Типы впрыска топлива бензиновых двигателей: Системы впрыска топлива бензиновых двигателей: виды и принцип работы

Системы впрыска топлива бензиновых двигателей: виды и принцип работы

Система впрыска топлива применяется для дозированной подачи топлива в двигатель внутреннего сгорания в строго определенный момент времени. От характеристик данной системы зависит мощность, экономичность и экологический класс двигателя автомобиля. Системы впрыска могут иметь различную конструкцию и варианты исполнения, что характеризует их эффективность и сферу применения.

Карбюраторные системы питания

Рассмотрим сначала карбюраторные системы питания, которые еще недавно были широко распространены. Они более просты и дешевы по сравнению с инжекторными, не требуют высококвалифицированного обслуживания в процессе эксплуатации и в ряде случаев более надежны.

Система питания топливом карбюраторного двигателя включает в себя топливный бак 1, фильтры грубой 2 и тонкой 4 очистки топлива, топливоподкачивающий насос 3, карбюратор 5, впускной трубопровод 7 и топливопроводы. При работе двигателя топливо из бака 1 с помощью насоса 3 подается через фильтры 2 и 4 к карбюратору. Там оно в определенной пропорции смешивается с воздухом, поступающим из атмосферы через воздухоочиститель 6. Образовавшаяся в карбюраторе горючая смесь по впускному коллектору 7 попадает в цилиндры двигателя.

Топливные баки в силовых установках с карбюраторными двигателями аналогичны бакам систем питания дизелей. Отличием баков для бензина является лишь их лучшая герметичность, не позволяющая бензину вытечь даже при опрокидывании ТС. Для сообщения с атмосферой в крышке наливной горловины бака обычно устанавливают два клапана — впускной и выпускной. Первый из них обеспечивает поступление в бак воздуха по мере расходования топлива, а второй, нагруженный более сильной пружиной, предназначен для сообщения бака с атмосферой, когда давление в нем выше атмосферного (например, при высокой температуре окружающего воздуха).

Фильтры карбюраторных двигателей

аналогичны фильтрам, применяемым в системах питания дизелей. На грузовых автомобилях устанавливаются пластинчато-щелевые и сетчатые фильтры. Для тонкой очистки используют картон и пористые керамические элементы. Кроме специальных фильтров в отдельных агрегатах системы имеются дополнительные фильтрующие сетки.

Топливоподкачивающий насос служит для принудительной подачи бензина из бака в поплавковую камеру карбюратора. На карбюраторных двигателях обычно применяют насос диафрагменного типа с приводом от эксцентрика распределительного вала.

В зависимости от режима работы двигателя карбюратор позволяет готовить смесь нормального состава (а = 1), а также обедненную и обогащенную смеси. При малых и средних нагрузках, когда не требуется развивать максимальную мощность, следует готовить в карбюраторе и подавать в цилиндры обедненную смесь. При больших нагрузках (продолжительность их действия, как правило, невелика) необходимо готовить обогащенную смесь.

Рис. Схема системы питания топливом карбюраторного двигателя: 1 — топливный бак; 2 — фильтр трубой очистки топлива; 3 — топливоподкачивающий насос; 4 — фильтр тонкой очистки; 5 — карбюратор; 6 — воздухоочиститель; 7 — впускной коллектор

В общем случае в состав карбюратора входят главное дозирующее и пусковое устройства, системы холостого хода и принудительного холостого хода, экономайзер, ускорительный насос, балансировочное устройство и ограничитель максимальной частоты вращения коленчатого вала (у грузовых автомобилей). Карбюратор может содержать также эконостат и высотный корректор.

Главное дозирующее устройство функционирует на всех основных режимах работы двигателя при наличии разрежения в диффузоре смесительной камеры. Основными составными частями устройства являются смесительная камера с диффузором, дроссельная заслонка, поплавковая камера, топливный жиклер и трубки распылителя.

Пусковое устройство предназначено для обеспечения пуска холодного двигателя, когда частота вращения проворачиваемого стартером коленчатого вала невелика и разрежение в диффузоре мало. В этом случае для надежного пуска необходимо подать в цилиндры сильно обогащенную смесь. Наиболее распространенным пусковым устройством является воздушная заслонка, устанавливаемая в приемном патрубке карбюратора.

Система холостого хода служит для обеспечения работы двигателя без нагрузки с малой частотой вращения коленчатого вала.

Система принудительного холостого хода позволяет экономить топливо во время движения в режиме торможения двигателем, т. е. тогда, когда водитель при включенной передаче отпускает педаль акселератора, связанную с дроссельной заслонкой карбюратора.

Экономайзер предназначен для автоматического обогащения смеси при работе двигателя с полной нагрузкой. В некоторых типах карбюраторов кроме экономайзера для обогащения смеси используют эконостат. Это устройство подает дополнительное количество топлива из поплавковой камеры в смесительную только при значительном разрежении в верхней части диффузора, что возможно лишь при полном открытии дроссельной заслонки.

Ускорительный насос обеспечивает принудительный впрыск в смесительную камеру дополнительных порций топлива при резком открытии дроссельной заслонки. Это улучшает приемистость двигателя и соответственно ТС. Если бы ускорительного насоса в карбюраторе не было, то при резком открытии заслонки, когда расход воздуха быстро растет, из-за инерционности топлива смесь в первый момент сильно обеднялась бы.

Балансировочное устройство служит для обеспечения стабильности работы карбюратора.

Оно представляет собой трубку, соединяющую приемный патрубок карбюратора с воздушной полостью герметизированной (не сообщающейся с атмосферой) поплавковой камеры.

Ограничитель максимальной частоты вращения коленчатого вала двигателя устанавливается на карбюраторах грузовых автомобилей. Наиболее широко распространен ограничитель пневмоцентробежного типа.

Какими бывают инжекторы?

От форсунок в решающей степени зависит подача топлива в инжекторном двигателе. Долгое время весьма распространенной была система моновпрыска, при которой через одну форсунку можно осуществлять впрыск во все цилиндры. Определенное время она существовала наряду с многоточечным впрыском.

Эти виды инжекторов развивались по-разному. Моновпрыск не соответствовал Евро-3, быстро устарел и встречается не часто. Сегодня доминирует более совершенная система, с помощью которой осуществляется

распределенный впрыск топлива.

Здесь на коллектор впуска цилиндра ставится отдельная форсунка или посредством нее топливная смесь попадает непосредственно в камеру сгорания. Распределенный впрыск топливной смеси может быть:

• Одновременным;
• Попарно-параллельным;
• Фазированным или последовательным.

Особого внимания требуют машины, на которые ставятся несовершенные инжекторные системы подачи топлива. «Газель» является одним из примеров тому. Замена карбюраторного двигателя на инжекторный порой не уменьшала большой расход топлива.

Основные датчики

1. Датчик положения коленчатого вала (Датчик Холла). Дает блоку знать, расположение поршней в цилиндрах. Суть работы в том, что находящееся на валу мотора зубчатое колесо двигается около магнита. Его зубья искажают магнитное поле, создавая импульсы в катушке. ЭБУ считывает эти импульсы и определяет положение коленвала. Если этот датчик вышел из строя, то до СТО доехать на своей машине не получится.
2. Датчик расхода воздуха (ДРВ). Существует два вида таких датчиков, один измеряет массу другой объем вбираемого воздуха. ДМРВ производит замер и посылает в ЭБУ. В потоке есть нагревательный элемент, температура которого автоматически держится на нужном показателе. Чем тяжелее воздух, тем больший ток должен проходить через него, для поддержания оптимальной температуры. Потому ЭБУ по силе тока определяет массу всасываемого воздуха. Что касается датчика объёма (ДОРВ), то он устроен так. В потоке, где проходит забор воздуха, установлена перегородка, открывающаяся под натиском воздуха. ЭБУ определяет положение заслонки при помощи потенциометра. Во время неполадки параметры датчика не учитываются, а расчет происходит по показателям аварийной таблицы.
   ЭБУ инжектора

3. Датчик положения дроссельной заслонки. Контролирует положение дроссельной заслонки, из-за чего ЭБУ может правильно сокращать или увеличивать расход горючего.
4. Датчики кислорода (лямбда-зонд). Вычисляет количество кислорода в выхлопных газах. На его показаниях ЭБУ выявляет бедную смесь и вносит поправки.
5. Датчик температуры охлаждающей жидкости. Дает понять компьютеру, когда мотор достиг нужной рабочей температуры. В момент аварии, параметры датчика игнорируеются, температура, берется из таблицы опираясь на время работы двигателя.
6. Коллекторный датчик абсолютного давления (ДАД) Анализирует воздух и его количество во впускном коллекторе, этот показатель нужен для устанавливания количества проводимой энергии.
7. Датчик напряжения. Смотрит за напряжением бортовой сети машины. По его показаниям контроллер может набавлять или, наоборот, уменьшать холостые обороты мотора.
8. Датчик детонации. Представляет собой высокочастотный микрофон, улавливающий недопустимые звуковые вибрации в моторе. Получая аномальные звуки, контроллер производит автоматическое корректирование угла опережения.

Краткая история появления

Инжекторная система подачи топлива начала активно внедряться в 70-х годах, явившись реакцией на возросший уровень выбросов загрязняющих веществ в атмосферу. Она была заимствована в авиастроении и являлась экологически более безопасной альтернативой карбюраторному двигателю. Последний был оснащен механической системой подачи топлива, при которой топливо поступало в камеру сгорания за счет разницы давлений.

Первая система впрыска была практически полностью механической и отличалась малой эффективностью. Причиной этого был недостаточный уровень технического прогресса, который не мог полностью раскрыть ее потенциал. Ситуация изменилась в конце 90-х годов с развитием электронных систем управления работой двигателя. Электронный блок управления стал контролировать количество впрыскиваемого топлива в цилиндры и процентное соотношение компонентов топливовоздушной смеси.

