоспособность системы на основе инжектора:

• Плохие свечи зажигания.
• Неисправность стартера.
• Слабый аккумулятор.

Как видно из перечисленного, большая часть проблем в работе инжекторной системы вызвана нерегулярным ТО и несвоевременной заменой всех расходников.

Безопасное вскрытие

Если надумали делать вскрытие топливной системы самостоятельно, то стоит обезопасить себя. Все дело в излишнем давлении, которое в этой системе держится на уровне 0,6 МПа на протяжении нескольких часов после остановки двигателя. А в некоторых моделях авто и до полусуток.

Работа инжекторной топливной системы

При вскрытии герметичной полости из-за резкого перепада давления происходит выброс топливной массы. Дополнительным неприятным сюрпризом обладают инжекторы, оборудованные аккумуляторами давления. При их вскрытии после первичного выброса бензина через некоторое время следует второй. Нужно быть готовым к этому, и при разборке топливной части лучше полностью обесточить весь автомобиль. Ведь малейшее попадание искры с любого контакта может мгновенно воспламенить выброшенную порцию бензина.

Чего не стоит делать

Теперь рассмотрим на практических примерах то, чего боится инжектор:

• Не стоит лишний раз отключать массу на аккумуляторе. После продолжительного отключения сбрасываются все настройки топливного контроллера.
• Для аварийного запуска мотора не применяйте зарядку. Из-за скачка напряжения может полететь блок управления.
• Инжектор сильно восприимчив к попаданию влаги. Замерзание воды в форсунках ведет к их повреждению и образованию внутренней коррозии.
• Не стоит «кормить» автомобиль случайным топливом. Приобретайте бензин на проверенных АЗС.

Бывалые владельцы авто на инжекторе знают, что сразу с пистолета наш отечественный бензин лить в бак не стоит. Нужно ему дать отстояться в течение суток. И только потом им можно заправляться, пропустив через несколько слоев тканевого фильтра. Эффективнее всего для очистки бензина под инжектор применять специальные фильтры.

• Нельзя производить замену бортового компьютера, контроллера или даже проводки «неродными» комплектующими. Обладая одинаковыми разъемами, они могут иметь разную конструкцию и характеристики.

Итог

Поломка инжекторной системы чаще всего является следствием неправильной эксплуатации и ТО. Неаккуратное отношение к автомобилю – вот чего боится инжектор больше всего. Так что будьте внимательны к своему авто, и он вам отплатит тем же.

Лучшие автомобильные инновации: история впрыска топлива

Топливо с впрыском Chevrolet Corvette 1957 года

Одной из ключевых современных автомобильных инноваций является изобретение впрыска топлива. Карбюраторы использовались в течение десятилетий с большим успехом, но когда дело доходит до чистого воздуха и точного соотношения воздух-топливо, они часто бывают в лучшем случае непредсказуемыми. История автомобилей с впрыском топлива восходит к началу 1900-х годов.

Механический впрыск топлива

Первоначально механический впрыск топлива применялся исключительно в авиационных двигателях. Это началось в 1902 году и продолжалось во время Первой и Второй мировых войн.

В 1940-х годах гонщики и любители хот-родов начали экспериментировать с механическим впрыском топлива. Он использовался в основном в гонках на выносливость и с искателями наземных рекордов скорости на солончаках.

1955 Mercedes-Benz 300 SLR

К 1950-м годам Mercedes-Benz перешел на механический впрыск топлива в форме прямого впрыска Bosch. В 1955 Mercedes-Benz оснастил 300SLR авиадвигателем Bosch с непосредственным впрыском топлива. Стирлинг Мосс привел его к победе в итальянском соревновании, известном как Mille Miglia; гонка на выносливость на 1000 миль, проводившаяся с 1927 по 1957 год.

Многие автолюбители не знали, что Chevrolet представил Corvette 1957 года, оснащенный двигателем V8 объемом 283 кубических дюйма с механическим впрыском топлива. См. изображение выше.

В 1960-х годах механический впрыск топлива редко использовался в США, почти исключительно в гонках. Примитивная конструкция учета количества подаваемого топлива была непригодна для уличного применения.

1969 Triumph TR-5

Ближе к концу 1960-х годов европейские автопроизводители начали экспериментировать с механическим впрыском топлива для серийных автомобилей. Porsche, Peugeot, Audi, BMW, Aston Martin, Triumph и Volkswagen были включены в число производителей, которые оснастили отдельные модели системой механического впрыска топлива Bosch Jetronic. Так продолжалось до середины 1970-х годов.

Ассортимент электронных топливных форсунок

Bendix, американская корпорация, поглощенная Honeywell в 1983 году, отвечала за первую систему электронного впрыска топлива (EFI), предлагаемую для серийных автомобилей. В 1957 American Motors Corporation оснастила Rambler электронной системой впрыска топлива, названной Electrojector, на 5,4-литровом двигателе V8. Электрожектор был очень темпераментным, особенно в холодных погодных условиях, и с треском провалился во время предсерийных испытаний.

1958 Dodge D-500

К 1958 году American Motors устранила некоторые проблемы с системой Electrojector, и Chrysler решил предложить ее на 300D, DeSoto Adventurer, Dodge D-500 и Plymouth Fury. Они считаются первыми серийными автомобилями с электронным впрыском топлива. Из-за примитивной конструкции и конструкции ранних компонентов EFI потребителям было поставлено только тридцать пять единиц. Большинство из них в конечном итоге были преобразованы в четырехцилиндровые карбюраторы, а запатентованная конструкция электрожектора была продана компании Bosch.

