Перші роботи з системами уприскування палива в двигун велися ще на початку ХХ століття. У 1916 році інженери А. Микулин і Б. Стечкін розробили дослідну конструкцію механічного інжектора, але далі стендових випробувань справа не пішла. Система працювала, але конструкційні матеріали того часу не забезпечували надійної роботи.
Та все ж переваги уприскування першими оцінили авіатори: працездатність інжектора не залежить від положення мотора щодо осі горизонту, а тому він у будь-якому положенні однаково ефективно подає пальне в циліндри. Перед початком Другої Світової компанія Bosch впровадила інжекторних паливну апаратуру на мотор Daimler-Benz з 12 циліндрами. Їхній приклад наслідували і японські інженери з Mitsubishi, і радянські конструктори.
Купе Mercedes-Benz 300SL (W198) увійшло в історію не тільки через елегантний силует і незвичайні дверцята «крило чайки», а й завдяки 215-сильному 3,0-літровому двигуну М198 з механічною системою безпосереднього вприскування палива Bosch
Компактне купе Goliath 700 Sport 1951 року можна вважати першим серійним автомобілем з уприскуванням. Механічний інжектор фірми Bosch конструктивно майже повністю повторював перевірену в авіабудуванні конструкцію. Легенда стилю, купе Mercedes-Benz 300 SL, також оснащувалося механічним інжектором. Електронне впорскування пального першою розробила і впровадила компанія Bendix. Нову технологію назвали Electrojector і встановили в 1966 році на седан Rambler Rebel. Цікаво, що незабаром патент на «Електроджектор» викупила фірма Bosch.
В СРСР інжекторні машини серійно не вироблялися. Але дослідницькі роботи в цьому напрямі велися ще з кінця 50-х років минулого століття. Першими «піддослідними» стали двигуни «Волги» ГАЗ-21 та повноприводної вантажівки ЗІЛ-157. Надалі системи механічного уприскування розроблялися і для масових ВАЗ-2101 та «Москвич-412». Конструкцію продумали та навіть невеликим тиражем випустили фахівці Харківського машинобудівного заводу, який опікувався інжекторами для авіації. Але висновок всіх експериментів зводився до того, що інжектори вимагають серйозного підвищення культури обслуговування та призводять до подорожчання самих машин.
Прямий, безпосередній і моно
Найпоширенішим, та й першим хронологічно, є багатоточкове уприскування, воно ж розподілене. При такому типі інжектора кожен окремий циліндр має власну форсунку, яка встановлюється у впускному колекторі. Залежно від періодичності упорскування палива, розподілений інжектор буває одночасним, попарно-паралельним і фазованим.
Форсунки системи безпосереднього уприскування (праворуч) подають пальне в камеру згоряння. Зліва - сучасний варіант системи розподіленого упорскування Port Fuel Injection (PFI), форсунки якої подають пальне в порт перед впускним клапаном.
В першому випадку всі форсунки двигуна відкриваються одномоментно, при фазованому - безпосередньо перед тактом впуску, тож у другому варіанті двигун дещо економніший. Левова частка всіх сучасних машин має розподілене фазоване уприскування, але при холодному запуску і в деяких аварійних режимах може використовувати попарно-паралельний режим.
Найпростішим вважається моноінжектор. Він масово завоював ринок у 80-ті роки, як рішення для малолітражних і бюджетних автомобілів. Така конструкція має одну форсунку, яка встановлюється в колекторі на початку впускного тракту: вона забезпечує паливною сумішшю всі циліндри. Мотори з моновприском відрізнялися високою надійністю, але вони «не проходили» екологічних стандартів, суворіших за Євро-2.
Безпосереднє впорскування відрізняється тим, що форсунки розташовуються в голівці блоку циліндрів і подають пальне в саму камеру згоряння. Масовою цю технологію зробили мотористи Mitsubishi в середині 90-х років. За нею потягнулися й інші японські автовиробники, а вже у «нульових» цими розробками озброїлися німці з VAG.
Що нас чекає в майбутньому?
Чимало інженерів висловлюють думку про те, що кардинально інжектор вже не змінити. Однак у ХХI столітті з уприскуванням проводять дослідження вищого порядку, ніж банальне переміщення форсунки впускним трактом. Так, пошарове сумішоутворення дозволяє спрогнозувати точку в камері згоряння, де створиться ідеальна по пропорції паливна суміш.
Робота системи прямого впорскування з пошаровим сумішоутворенням (Fuel Stratified Injection) на прикладі двигуна Audi 2.0 TFSI
Оптимальною зоною камери згоряння є простір прямо перед свічкою запалювання - порція ідеальної суміші, підпалена свічкою, запалює навколо себе суміш з меншим вмістом бензину. Така «спрямована» дію форсунок і каналів системи впуску дозволяє скоротити апетит автомобіля на 7-10%. Крім того, цей контрольований процес займання, «замішуючи» бідні та надбідні суміші, суттєво зменшує обсяг шкідливих викидів.
Недавні дослідження інженерів Porsche доводять, що їхні дослідні зразки синтетичного органічного палива, одержаного шляхом перероблення олеїнових рослинних культур, роблять машину з інжекторним ДВС у загальному підсумку навіть екологічнішою, ніж електромобілі. Тож списувати інжектори, схоже, поки рано: їхній вік ще не вийшов.
Прокоментуйте першим