Инжекторные топливные системы

Инжекторные топливные системы в настоящее время применяются гораздо чаще карбюраторных, особенно на бензиновых двигателях легковых автомобилей. Впрыск бензина во впускной коллектор инжекторного двигателя осуществляется с помощью специальных электромагнитных форсунок (инжекторов), установленных в головку блока цилиндров и управляемых по сигналу от электронного блока. При этом исключается необходимость в карбюраторе, так как горючая смесь образуется непосредственно во впускном коллекторе.

Различают одно- и многоточечные системы впрыска. В первом случае для подачи топлива используется только одна форсунка (с ее помощью готовится рабочая смесь для всех цилиндров двигателя). Во втором случае число форсунок соответствует числу цилиндров двигателя. Форсунки устанавливают в непосредственной близости от впускных клапанов. Топливо впрыскивают в мелко распыленной виде на наружные поверхности головок клапанов. Атмосферный воздух, увлекаемый в цилиндры вследствие разрежения в них во время впуска, смывает частицы топлива с головок клапанов и способствует их испарению. Таким образом, непосредственно у каждого цилиндра готовится топливовоздушная смесь.

В двигателе с многоточечным впрыском при подаче электропитания к электрическому топливному насосу 7 через замок 6 зажигания бензин из топливного бака 8 через фильтр 5 подается в топливную рампу 1 (рампу инжекторов), общую для всех электромагнитных форсунок. Давление в этой рампе регулируется с помощью регулятора 3, который в зависимости от разрежения во впускном патрубке 4 двигателя направляет часть топлива из рампы обратно в бак. Понятно, что все форсунки находятся под одним и тем же давлением, равным давлению топлива в рампе.

Когда требуется подать (впрыснуть) топливо, в обмотку электромагнита форсунки 2 от электронного блока системы впрыска в течение строго определенного промежутка времени подается электрический ток. Сердечник электромагнита, связанный с иглой форсунки, при этом втягивается, открывая путь топливу во впускной коллектор. Продолжительность подачи электрического тока, т. е. продолжительность впрыска топлива, регулируется электронным блоком. Программа электронного блока на каждом режиме работы двигателя обеспечивает оптимальную подачу топлива в цилиндры.

 

Рис. Схема системы питания топливом бензинового двигателя с многоточечным впрыском: 1 — топливная рампа; 2 — форсунки; 3 — регулятор давления; 4 — впускной патрубок двигателя; 5 — фильтр; 6 — замок зажигания; 7 — топливный насос; 8 — топливный бак

Для того чтобы идентифицировать режим работы двигателя и в соответствии с ним рассчитать продолжительность впрыска, в электронный блок подаются сигналы от различных датчиков. Они измеряют и преобразуют в электрические импульсы значения следующих параметров работы двигателя:

• угол поворота дроссельной заслонки
• степень разрежения во впускном коллекторе
• частота вращения коленчатого вала
• температура всасываемого воздуха и охлаждающей жидкости
• концентрация кислорода в отработавших газах
• атмосферное давление
• напряжение аккумуляторной батареи
• и др.

Двигатели с впрыском бензина во впускной коллектор имеют ряд неоспоримых преимуществ перед карбюраторными двигателями:

• топливо распределяется по цилиндрам более равномерно, что повышает экономичность двигателя и уменьшает его вибрацию, вследствие отсутствия карбюратора снижается сопротивление впускной системы и улучшается наполнение цилиндров
• появляется возможность несколько повысить степень сжатия рабочей смеси, так как ее состав в цилиндрах более однородный
• достигается оптимальная коррекция состава смеси при переходе с одного режима на другой
• обеспечивается лучшая приемистость двигателя
• в отработавших газах содержится меньше вредных веществ

Вместе с тем системы питания с впрыском бензина во впускной коллектор имеют ряд недостатков. Они сложны и поэтому относительно дорогостоящи. Обслуживание таких систем требует специальных диагностических приборов и приспособлений.

Наиболее перспективной системой питания топливом бензиновых двигателей в настоящее время считается довольно сложная система с непосредственным впрыском бензина в камеру сгорания, позволяющая двигателю длительное время работать на сильно обедненной смеси, что повышает его экономичность и экологические показатели. В то же время из-за существования ряда проблем системы непосредственного впрыска пока не получили широкого распространения.

Особенности устройства инжекторного двигателя

Для того чтобы грамотно эксплуатировать автомобиль, у которого имеется система питания бензинового двигателя с впрыском топлива, необходимо иметь представление о его работе. Особенно когда речь идет об отечественных автомобилях, инжекторной системе подачи топлива ВАЗ 2114 и других машин.

Без этого будет сложно самому понимать и устранять возможные неисправности машины. Усвоив особенности конструкции, принцип работы, устройство инжекторного двигателя можно разобраться в неисправности и даже устранить ее, не обращаясь на СТО.

Инжекторным двигателем управляет контроллер. В отечественных машинах его обычно размещают справа под приборной панелью. Задача этого прибора — непрерывно обрабатывать информацию о состоянии мотора и обеспечивать надежную работу его систем. Блок управления включает различные реле, форсунки, датчики.

С помощью встроенной системы диагностики происходит распознавание неполадки в двигателе, сигнализируя контрольной лампой, хранит коды диагностики неисправностей. Она располагает тремя запоминающими устройствами, позволяющими оперативно анализировать техническое состояние за разные периоды времени.

Принципиальной особенностью двигателя является наличие форсунок, которые обеспечивают дозированный впрыск топливовоздушной смеси во впускную трубу после получения команды от управляющего блока. При этом необходимый воздух подается при помощи дроссельного узла и регулятора холостого хода. Форсунки крепятся к рампе, которая установлена на впускной трубе.

Форсунка представляет собой электромеханический клапан, который при помощи пружины запирается иглой. Когда от блока управления подается на обмотку электромагнита форсунки импульс, игла поднимается, открывая сопло распылителя. Через него смесь подается во впускную трубу мотора. Форсунки требуют постоянного контроля. Малейшее их засорение может негативно сказаться на работе двигателя.

Также важной частью этого двигателя является нейтрализатор, который преобразует вредные компоненты отработанных газов.

Система подачи топлива

Узел включает в себя:

Рассмотрим, как работает бензонасос на инжекторе. Насос находится в топливном баке и подает бензин на рампу под давлением 3,3–3,5 Мпа, что обеспечивает качественный распыл горючего по цилиндрам. Если обороты мотора увеличиваются, заметно возрастает и аппетит, то есть для сохранения давления, в рампу нужно поставлять больше бензина. Поэтому бензонасос по оповещению контроллера начинает ускорять вращения. Вовремя, прохода бензина к топливной рампе, лишнее убирается регулятором давления и спускается назад в бензобак, поддерживая тем самым постоянное давление в рампе.

Топливный фильтр находится под капотом кузова за топливным баком, он вмонтирован между электробензонасосом и топливной рампой в подающую магистраль. Его конструкция не разбирается, она являет собой металлический корпус с бумажной фильтрующей установкой. Есть прямой и обратный топливопровод. Первый нужен для топлива, идущего из модуля насоса в рампу. Второй возвращает излишки горючего после регулятора назад в бензобак. Рампа – полая планка, соединённая с форсунками, регулятором давления и штуцером контроля давления в системе. Установленный на ней регулятор контролирует давление внутри ее и во впускной трубе. Его конструкция содержит мембранный клапан с диафрагмой и пружину, поджатую к седлу.

Несовершенство непосредственности: надежность и проблемы моторов с прямым впрыском

«В новый век – с новой системой питания!». Похоже, с таким девизом европейские производители стали внедрять технологию. А что им оставалось? Требования по снижению расхода топлива заставляли делать моторы сложнее, к тому же непосредственный впрыск (особенно в сочетании с наддувом) позволял увеличить мощность. И при этом оставлял мотор вполне экономичным на малой нагрузке. Начал входить в моду и даунсайз – постепенно для машины С-класса стало вполне нормальным иметь мотор объемом в литр, а мощные авто начинаются с объема в 1,4. Даже седаны D+ и Е классов не брезгуют моторами 1,4 и 1,6 с турбонаддувом.

Снова те же грабли, но в XXI веке

Собственно о минусах подобной системы питания было известно с самого начала. Сложность и высокая стоимость сюрпризом не были – опыт внедрения непосредственного впрыска накопился изрядный. Надежность сложных систем честно постарались увеличить. Правда, цену особенно опустить не пытались.

Как известно, для подачи топлива непосредственно в цилиндры нужен насос высокого давления. Вообще-то и в системах «обычного» распределенного впрыска в системе питания давление немаленькое, но у прямого впрыска оно примерно в 10 раз больше.

На дизельных моторах непосредственный впрыск и ТНВД появился существенно раньше, и ресурс узлов был не таким уж низким. У бензиновых все получилось иначе: насосы оказались весьма недолговечными. Почему? Потому что дизтопливо имеет более высокие смазочные свойства, чем бензин, и без специальных смазывающих присадок ресурс всех узлов трения очень мал.

Современные мембранные ТНВД не так зависят от смазки, как поршневые, но, тем не менее, нуждаются в ней. Да и в целом насос высокого давления – штука довольно хрупкая, любые загрязнения выведут его из строя. Улучшить ситуацию смогли введением стандарта на смазывающие присадки в топливе. Конечно, 15% масла, как в двухтактные моторы, добавлять не стали, но топливо Евро-4 и выше обязательно содержит небольшое количество специальных смазок. Не в последнюю очередь – именно для ТНВД на бензиновых машинах. Учитывая, что официальный запрет на продажу топлива Евро-3 вступил в России в силу лишь 1 января 2015 года, неудивительно, что «непосредственные» машины у нас жили так недолго и несчастливо.