К 1967 году компания Bosch разработала электрожектор в пользующейся спросом системы EFI. Усовершенствованная конструкция Bosch получила название D-Jetronic (D означает «драк», что в переводе с немецкого означает «давление»). И снова европейские автопроизводители ухватились за эту идею. Citreon, Saab, Volkswagen, Mercedes-Benz, Volvo и Jaguar производили автомобили не только с системой D-Jetronic, но и с последующими системами K-Jetronic и L-Jetronic до середины 1970-х годов.

В середине 1970-х японские автопроизводители также присоединились к EFI. Toyota, Nissan, Mitsubishi, Mazda, Isuzu, Subaru и Honda начали предлагать автомобили с EFI.

Cadillac SeVille 1975 года

Cadillac Seville 1975 года был оснащен системой EFI, разработанной Bendix. Он имел большое сходство с системами Jetronic, предлагаемыми Bosch. Эта система использовала расходомер воздуха, датчик атмосферного давления и датчик температуры двигателя для определения скорости подачи топлива. Воздушный поток менялся, увеличиваясь при открытии дросселя и увеличении скорости автомобиля и уменьшаясь при закрытии дросселя и снижении скорости автомобиля. Топливо было доставлено соответственно.

Motorola, американская компания, начала производить первые электронные модули управления двигателем для двигателей с впрыском топлива в 1980 году. Эта система, получившая название EEC-III, предлагалась в североамериканской продукции Ford Motor Company. Обслуживая и ремонтируя эти системы, могу сказать, что они были относительно примитивны по сравнению с сегодняшними системами OBD-II.

Контроллер EEC III

К середине 1980-х годов автопроизводители прекратили использование карбюраторных двигателей с подачей топлива. Отчасти из-за более строгих норм выбросов в США и отчасти из-за улучшения управляемости для потребителей почти каждый крупный автопроизводитель сделал компьютеризированный EFI основным методом подачи топлива для всех моделей. Отдельные автопроизводители использовали свои собственные компьютерные системы, для которых требовалось специальное диагностическое оборудование.

Система бортовой диагностики II (OBD-II) появилась в 1995 году. Менее половины всех автомобилей, произведенных в США, были оснащены новой системой в 1995 году, но федеральный мандат гарантировал, что все модели 1996 года были оснащены бортовой системой диагностики. II сертифицирован. OBD-II предлагал точную подачу топлива, утомительный мониторинг двигателя и универсальные диагностические разъемы.

Следите за следующей статьей из этой серии в блоге BestRide Midnight Oil, посвященной современным электронным системам впрыска топлива с компьютерным управлением. Мы рассмотрим отдельные задействованные компоненты и их функции в разделе «Главные автомобильные инновации: электронный впрыск топлива».

Объяснение систем впрыска этанола — Технический отдел

Благодаря внедрению прямого впрыска топлива сочетание газа и этанола может превзойти эффективность дизельного топлива.

Мы уже слышим ваши стоны: усилия нашего федерального правительства по сдерживанию импорта нефти путем добавления в бензин этанола стали благом для американских фермеров, но провалом для водителей. Проблема проста: заправка E85 (85-процентный этанол и 15-процентный бензин) в современные автомобили с гибким топливом обходится дороже, чем заправка той же машины обычным бензином. Мы страдаем от вреда этанола, не используя его преимущества.

Баланс этанола хорошо изучен на протяжении десятилетий. Поскольку плотность энергии этанола примерно на 66% меньше, чем у бензина, при использовании этанола в качестве прямого заменителя расход топлива снижается. С другой стороны, этанол имеет октановое число 100 по сравнению с 85–100 у бензина, что обеспечивает гораздо более высокую степень сжатия. (Неэтилированный гоночный бензин с октановым числом 100 дорог и не получил широкого распространения. Легко доступный бензин премиум-класса имеет максимальное октановое число 94.) очень полезный охлаждающий эффект. Так как же нам воспользоваться этими свойствами, чтобы оптимизировать роль этанола в современном транспорте? Книги по истории — хорошее место для начала.

Во время Второй мировой войны BMW и Daimler-Benz распыляли смеси метанола и воды в свои авиационные двигатели с наддувом, чтобы предотвратить детонацию (преждевременное воспламенение топливно-воздушного заряда). В США послевоенный GM применил аналогичные исследования в своем автомобиле мечты LeSabre 1951 года, который был оснащен двигателем V-8 с наддувом, способным работать на газе или метаноле. Это проложило путь к Oldsmobile F-85 Jetfire 1962 года, первому в мире серийному автомобилю с турбонаддувом, в котором использовалась «Turbo-Rocket Fluid» — смесь воды, метанола и ингибитора ржавчины — для предотвращения детонации с амбициозным тогда 10,25: 1 степень сжатия и 5,0 фунтов на квадратный дюйм наддува.

Современные гонщики используют всевозможные жидкости — воду, спирт, нитрометан, заменители свинца и закись азота — в погоне за мощностью. В Chrysler также проводится поддерживаемый правительством эксперимент, направленный на использование бензина и дизельного топлива в одном двигателе. Но самый разумный подход для широкой публики — использовать уже имеющиеся технологии для достижения значительного увеличения расхода топлива на галлон. Технология? Бензин, Е85, непосредственный впрыск топлива.

Британские компании Ricardo и Ethanol Boosting Systems (EBS) из Кембриджа, штат Массачусетс, тестируют двигатели, работающие на топливе E85, которые обеспечивают эффективность дизельного топлива — как минимум на 30 % выше, чем у типичного газового двигателя — без необходимости использования громоздких сверхмощных — оборудование для впрыска топлива и очистки выхлопных газов под высоким давлением.

Обе фирмы предлагают агрессивный турбонаддув, степень сжатия 12,0:1 или выше и рабочий объем поршня примерно в два раза меньше обычного.