С форсунками ситуация аналогичная, они дороже и менее надежны, чем на системах распределенного впрыска. Требования к их работе тоже намного выше. Небольшое изменение факела распыла, даже без изменения общего расхода подачи, ведет к серьезным нарушением работы мотора. В результате для сохранения работоспособности резко растут требования по чистоте топлива и рабочей температуре.

Пьезофорсунки еще и имеют ограниченное количество циклов срабатывания, чувствительны к перегреву, а также обладают склонностью при выходе из строя «лить» бензин, что может вызвать гидроудар при запуске. Особенно это характерно для очень распространенных «высокоточных» пьезофорсунок Bosch, которые имеют ограниченный ресурс, а компания на протяжении последних десяти лет не может создать действительно хорошо работающий вариант.

Склонность к закоксовке впускных клапанов и худшие условия их работы проявились на моторах Мицубиси довольно быстро. Обычно форсунки подают бензин на впускной клапан и охлаждают его. И заодно смывают с него отложения. У непосредственного мотора такой возможности нет, клапан греется сильнее, больше нагревает воздух, а масло из системы вентиляции картера и из сальника клапана постепенно образует «шубу», которая затрудняет газообмен и приводит к зависанию клапанов и его перегреву. Особенно тяжело приходится моторам с повышенным расходом масла, а в самой критической группе риска – моторы, которые часто работают с малой нагрузкой, то есть в пробках.

Плохие пусковые качества из-за неудовлетворительного испарения топлива при пуске тоже проявились давно. Оказалось, что оптимизация формы факела впрыска на холодном и горячем моторе должна производиться более тщательно. Любое попадание топлива на стенки цилиндра приводит к резкому увеличению количества несгоревшего топлива и попаданию его в масло. А при запуске при отрицательных температурах большое значение приобретает качество распыла бензина: оно должно оказаться намного выше, чем при обычной работе, и давление топлива на пуске должно быть очень высоким. Поначалу этого не учли.

Повышенное количество твердых частиц в выхлопе проявилось позже, когда непосредственный впрыск на европейских машинах уже стал мэйнстримом. Более точные исследования показали, что эта особенность смесеобразования роднит такой бензиновый мотор с дизелем. Действительно, в процессе работы образуются частички сажи, которые необходимо тоже как-то задерживать. Например, вводя сажевый фильтр, как на дизельных моторах. Компания Mercedes уже анонсировала подобную опцию для своих машин.

Попадание топлива в масло из-за неисправностей топливного насоса высокого давления – в общем-то чисто конструктивный недостаток насосов Bosch, но в силу их широкого распространения и общности конструкций насосов свойственен почти всем моторам с непосредственным впрыском. Бензин в масле не так уж и страшен, но в больших количествах ведет к снижению вязкости масла до критической, что приводит к повреждениям моторов. И, к тому же, дает повод многим «экспертам» говорить о том, что топливо является причиной «масляной чумы».

Что же делать?

Почти у всех проблем есть пути решения. Например, двойной впрыск, когда топливо подается и в цилиндры, и во впускной трубопровод – это справляется сразу со сложностью с закоксовкой клапанов, экологичностью и плохим запуском в холода. Такая схема применялась на некоторых двигателях Volkswagen EA888, но продавались они исключительно в США и были заточены под жесткие экологические нормы Калифорнии. Но в конце 2014-го комбинированный впрыск появился и у нас – на моторе 6AR-FE (2 литра, 150 л. с.) Toyota Camry последнего поколения. Пока сложно судить о надежности, ибо пробеги машин пока небольшие в основной массе, однако предпосылки хорошие.

Под капотом 2015–н.в. Toyota Camry XLE

С поршневыми кольцами и топливными насосами приходится разбираться чисто конструктивными методами, экспериментируя с формой – часто «дизайн» поршневой группы производители дорабатывают уже после того, как машина вышла на рынок и поразила всех угаром масла. Так, скажем, делала Toyota в 2005 году, доводя до ума моторы серии ZZ (еще без непосредственно впрыска), а позже – Volkswagen с уже упомянутыми выше EA888. Насосы высокого давления тоже стараются сделать надежнее – эта задача технически выполнима.

Но все непросто: система очень сложная и дорогая – накладным для производителей выходит не только себестоимость конечной продукции, но и исследования с экспериментами. А маркетологи не дают возможности по 10 лет заниматься испытаниями, требуют все более новых моторов с еще более привлекательными характеристиками.

Рискнуть в сегодняшнем автобизнесе репутацией производителя ненадежных машин считается делом благородным. Если что, всегда выручит отзывная кампания. Куда хуже – показаться производителем консервативным или, не дай бог, незацикленным на идее спасения планеты от выхлопных газов. Вот это, как мы видимо по примеру Volkswagen и Mitsubishi – действительно страшно. Тут можно и самостоятельность компании потерять, и топ-менеджмента лишиться.

Устройство и принцип работы системы управления впрыском топлива

Автор Павел Александрович Белоусов На чтение 5 мин. Просмотров 251

Современная система впрыска топлива устанавливается на бензиновые и дизельные двигатели, обеспечивая оптимальные условия для создания наиболее эффективной топливно-воздушной смеси. От нее во многом зависят параметры мощности и экономичности двигателя, поэтому поломка системы приводит к серьезным проблемам. Несмотря на многообразие конструкций, впрыск топлива работает по единым принципам.

Конструкция системы впрыска

Бензин или дизельное топливо подается в цилиндры через впрыск топлива в цилиндр и топливные форсунки, каждая из которых устанавливается в соответствующий впускной трубопровод. Снизу он закрывается впускным клапаном, перекрывающим свободный доступ в камеру сгорания.

При опускании поршня вниз, за счет увеличения объема камеры сгорания, образуется разрежение, приводящее к открытию впускного клапана. По этому каналу через впускной трубопровод засасывается атмосферный воздух, проходя через воздушный фильтр.

Воздух доходит до дроссельной заслонки, частично перекрывающей просвет трубопровода. При ее полном открытии в цилиндр попадает наибольшее количество воздуха и топлива, что приводит к повышению мощности за счет увеличения оборотов двигателя. При перекрытии дроссельной заслонки поток воздуха и, соответственно, топлива уменьшается, мощность и обороты двигателя снижаются. Управление заслонкой осуществляется путем нажатия на педаль газа. При не нажатой педали режим работы двигателя называется «холостой ход» при минимальной мощности и оборотах двигателя.

Когда воздух доходит до места подключения форсунки, через нее происходит непосредственный впрыск топлива, которое перемешивается с воздухом. В результате в камеру сгорания цилиндра поступает готовая топливно-воздушная смесь, которая затем воспламеняется, обеспечивая полезную работу поршня. 

Управление процессом впрыска

Чтобы подача горючего осуществлялась своевременно и в нужных для создания оптимальной смеси количествах, требуется специальное управление системой впрыска топлива. В современных автомобилях за это отвечает электронный блок управления (ЭБУ). 

Чтобы передать команду на форсунку для впрыска топлива, ЭБУ должен получить нужный сигнал от двигателя. Он передается при помощи соответствующих датчиков. В различных автомобилях для контроля работы двигателя используется до десятка датчиков, среди которых используется три основных, через которые и контролируется электронный впрыск топлива:

1. Датчик фазы и метка

Датчик фазы или датчик положения газораспределительного вала. Его срабатывание является сигналом для начала процесса впрыска топлива. На шестерне или самом распределительном вале устанавливается задающая метка. Рядом с ней — датчик фазы. Когда метка приближается к датчику, импульс передается в блок управления, сигнализируя о начале такта впуска. ЭБУ подают команду, и форсунка впрыска топлива открывается, подавая его в камеру сгорания.

2. Датчик температуры жидкости в системе охлаждения

Он устанавливается в рубашке охлаждения и передает на ЭБУ информацию о температуре двигателя. Если двигатель холодный и не набрал рабочую температуру, то смесь делается богаче за счет того, что топливо впрыскивается дольше и смесь обогащается. Например, бензин впрыскивается не 8, а 10 миллисекунд.

3. Датчик кислорода

 Устанавливается в выпускном трубопроводе системы выхлопа. Он подает сигнал в том случае, если количество топлива превышает то, которое необходимо для полного сгорания при максимальной концентрации кислорода. Это заставляет блок управления снижать подачу бензина или солярки, регулируя его расход.

Такая система позволяет оперативно собрать информацию от датчиков, проанализировать его в ЭБУ, после чего подать оптимальную управляющую команду на форсунку. В результате в каждом из режимов работы обеспечивается оптимальная мощность при минимальных затратах топлива и токсичности выхлопа. Такт впуска топлива – это очень быстрый процесс, проходящий за сотые доли секунды. 

Техническое обслуживание

Как любой узел автомобиля, система питания с впрыском топлива требует периодического обслуживания. Прежде всего, это своевременная замена воздушного фильтра, которую нужно делать каждые 20-30 тыс. км пробега. Если фильтр не заменить, то пыль и мелкий мусор извне будут проходить в топливный трубопровод, что приведет к засорению форсунок, неправильному сгоранию топлива, преждевременному износу двигателя.

При выходе из строя любого из датчиков, на приборной панели загорится лампочка CHECK ENGINE или CHECK. Это означает, что в системе двигателя зарегистрирована ошибка, но какая, поможет узнать только электронная диагностика. При этом двигатель продолжит работать по резервной программе, предусмотренной в электронном блоке управления, усредняющей показания датчика, который вышел из строя. Это может никак не сказаться на режиме работы мотора, а в ряде случаев, он переводится на щадящий режим работы с минимальной мощностью, пригодный только для того, чтобы потихоньку доехать до СТО. Иногда наблюдаются перебои в работе или необычный по цвету, более интенсивный выхлоп.

После обращения в автосервис требуется провести компьютерную диагностику, которая точно выявит, какой из датчиков вышел из строя. После потребуется провести его ремонт или замену, и система управления впрыском топлива заработает в нормальном режиме, а индикатор CHECK ENGINE  перестанет загораться при работающем моторе. Единственный датчик, при поломке которого автомобиль заглохнет и уже не заведется – датчик положения коленчатого вала.

Устройство системы впрыска топлива на современных автомобилях имеет достаточно сложную конструкцию, которая управляется при помощи цифрового устройства. Поэтому при нарушении ее регулировки или поломке необходимо обращаться в автосервис. Там мастер, применяя специализированное оборудование, выявит причины неполадок и проведёт профессиональный ремонт.

Своевременное обслуживание, эксплуатация двигателя в нормативных режимах и использование качественного топлива позволят избежать серьезных поломок и увеличат интервал между такими дорогостоящими операциями, как замена топливных форсунок, которые стоят достаточно дорого, особенно на дизельных авто.

Видео: Управление системой впрыска топлива

Бензиновый двигатель с непосредственным впрыском топлива: устройство и особенности

Система непосредственного впрыска топлива в бензиновых двигателях на сегодняшний день представляет собой наиболее совершенное и современное  решение. Главной особенностью непосредственного впрыска можно считать то, что горючее подается в цилиндры напрямую.

По этой причине данную систему также часто называют прямым впрыском топлива. В этой статье мы рассмотрим, как работает двигатель с непосредственным впрыском топлива, а также какие преимущества и недостатки имеет такая схема.

Содержание статьи

Прямой впрыск топлива: устройство системы непосредственного впрыска

Как уже было сказано выше, горючее в подобных системах питания подается непосредственно в камеру сгорания двигателя. Это значит, что форсунки распыляют бензин не во впускном коллекторе, после чего топливно-воздушная смесь поступает через впускной клапан в цилиндр, а впрыскивают топливо в камеру сгорания напрямую.

Первыми бензиновыми двигателями с непосредственным впрыском стали моторы GDI на моделях японской компании Mitsubishi. В дальнейшем схема получила широкое распространение, в результате чего сегодня ДВС с такой системой подачи топлива можно встретить в линейке многих известных автопроизводителей.

Например, концерн VAG представил ряд моделей Audi и Volkswagen с атмосферными и турбированными бензиновыми двигателям TFSI, FSI и TSI, которые получили непосредственный впрыск топлива. Также двигатели с прямым впрыском производит компания BMW, Ford, GM, Mercedes и многие другие.

Такое широкое распространение непосредственный впрыск топлива получил благодаря высокой экономичности системы (около 10-15% по сравнению с распределенным впрыском), а также более полноценному сгоранию рабочей смеси в цилиндрах и снижению уровня токсичности отработавших газов.

Система непосредственного впрыска: конструктивные особенности

Итак, давайте в качестве примера возьмем двигатель FSI с его так называемым «послойным» впрыском. Система включает в себя следующие элементы:

• контур высокого давления;
• бензиновый ТНВД;
• регулятор давления;
• топливную рампу;
• датчик высокого давления;
• инжекторные форсунки;

Начнем с топливного насоса. Указанный насос создает высокое давление, под которым топливо подается к топливной рампе, а также на форсунки. Насос имеет плунжеры (плунжеров может быть как несколько, так и один в насосах роторного типа) и приводится в действие от распредвала впускных клапанов.

РДТ (регулятор давления топлива) интегрирован в насос и отвечает за дозированную подачу топлива, что соответствует впрыску форсунки. Топливная рейка (топливная рампа) нужна для того, чтобы распределить горючее на форсунки. Также наличие данного элемента позволяет избежать скачков давления (пульсации) горючего в контуре.

Кстати, в схеме используется специальный клапан-предохранитель, который стоит в рейке. Указанный клапан нужен для того, чтобы избежать слишком высокого давления топлива и тем самым защитить отдельные элементы системы. Рост давления может возникать по причине того, что горючее имеет свойство расширяться при нагреве.

Датчик высокого давления является устройством, которое измеряет давление в топливной рейке. Сигналы от датчика передаются на ЭБУ (электронный блок управления двигателем), который, в свою очередь, способен изменять давление в топливной рейке.

Что касается инжекторной форсунки, элемент обеспечивает своевременную подачу  и  распыл топлива в камере сгорания, чтобы создать необходимую топливно-воздушную смесь. Отметим, что описанные процессы протекают под управлением ЭСУД (электронная система управления двигателем). Система имеет группу различных датчиков, электронный блок управления, а также исполнительные устройства.

Если же говорить о системе прямого впрыска, вместе с датчиком высокого давления топлива для ее работы задействованы: датчик коленчатого вала, ДПРВ, датчик положения дроссельной заслонки, воздухорасходомер, датчик температуры воздуха во впускном коллекторе, датчик температуры ОЖ и т. д.

Благодаря работе этих датчиков на ЭБУ поступает нужная информация, после чего блок посылает сигналы на исполнительные устройства. Это позволяет добиться слаженной и точной работы электромагнитных клапанов, форсунок, предохранительного клапана и ряда других элементов.

 Как работает система непосредственного впрыска топлива

Главным плюсом непосредственного впрыска является возможность добиться различных типов смесеобразования. Другим словами, такая система питания способна гибко изменять состав рабочей топливно-воздушной смеси с учетом режима работы двигателя, его температуры, нагрузки на ДВС и т.д.

Следует выделить послойное смесеобразование, стехиометрическое, а также гомогенное. Именно такое смесеобразование позволяет в конечном итоге максимально эффективно расходовать топливо. Смесь всегда получается качественной независимо от режима работы ДВС, бензин сгорает полноценно, двигатель становится более мощным, при этом одновременно снижается токсичность выхлопа.

• Послойное смесеобразование задействуется тогда, когда нагрузки на двигатель низкие или средние, а обороты коленвала небольшие. Если просто, в таких режимах смесь несколько обедняется в целях экономии.  Стехиометрическое смесеобразование предполагает приготовление такой смеси, которая легко воспламеняется, при этом не является слишком обогащенной.
• Гомогенное смесеобразование позволяет получить так называемую «мощностную» смесь, которая нужна при больших нагрузках на двигатель. На обедненной гомогенной смеси в целях дополнительной экономии силовой агрегат работает на переходных режимах.
• Когда задействован режим послойного смесеобразования, дроссельная заслонка широко открыта, при этом впускные заслонки находятся в закрытом состоянии. В камеру сгорания воздух подается с высокой скоростью, возникают завихрения воздушных потоков. Горючее впрыскивается ближе к концу такта сжатия, впрыск производится в область расположения свечи зажигания.

За короткое время до того, как на свече появится искра, образуется топливно-воздушная смесь, в которой коэффициент избыточного воздуха составляет 1. 5-3. Далее смесь воспламеняется от искры, при этом вокруг зоны воспламенения сохраняется достаточно количество воздуха. Указанный воздух выполняет функцию температурного «изолятора».

Если же рассматривать гомогенное стехиометрическое смесеобразование, такой процесс происходит тогда, когда впускные заслонки открыты, при этом дроссельная заслонка также открыта на тот или иной угол (зависит от степени нажатия на педаль акселератора).

В этом случае горючее впрыскивается еще на такте впуска, в результате чего удается получить однородную смесь. Избыток воздуха имеет коэффициент, близкий к единице. Такая смесь легко воспламеняется и полноценно сгорает по всему объему камеры сгорания.

Обедненная гомогенная смесь создается тогда, когда дроссельная заслонка полностью открыта,  а впускные заслонки закрыты. В этом случае воздух активно движется в цилиндре, а впрыск горючего приходится на такт впуска. ЭСУД поддерживает избыток воздуха на отметке 1.5.

Дополнительно к чистому воздуху могут быть добавлены отработавшие газы. Это происходит благодаря работе системы рециркуляции отработавших газов EGR. В результате выхлоп повторно «догорает» в цилиндрах без ущерба для мотора. При этом снижается уровень выброса вредных веществ в атмосферу.

Что в итоге

Как видно, прямой впрыск позволяет добиться не только экономии топлива, но и хорошей отдачи от двигателя как в режимах низких и средних, так и высоких нагрузок. Другими словами, наличие непосредственного впрыска означает, что оптимальный состав смеси будет поддерживаться на всех режимах работы ДВС.

Что касается недостатков, к минусам прямого впрыска можно отнести разве что повышенную сложность  во время ремонта и цену запчастей, а также высокую чувствительность системы к качеству горючего и состоянию фильтров топлива и воздуха.

Читайте также

его достоинства, виды, конструктивные особенности

Сейчас практически на любом бензиновом моторе легкового автомобиля, используется инжекторная система питания, которая пришла на смену карбюратору. Инжектор благодаря ряду рабочих характеристик превосходит карбюраторную систему, поэтому он является более востребованным.

Немного истории

Активно устанавливаться такая система питания на автомобилях стала со средины 80-х годов, когда начали вводиться нормы экологичности выбросов. Сама идея инжекторной системы впрыска топлива появилась значительно раньше, еще в 30-х годах. Но тогда основная задача крылась не в экологичном выхлопе, а повышении мощности.

Первые инжекторные системы применялись в боевой авиации. На то время, это была полностью механическая конструкция, которая вполне неплохо выполняла свои функции. С появлением реактивных двигателей, инжекторы практически перестали использоваться в военной авиатехнике. На автомобилях же механический инжектор особо распространения не получил, поскольку он не мог полноценно выполнять возложенные функции. Дело в том, что режимы двигателя автомобиля меняются значительно чаще, чем у самолета, и механическая система не успевала своевременно подстраиваться под работу мотора. В этом плане карбюратор выигрывал.

Но активное развитие электроники дало «вторую жизнь» инжекторной системе. И немаловажную роль в этом сыграла борьба за уменьшение выброса вредных веществ. В поисках замены карбюратору, который уже не соответствовал нормативам экологии, конструкторы вернулись к инжекторной системе впрыска топлива, но кардинально пересмотрели ее работу и конструкцию.

Что такое инжектор и чем он хорош

Инжектор дословно переводится как «впрыскивание», поэтому второе название его – система впрыска с помощью специальной форсунки. Если в карбюраторе топливо подмешивалось к воздуху за счет разрежения, создаваемого в цилиндрах мотора, то в инжекторном моторе бензин подается принудительно. Это самое кардинальное различие между карбюратором и инжектором.

Достоинствами инжекторного двигателя, относительно карбюраторных, такие:

1. Экономичность расхода;
2. Лучший выход мощности;
3. Меньшее количество вредных веществ в выхлопных газах;
4. Легкость пуска мотора при любых условиях.

И достигнуть этого всего удалось благодаря тому, что бензин подается порционно, в соответствии с режимом работы мотора. Из-за такой особенности в цилиндры мотора поступает топливовоздушная смесь в оптимальных пропорциях. В результате, практически на всех режимах работы силовой установки в цилиндрах происходит максимально возможное сгорание топлива с меньшим содержанием вредных веществ и повышенным выходом мощности.

Видео: Принцип работы системы питания инжекторного двигателя

Виды инжекторов

Первые инжекторы, которые массово начали использовать на бензиновых моторах все еще были механическими, но у них уже начал появляться некоторые электронные элементы, способствовавшие лучшей работе мотора.

Современная же инжекторная система включает в себя большое количество электронных элементов, а вся работа системы контролируется контроллером, он же электронный блок управления.

Всего существует три типа инжекторных систем впрыска, различающихся по типу подачи топлива:

1. Центральная;
2. Распределенная;
3. Непосредственная.

  1. Центральная

Центральная инжекторная система сейчас уже является устаревшей. Суть ее в том, что топливо впрыскивается в одном месте – на входе во впускной коллектор, где оно смешивается с воздухом и распределяется по цилиндрам. В данном случае, ее работа очень схожа с карбюратором, с единственной лишь разницей, что топливо подается под давлением. Это обеспечивает его распыление и более лучшее смешивание с воздухом. Но ряд факторов мог повлиять на равномерную наполняемость цилиндров.

Центральная система отличалась простотой конструкции и быстрым реагированием на изменение рабочих параметров силовой установки. Но полноценно выполнять свои функции она не могла Из-за разности наполнения цилиндров не удавалось добиться нужного сгорания топлива в цилиндрах.

2. Распределенная

Распределенный впрыск топлива

Распределенная система – на данный момент самая оптимальная и используется на множестве автомобилей. У такого типа  инжекторных двигателей топливо подается отдельно для каждого цилиндра, хоть и впрыскивается оно тоже во впускной коллектор. Чтобы обеспечить раздельную подачу, элементы, которыми подается топливо, установлены рядом с головкой блока, и бензин подается в зону работы клапанов.

Благодаря такой конструкции, удается добиться соблюдения пропорций топливовоздушной смеси для обеспечения нужного горения. Автомобили с такой системой являются более экономичными, но при этом выход мощности – больше, да и окружающую среду они загрязняют меньше.

К недостаткам распределенной системы относится более сложная конструкция и чувствительность к качеству топлива.

3. Непосредственная

Система непосредственного впрыска топлива

Система непосредственного впрыска на данный момент – самая совершенная. Она отличается тем, что топливо впрыскивается непосредственно в цилиндры, где уже и происходит смешивание его с воздухом. Эта система по принципу работы очень схожа с дизельной. Она позволяет еще больше снизить потребление бензина и обеспечивает больший выход мощности, но она сложная по конструкции и очень требовательна к качеству бензина.

Конструкция и принцип работы инжектора

Поскольку система распределенного впрыска – самая распространенная, то на именно на ее примере рассмотрим конструкцию и принцип работы инжектора.

Условно эту систему можно разделить на две части – механическую и электронную. Первую дополнительно можно назвать исполнительной, поскольку благодаря ей обеспечивается подача компонентов топливовоздушной смеси в цилиндры. Электронная же часть обеспечивает контроль и управление системой.

Механическая составляющая инжектора

Система питания автомобилей ВАЗ 2108, 2109, 21099

К механической части инжектора относится:

• топливный бак;
• электрический бензонасос;
• фильтр очистки бензина;
• топливопроводы высокого давления;
• топливная рампа;
• форсунки;
• дроссельный узел;
• воздушный фильтр.

Конечно, это не полный список составных частей. В систему могут быть включены дополнительные элементы, выполняющие те или иные функции, все зависит от конструктивного исполнения силового агрегата и системы питания. Но указанные элементы являются основными для любого двигателя с инжектором распределенного впрыска.

Видео: Инжектор

Принцип работы инжектора

Что касается назначения каждого из них, то все просто. Бак является емкостью для бензина, где он хранится и подается в систему. Электробензонасос располагается в баке, то есть забор топлива производится непосредственно им, причем этот элемент обеспечивает подачу топлива под давлением.

Далее в систему установлен топливный фильтр, обеспечивающий очистку бензина от сторонних примесей.  Поскольку бензин находится под давлением, то передвигается он по топливопроводу высокого давления.

Для предотвращения превышения давления, в систему входит регулятор давления. От фильтра, через него по топливопроводам бензин движется в топливную рампу, соединенной со всеми форсунками. Сами же форсунки устанавливаются во впускном коллекторе, недалеко от клапанных узлов цилиндров.

Раньше форсунки были полностью механическими, и срабатывали они от давления топлива. При достижении определенного значения давления топливо, преодолевая усилие пружины форсунки, открывало клапан подачи и впрыскивалось через распылитель.

Устройство электромагнитной форсунки

Современная форсунка – электромагнитная. В ее основе лежит обычный соленоид, то есть проволочная обмотка и якорь. При подаче электрического импульса, который поступает от ЭБУ, в обмотке образуется магнитное поле, воздействующее на сердечник, заставляя его переместиться, преодолев усилие пружины, и открыть канал подачи. А поскольку бензин подается в форсунку под давлением, то через открывшийся канал и распылитель бензин поступает в коллектор.

С другой стороны через воздушный фильтр в систему засасывается воздух. В патрубке, по котором движется воздух, установлен дроссельный узел с заслонкой. Именно на эту заслонку и воздействует водитель, нажимая на педаль акселератора. При этом он просто регулирует количество воздуха, подаваемого в цилиндры, а вот на дозировку топлива водитель вообще никакого воздействия не имеет.

Электронная составляющая

Основным элементом электронной части инжекторной системы подачи топлива является электронный блок, состоящий из контролера и блока памяти. В конструкцию также входит большое количество датчиков, на основе показаний которых ЭБУ выполняет управление системой.

Для своей работы ЭБУ использует показания датчиков:

1. Лямбда-зонд . Это датчик, который определяет остатки несгоревшего воздуха в выхлопных газах. На основе показаний лямбда-зонда ЭБУ оценивает как соблюдается смесеобразование в необходимых пропорциях. Устанавливается в выпускной системе авто.
2. Датчик массового расхода воздуха (аббр. ДМРВ). Этим датчиком определяется количество проходящего через дроссельный узел воздуха при всасывании его цилиндрами. Расположен в корпусе воздушного фильтрующего элемента;
3. Датчик положения дроссельной заслонки (аббр. ДПДЗ). Этот датчик подает сигнал о положении педали акселератора. Установлен в дроссельном узле;
4. Датчик температуры силовой установки. На основе показаний этого элемента регулируется состав смеси в зависимости от температуры мотора. Располагается возле термостата;
5. Датчик положения коленчатого вала (аббр. ДПКВ). На основе показаний этого датчика определяется цилиндр, в который необходимо подать порцию топлива, время подачи бензина, и искрообразование. Установлен возле шкива коленчатого вала;
6. Датчик детонации. Необходим для выявления образования детонационного сгорания и принятия мер для его устранения. Расположен на блоке цилиндров;
7. Датчик скорости. Нужен для создания импульсов, по которым высчитывается скорость движения авто. На основе его показаний делается корректировка топливной смеси. Установлен на коробке передач;
8. Датчик фаз. Он предназначен для определения углового положения распредвала. На некоторых автомобилях может отсутствовать. При наличии этого датчика в двигателе выполняется фазированный впрыск, то есть, импульс на открытие поступает только для конкретной форсунки. Если этого датчика нет, то форсунки работают в парном режиме, когда сигнал на открытие подается сразу на две форсунки. Установлен в головке блока;

Теперь коротко от том, как все работает. Элекробензонасос заполняет всю систему топливом. Контролер получает показания от все датчиков, сравнивает их с данными, занесенными в блок памяти. При несовпадении показаний, он корректирует работу системы питания двигателя так, чтобы добиться максимального совпадения получаемых данных с занесенными в блок памяти.

Что касается подачи топлива, то на основе данных от датчиков, контролером высчитывается время открытия форсунок, чтобы обеспечить оптимальное количество подаваемого бензина для создания топливовоздушной смеси в необходимой пропорции.

При поломке какого-то из датчиков, контролер переходит в аварийный режим. То есть, он берет усредненное значение показаний неисправного датчика и использует их для работы. При этом возможно изменение функционирование мотора – увеличивается расход, падает мощность, появляются перебои в работы. Но это не касается ДПКВ, при его поломке, двигатель функционировать не может.

Главные плюсы и минусы двигателей с непосредственным впрыском топлива

Прямой впрыск топлива – хорошо или плохо?

Двигатели с непосредственным впрыском (также используется термин «прямой впрыск», или GDI) начали появляться на автомобилях не так давно. Однако технология набирает популярность и все чаще встречается на моторах новых автомобилей. Сегодня мы в общих чертах постараемся ответить, что такое технология непосредственного впрыска и стоит ли ее опасаться?

 

Для начала стоит отметить, что главной отличительной особенностью технологии является расположение форсунок, которые размещены непосредственно в головке блока цилиндров, соответственно, и впрыск под огромным давлением происходит напрямую в цилиндры, в отличие от давно зарекомендовавшей себя с лучшей стороны системы впрыска горючего во впускной коллектор.

 

Прямой впрыск впервые был испытан в серийном производстве японским автопроизводителем Mitsubishi. Эксплуатация показала, что среди плюсов главными преимуществами стали экономичность – от 10% до 20%, мощность – плюс 5% и экологичность. Основной минус – форсунки крайне требовательны к качеству топлива.

Стоит также отметить, что схожая система уже долгие десятилетия успешно устанавливается на дизельные двигатели. Однако именно на бензиновых моторах применение технологии было сопряжено с рядом трудностей, которые до сих пор не были окончательно решены.

 

В видео с YouTube-канала «Savagegeese» объясняется, что такое прямой впрыск и что может пойти не так в ходе эксплуатации автомобиля с данной системой. В дополнение к главным плюсам и минусам в видеоролике также объясняются тонкости профилактического обслуживания системы.  Кроме того, в ролике затрагивается тема систем впрыска во впускные каналы, которые можно в изобилии наблюдать на более старых моторах, а также моторы, которые используют оба метода впрыска горючего. Наглядно используя диаграммы Bosch, ведущий объясняет, как все это работает.

 

Чтоб узнать все нюансы, предлагаем посмотреть видео ниже (включение перевода субтитров поможет разобраться, если вы не очень хорошо знаете английский). Для тех, кому не слишком интересно смотреть, об основных плюсах и минусах непосредственного впрыска бензина можно прочитать ниже, после видео:

 

Итак, экологичность и экономичность – благие цели, но вот чем чревато использование современной технологии в вашем автомобиле:

 

Минусы

 

1. Очень сложная конструкция.

 

2. Отсюда вытекает вторая важная проблема. Поскольку молодая бензиновая технология подразумевает внесение серьезных изменений в конструкцию головок цилиндров двигателя, конструкцию самих форсунок и попутное изменение иных деталей мотора, к примеру ТНВД (топливный насос высокого давления), стоимость автомобилей с непосредственным впрыском топлива выше.

 

3. Производство самих частей системы питания также должно быть крайне точным. Форсунки развивают давление от 50 до 200 атмосфер.

 

Прибавьте к этому работу форсунки в непосредственной близости со сгораемым топливом и давлением внутри цилиндра и получите необходимость производства очень высокопрочных компонентов.

 

4. Поскольку сопла форсунок смотрят в камеру сгорания, все продукты сгорания бензина также осаждаются на них, постепенно забивая или выводя форсунку из строя. Это, пожалуй, самый серьезный минус использования конструкции GDI в российских реалиях.

 

5. Помимо этого необходимо очень тщательно следить за состоянием двигателя. Если в цилиндрах начинает происходить угар масла, продукты его термического распада достаточно быстро выведут из строя форсунку, засорят впускные клапаны, образовав на них несмываемый налет из отложений. Не стоит забывать, что классический впрыск с форсунками, расположенными во впускном коллекторе, хорошо очищает впускные клапаны, омывая их под давлением топливом.

 

6. Дорогой ремонт и необходимость профилактического обслуживания, которое тоже недешевое.

Помимо этого, в видео также объясняется, что при ненадлежащей эксплуатации на автомобилях с прямым впрыском могут наблюдаться загрязнение клапанов и ухудшение производительности, в особенности на турбированных двигателях.

 

Смотрите также: Подробное объяснение принципа работы двигателя с переменным сжатием Infiniti

 

Плюсы

 

1. Экологичность.

 

2. Экономичность (правда, здесь нужно сделать оговорку: реальная экономия бензина доступна в условиях, близких к идеальным) – экономия 5-10%.

 

3. Немного более высокая мощность.

 

4. GDI при непосредственном попадании топлива в цилиндр охлаждает головку поршня.

 

5. Происходит лучшее смешение топливовоздушной смеси в цилиндрах.

 

6. Меньше детонация.

 

7. Требуется гораздо меньше топлива, смесь при определенных условиях работы мотора может обедняться до 30:1

 

8. Процесс работы двигателя точнее контролируется при помощи компьютера.

 

Таким образом, если выполнять определенные правила, предписанные автопроизводителем, а именно заправляться на проверенных заправках качественным топливом и регулярно проводить техническое обслуживание топливной системы автомобиля, то ухудшения качеств мотора, а тем более поломок оборудования можно избежать. Специалисты также советуют проводить прочистку форсунок после каждых 50-60 тыс. км.

Какие бывают типы впрыска топлива? | Новости

Топливный инжектор

Thinkstock

МАШИНЫ.COM — Вы уже слышали этот термин, но каковы реальные нюансы впрыска топлива? Какие типы впрыска топлива используются в вашем автомобиле? Для этого требуется немного базового понимания движка, но мы готовы помочь. Типы впрыска топлива, используемые в новых автомобилях, включают четыре основных типа:

• Одноточечный впрыск или дроссельная заслонка
• Портовый или многоточечный впрыск топлива
• Последовательный впрыск топлива
• Прямой впрыск

Связано: Нужна ли периодическая чистка топливных форсунок?

Одноточечный впрыск или дроссельная заслонка

Самый ранний и простой тип впрыска топлива, одноточечный, просто заменяет карбюратор с одной или двумя форсунками в корпусе дроссельной заслонки, который является горловиной впускного коллектора двигателя.Для некоторых автопроизводителей одноточечный впрыск был ступенькой к более сложной многоточечной системе. Хотя TBI и не так точен, как последующие системы, он измеряет топливо с лучшим контролем, чем карбюратор, и он дешевле и проще в обслуживании.

Портовый или многоточечный впрыск топлива

Многоточечный впрыск топлива предусматривает выделение отдельной форсунки для каждого цилиндра, прямо за его впускным отверстием, поэтому систему иногда называют впрыском через порт. Стрельба паров топлива так близко к впускному отверстию почти гарантирует, что они будут полностью втянуты в цилиндр.Основным преимуществом является то, что MPFI измеряет топливо более точно, чем конструкции TBI, лучше обеспечивает желаемое соотношение воздух-топливо и улучшает все связанные аспекты. Кроме того, это практически исключает возможность того, что топливо будет конденсироваться или собираться во впускном коллекторе. В случае TBI и карбюраторов впускной коллектор должен быть спроектирован так, чтобы отводить тепло от двигателя, что является мерой для испарения жидкого топлива.

В двигателях, оснащенных MPFI, в этом нет необходимости, поэтому впускной коллектор может быть выполнен из более легкого материала, даже из пластика.Результатом является постепенное повышение экономии топлива. Кроме того, там, где обычные металлические впускные коллекторы должны быть расположены наверху двигателя для отвода тепла, те, которые используются в MPFI, могут быть размещены более творчески, предоставляя инженерам гибкость при проектировании.

Последовательный впрыск топлива

Последовательный впрыск топлива, также называемый последовательным впрыском топлива в каналы (SPFI) или впрыском по времени, представляет собой тип многоточечного впрыска. Хотя в базовом MPFI используется несколько форсунок, все они распыляют топливо одновременно или группами.В результате топливо может «зависать» над портом до 150 миллисекунд, когда двигатель работает на холостом ходу. Это может показаться не таким уж большим, но этого недостатка достаточно, чтобы инженеры устранили его: последовательный впрыск топлива приводит в действие каждую форсунку независимо. Как и свечи зажигания, они распыляют топливо непосредственно перед тем, как открывается впускной клапан. Это кажется незначительным шагом, но повышение эффективности и выбросов достигается в очень малых дозах.

Прямой впрыск

Прямой впрыск продвигает концепцию впрыска топлива максимально далеко, впрыскивая топливо непосредственно в камеры сгорания, минуя клапаны.Прямой впрыск, более распространенный в дизельных двигателях, начинает появляться в конструкциях бензиновых двигателей, иногда называемых DIG для бензина с прямым впрыском. Опять же, дозирование топлива даже более точное, чем в других схемах впрыска, а прямой впрыск дает инженерам еще одну переменную, позволяющую точно влиять на то, как происходит сгорание в цилиндрах. Наука о конструкции двигателя изучает, как воздушно-топливная смесь вращается в цилиндрах и как взрыв распространяется от точки воспламенения.

Такие вещи, как форма цилиндров и поршней; расположение портов и свечей зажигания; время, продолжительность и интенсивность искры; и количество свечей зажигания на цилиндр (возможно более одной) — все это влияет на равномерность и полноту сгорания топлива в бензиновом двигателе. Прямой впрыск — еще один инструмент в этой области, который можно использовать в двигателях с низким уровнем выбросов.

Редакционный отдел Cars.com — ваш источник автомобильных новостей и обзоров. В соответствии с Cars.com, редакторы и рецензенты не принимают подарки или бесплатные поездки от автопроизводителей. Редакционный отдел не зависит от отделов рекламы, продаж и спонсируемого контента Cars.com.

Поделиться

Главный редактор Джо Брузек освещает краткосрочный и долгосрочный парк тестовых автомобилей Cars.com и водит Pontiac Firebird Trans Am 1998 года выпуска.Написать Джо

типов впрыска топлива | 1A Авто

Сравнение впрыска корпуса дроссельной заслонки и многоточечного впрыска и прямого впрыска

Проще говоря, ваш двигатель сжигает смесь топлива и воздуха внутри своих цилиндров, чтобы перемещать поршни, которые создают движение вперед или назад, которое в конечном итоге передается на колеса. Как топливо попадает в цилиндры, когда топливо попадает туда и как топливо используется, — вот некоторые из наиболее важных факторов, определяющих мощность и эффективность вашего двигателя.

В более старых двигателях для дозирования топлива в двигатель использовался карбюратор. В карбюраторных двигателях поступающий во впускной патрубок воздух будет создавать вакуум, который вытягивает топливо из трубки в карбюраторе, называемой трубкой Вентури. Эта система была относительно простой и удобной в работе, и многие годы она пользовалась успехом. В конце концов, впрыск топлива оказался более эффективным. Двигатели с впрыском топлива могут производить больше мощности, потреблять меньше топлива и легче соответствовать все более строгим стандартам выбросов.Сегодня во всех новых автомобилях используется система впрыска топлива.

Со временем были разработаны различные методы впрыска топлива в двигатель. Их можно разделить на категории в зависимости от места добавления топлива. Со временем точка впрыска перемещалась все ближе и ближе к самим цилиндрам. Три основных типа впрыска топлива известны как впрыск дроссельной заслонки, многоточечный впрыск и прямой впрыск. Мы проведем вас через три типа, объясним, как каждый из них работает, и опишем преимущества и недостатки каждого типа.

Система впрыска дроссельной заслонки

Впрыск дроссельной заслонки (TBI), также называемый одноточечным впрыском, был первым типом впрыска топлива, широко использовавшимся в автомобилях. Он работал очень похоже на карбюратор в том смысле, что дозировал топливо в переднюю часть впускного коллектора, за корпусом дроссельной заслонки. Топливо и воздух смешиваются во впускном коллекторе и втягиваются в цилиндры за счет всасывания, производимого во время такта впуска каждого цилиндра.

Впрыск дроссельной заслонки был большим улучшением по сравнению с карбюратором.Бортовой компьютер транспортного средства, блок управления двигателем (ЭБУ), может контролировать количество дозированного топлива и время подачи топлива. Это делает TBI более эффективным, чем карбюрация, в более широком диапазоне рабочих условий.

Однако у TBI были некоторые общие проблемы с карбюрацией. Во-первых, поскольку топливо должно проходить относительно большое расстояние к цилиндрам, оно может конденсироваться и скапливаться во впускном коллекторе. Цилиндры, расположенные ближе к корпусу дроссельной заслонки, также могут получать более богатую смесь топлива и воздуха по сравнению с цилиндрами, находящимися дальше, которые получают более бедную смесь.

Хотя у TBI было то преимущество, что он был простым, имея только один, а иногда и два инжектора, в конечном итоге от него отказались в пользу многопортового впрыска.

Многопортовый впрыск

Многоточечный впрыск (иногда называемый многоточечным впрыском) использует отдельные форсунки для распыления топлива в каждый цилиндр. Форсунки устанавливаются во впускные каналы, сразу за впускным клапаном каждого цилиндра.Были использованы два типа впрыска через центральный порт и последовательный многопортовый впрыск.

При впрыске через центральный канал центральный топливный блок отправляет топливо по ряду ветвей, которые заканчиваются тарельчатыми клапанами. Внешний вид этого типа инжектора побудил некоторых людей назвать его инжектором-пауком. Все клапаны выпускают топливо одновременно, что означает, что часть топлива остается в ожидании следующего такта впуска. Это дает топливу возможность конденсироваться, а значит, оно не так легко воспламеняется.

Последовательный впрыск топлива решает эту проблему, поскольку каждый клапан форсунки открывается одновременно с соответствующим впускным клапаном. Время форсунки контролируется ЭБУ так же, как и момент зажигания.

Впрыск через центральный порт более эффективен, чем TBI, и последовательный многопортовый впрыск также более эффективен. Каждая из этих систем, хотя и более сложная, с большим количеством движущихся частей, что усложняет работу над ними и увеличивает их стоимость.При этом последовательный многоточечный впрыск является сегодня наиболее распространенной системой учета топлива в автомобилях с бензиновым двигателем.

Прямой впрыск

В системах с прямым впрыском топливо впрыскивается непосредственно в цилиндр. Это обеспечивает наилучшее сочетание топлива и воздуха. Прямой впрыск использовался в дизельных двигателях с 1920-х годов и в бензиновых авиационных двигателях примерно со времен Второй мировой войны, но в последнее время он широко применяется только в автомобилях с бензиновым двигателем. Производители автомобилей с высокими характеристиками, такие как Audi и BMW, обнаружили, что более эффективное сгорание при непосредственном впрыске бензина (GDI) помогает производить более мощные двигатели.Некоторые автопроизводители также начали использовать GDI, чтобы двигатели использовали меньше газа. В двигателях GM Ecotec и Ford Ecoboost используется GDI.

Двигатели GDI могут использовать очень бедную топливно-воздушную смесь, когда двигатель находится под небольшой нагрузкой. Это помогает экономить газ, но создает выбросы закиси азота. Двигатели GDI полагаются на рециркуляцию выхлопных газов и специально разработанные каталитические нейтрализаторы для очистки этих выбросов. Системам GDI также нужны более прочные форсунки. Форсунки подвергаются воздействию тепла и давления камеры сгорания, и форсунка должна распыляться, преодолевая высокое давление камеры сгорания.В то время как обычные топливные форсунки распыляют бензин со скоростью от 40 до 60 фунтов на квадратный дюйм, прямые форсунки должны распылять топливо под давлением в тысячи фунтов на квадратный дюйм.

Таким образом, хотя прямой впрыск является лучшим вариантом с точки зрения мощности и эффективности, он также является наиболее сложной и дорогой системой.

По мере развития технологий производство двигателей с прямым впрыском может стать проще, но на данный момент последовательный многоточечный впрыск остается наиболее распространенной системой впрыска топлива в автомобилях.Он обеспечивает оптимальное сочетание эффективности и доступности для большинства приложений.

Бензин с прямым впрыском

Прямой впрыск бензина (GDI) — это тип системы впрыска топлива, который распыляет бензин непосредственно в камеру сгорания. Как и в двигателях, оборудованных системой многоточечного впрыска топлива (MFI), для каждого цилиндра двигателя имеется отдельный топливный инжектор. Но вместо того, чтобы устанавливать форсунки во впускной коллектор, чтобы форсунки распыляли топливо во впускные отверстия в головке блока цилиндров, форсунки GDI устанавливаются в головке цилиндров и распыляют топливо непосредственно в камеру сгорания, а не во впускной канал.

Топливо полностью обходит впускные клапаны и попадает в цилиндр в виде тумана под высоким давлением. Топливо может впрыскиваться в любой момент во время такта впуска, или, если двигатель работает в сверхобедном режиме при низкой нагрузке, топливо может не впрыскиваться до некоторой точки во время такта сжатия. Затем воздушно-топливная смесь сжимается и воспламеняется от искры, когда поршень приближается к верхней мертвой точке. Взрывающаяся воздушно-топливная смесь генерирует тепло и давление, которые толкают поршень вниз во время рабочего хода.Затем сгоревшие выхлопные газы выталкиваются из цилиндра во время такта выпуска.

Впрыск топлива под высоким давлением

Для прямого впрыска требуется чрезвычайно высокое рабочее давление (до 2200 фунтов на квадратный дюйм) по сравнению с обычными многоточечными системами впрыска топлива, которые обычно требуют всего от 40 до 60 фунтов на квадратный дюйм. Для прямого впрыска требуется большее давление нагнетания, чтобы преодолеть давление сжатия внутри цилиндра и подать больший объем топлива за более короткий период времени.Более высокое давление впрыска также помогает распылить топливо на мелкие капли, чтобы оно лучше смешалось с воздухом для более полного сгорания.

Топливная рейка с прямым впрыском бензина для V6.

При обычном впрыске топлива MFI топливо распыляется во впускной канал, который находится под вакуумом. Затем топливный туман втягивается в камеру сгорания вместе с поступающим воздухом, смешивается во время такта сжатия, а затем воспламеняется свечой зажигания.При использовании GDI только воздух проходит через впускные клапаны, потому что топливо впрыскивается непосредственно в камеру сгорания во время такта сжатия.

Некоторые двигатели с прямым впрыском бензина не имеют обычной дроссельной заслонки, потому что дроссельная заслонка не используется для управления частотой вращения и мощностью двигателя. Компьютер двигателя делает это, изменяя время и количество топлива, впрыскиваемого в каждый цилиндр. Отсутствие дроссельной заслонки означает, что нет ограничений для поступающего воздуха и мало или отсутствует разрежение во впускном коллекторе.Это снижает обычные потери при перекачке, вызванные дроссельными заслонками и разрежением на впуске, для повышения эффективности двигателя.

Режимы работы

Прямой впрыск бензина также обеспечивает большую гибкость в управлении воздушно-топливной смесью. Обычно топливо впрыскивается в какой-то момент во время такта впуска и / или такта сжатия. Время и продолжительность импульсов впрыска будут зависеть от режима работы. Иногда однородная топливно-воздушная смесь, которая равномерно распределена в цилиндре, работает лучше всего, в то время как в других случаях расслоенная смесь заряда может сэкономить топливо и снизить выбросы.Послойный заряд достигается за счет впрыска очень бедной смеси A / F во время такта впуска или в начале такта сжатия. Очень бедная смесь может быть слишком бедной для надежного зажигания сама по себе, поэтому второй впрыск гораздо более богатой смеси A / F происходит непосредственно перед зажиганием свечи зажигания. Область богатой смеси A / F прямо вокруг свечи зажигания легко воспламеняется и помогает сжечь бедную смесь в остальной части цилиндра и камеры сгорания. Этот «трюк» позволяет двигателю работать более бедным, чем обычно, при небольшой нагрузке, экономя газ и сокращая выбросы.

, г.

Когда поршень поднимается во время такта сжатия, топливо может впрыскиваться в цилиндр в любой момент до воспламенения. Время впрыска (или нескольких впрысков) будет зависеть от частоты вращения двигателя, нагрузки и других условий. а также то, как запрограммирована работа самой системы GDI. В некоторых ситуациях (например, легкий круиз) впрыск топлива может не производиться до тех пор, пока поршень почти не достигнет верхней мертвой точки на такте сжатия. В некоторых случаях дополнительные импульсы впрыска могут возникать даже после воспламенения исходной смеси, чтобы поддерживать горение пламени во время рабочего такта.

В этой таблице перечислены основные различия между GDI и Port EFI.

Преимущества прямого впрыска бензина

Распыление топлива непосредственно в камеру сгорания при нарастании сжатия, а также во время и после начального сгорания позволяет двигателю производить больше мощности при меньшем расходе топлива. Двигатели с GDI могут переносить чрезвычайно бедные топливные смеси (до 40: 1) при небольшой нагрузке и крейсерских условиях. В конечном итоге экономия топлива обычно на 15-20% выше по сравнению с многоточечным впрыском топлива.

Способность тщательно контролировать топливную смесь и давать двигателю именно то, что ему нужно в нужный момент, также означает, что двигатели GDI могут справиться с более высокими степенями статического сжатия. Buick 3.6L V6 имеет степень сжатия 11,3: 1, что помогает улучшить эффективность сгорания и мощность. Двигатели Mazda Skyactiv-G объемом 2,0 и 2,5 л имеют степень сжатия 14: 1 для еще большей эффективности. Двигатели GDI обычно производят больше лошадиных сил, чем двигатели с многоточечным впрыском.

Проблемы с прямым впрыском бензина

Никакая новая технология не избавляет от проблем, и непосредственный впрыск бензина не исключение. Поскольку топливо впрыскивается непосредственно в камеру сгорания, а не во впускной канал, топливо обеспечивает незначительный «очищающий эффект» или не оказывает никакого «очищающего эффекта», предотвращая накопление углерода и сажи на впускных клапанах. По мере накопления миль на впускных клапанах накапливается слой нагара. Поскольку отложения накапливаются на поверхности клапана, они могут препятствовать уплотнению впускных клапанов, вызывая утечку сжатия, пропуски зажигания в двигателе и потерю мощности.Накопление большого количества углерода на впускных клапанах также может ограничивать поток воздуха, снижать мощность на более высоких оборотах двигателя и вызывать снижение расхода топлива и производительности. Отложения углерода на впускных клапанах также могут отслаиваться и проходить через камеру сгорания в выхлоп. Если двигатель оснащен турбонагнетателем, есть вероятность, что углерод может повредить ребра турбины в турбонагнетателе. Для получения дополнительной информации см. Отложения на впускном клапане в двигателях с прямым впрыском бензина.

Проблема накопления сажи обычно усугубляется в двигателях с прямым впрыском, которые используются в основном для коротких поездок.Впускные клапаны никогда не нагреваются настолько, чтобы сжечь отложения. И если уплотнения направляющих клапанов позволяют слишком большому количеству масла стекать по штокам клапана, накопление нагара идет еще быстрее.

Устранение грязных впускных клапанов — очистка клапанов химическим чистящим средством, распыленным на корпус дроссельной заслонки, впускной коллектор или непосредственно во впускные отверстия. Другим вариантом ремонта в некоторых случаях является снятие впускного коллектора и распыление растворителя непосредственно на впускные отверстия в головке блока цилиндров или струйная очистка задней части впускных клапанов мягкой средой, такой как скорлупа грецких орехов, пищевая сода или пластиковые шарики.В случае очень сильного нагара может потребоваться снятие головки блока цилиндров для очистки клапанов.

Другая проблема с прямым впрыском бензина заключается в том, что, как и при впрыске дизельного топлива, у топлива меньше времени на смешивание с поступающим воздухом перед воспламенением. Эффект расслоения заряда, создаваемый прямым впрыском, также позволяет получать более богатые смеси возле свечи зажигания и форсунки и более бедные смеси на удалении от свечи зажигания и форсунки. В результате в процессе сгорания могут образовываться более крупные частицы сажи, аналогичные неочищенным дизельным выхлопам.Размер и количество частиц варьируется в зависимости от летучести топлива и других условий эксплуатации.

Текущие нормы выбросов твердых частиц в США допускают выброс твердых частиц до 10 мг / милю. Но если будущие правила выбросов твердых частиц потребуют более низких уровней, может потребоваться некоторый тип дополнительной обработки выхлопных газов, аналогичный той, которая сейчас используется для чистых дизельных двигателей. Дизельные двигатели оснащены уловителями сажи и системами впрыска мочевины для последующей обработки.

Применения прямого впрыска бензина

Прямой впрыск бензина используется в различных двигателях последних моделей: Audi, BMW, GM, Ford, Hyundai, Kia, Lexus, Mazda, MINI, Nissan, Porsche, VW и других. Некоторые из недавних отечественных применений включают двигатели Ford Ecoboost (которые также имеют турбонаддув) в 2010 Focus & Edge и 2011 Explorer, а также двигатель DI 3,6 л V6 в Buick LaCrosse and Enclave 2010 года, Cadillac STS и CTS 2010 года, Camaro V6 2010 года. Chevy HHR SS, 2010 Chevy Traverse и GMC Acadia.Corvette LT1 2014 также имеет непосредственный впрыск.

По прогнозам, к 2016 году почти половина всех новых автомобилей, продаваемых в США, будет оснащаться бензиновыми двигателями с прямым впрыском.

Выше показан разрез камеры сгорания внутри двигателя Buick 3,6 л V6 с прямым впрыском.

---

---

Другие статьи о впрыске топлива:

Отложения на впускных клапанах в двигателях с прямым впрыском бензина

Как работает электронный впрыск топлива

Соотношение воздух / топливо

Как впрыск топлива влияет на выбросы

Диагностика впрыска топлива

Проблемы с впрыском топлива

Впрыск топлива: диагностика безвозвратных форсунок с EFI

очистка)

Топливные форсунки (поиск неисправностей)

Обзор бензиновых двигателей с водородным наддувом | HowStuffWorks

Бензиновые двигатели с водородным наддувом могут значительно улучшить экономию топлива.Основным экономическим и экологическим преимуществом двигателя бедной системы с водородным наддувом является низкое количество выбросов NOx, следовательно, полное устранение необходимости во внешнем контроле выбросов NOx. В настоящее время контроль выбросов NOx является основной проблемой для дизелей, в которых используются дорогостоящие ловушки для соответствия стандартам выбросов. Выбросы твердых частиц дизельного топлива также должны улавливаться фильтром, который необходимо периодически регенерировать.

Бензиновые двигатели с водородным наддувом не требуют фильтров для удаления NOx или твердых частиц и требуют только недорогого катализатора окисления для контроля небольшого количества выхлопных газов (несгоревших углеводородов), образующихся в основном во время запуска двигателя и раннего прогрева.Дополнительные сокращения требований к контролю за выбросами обусловлены способностью двигателя использовать только чистый обогащенный водородом заряд во время фазы холодного пуска, когда 90% выбросов генерируются в ходе испытания на выбросы.

Объявление

Система водородного наддува представляет собой технологию крепления на болтах, которую можно добавить в моторный отсек существующего автомобиля. По заявлению разработчиков, стоимость системы составляет менее половины добавленной стоимости дизелей.Затраты автомобильной промышленности США на оснащение дизелей для замены бензиновых двигателей огромны и будут затруднены для американских производителей, которые в настоящее время борются с финансовыми трудностями.

Прототип двигателя с водородным наддувом сейчас устанавливается на внедорожник с двигателем V6, который имеет достаточно свободного места для установки риформинга и связанной с ней системы. Начало долгосрочных дорожных испытаний для получения информации о производительности, надежности и долговечности запланировано на конец этого года, а маркетинг первого производственного приложения ожидается в 2010 году.

Данные о производительности

, полученные на ранней стадии испытаний, несомненно, будут внимательно изучены практически всеми, кто занимается автомобильными и энергетическими проблемами окружающей среды, отчасти потому, что система ассоциируется с модным словом «водород».

Первое место в списке заинтересованных сторон занимают производители больших внедорожников и фургонов, для которых государственные регулирующие органы стремятся увеличить среднее количество миль на галлон на 10 процентов по сравнению с уровнем 2007 года в 22,2 миль на галлон.Новый уровень 24,1 миль на галлон должен быть соблюден к 2011 году.

Четырехцилиндровые автомобили, вероятно, также будут главными кандидатами на использование этой технологии, поскольку высокие цены на бензин продолжают создавать конкуренцию среди моделей с высокой топливной экономичностью, стремящихся к лидерству на галлон. Фактором, способствующим развитию рынка компактных автомобилей, может быть проблема со сроком службы гибридных автомобилей из-за сложности системы и замены батареи, которые, как сообщается, в некоторых случаях достигают 5000 долларов. Это только сейчас начинает отражаться в низкой стоимости при перепродаже, поскольку ранние производственные гибриды достигают большого пробега.

Однако двигатель с водородным наддувом будет не одинок в гонке за лидерство в области экономии топлива. Усовершенствованные двигатели с турбонаддувом уменьшенного размера с прямым впрыском и регулируемым клапаном, дизельные двигатели с общей топливной магистралью, гибриды и автомобили с гибким топливом соперничают за внимание автопроизводителя в гонке за экономию топлива.

Ни одна из этих технологий не может похвастаться всеми преимуществами двигателя с водородным наддувом, а именно резко увеличенной экономией топлива, минимальным контролем выбросов и общей экономичностью.В конце концов, потребуется сочетание многих технологий, чтобы удовлетворить жажду этой страны к свободе вождения, но вполне вероятно, что в будущем мы услышим гораздо больше о двигателе с водородным наддувом.

.