Инжекторные автомобили – Что такое инжектор в автомобиле, принцип работы, неисправности, плюсы и минусы

Инъекция молодости: история разработки впрыска ВАЗ

Не хвастовства ради, а пользы для

Да и дело тут было отнюдь не в амбициях или желании пустить пыль в глаза потребителю: классическая система питания никак не соответствовала двум важнейшим критериям – стабильности настроек и нормам токсичности. Даже вполне современный по тем временам Солекс нельзя было сравнить с так называемым «инжектором», ведь он не «умел» готовить одинаково сбалансированную по составу топливно-воздушную смесь при разных условиях работы мотора, да и не отличался особой надежностью, требуя регулярной чистки и настройки. В то время как на Западе негласной нормой считалось хотя бы пять лет и 80 000 км без вмешательства в систему питания, не считая регламентной замены фильтров.

Даже беглый анализ показал, что наивысшей стабильностью характеристик и «чистотой выхлопа» обладает именно система питания с электронным блоком управления двигателем, а не механический или электромеханический инжектор. В мире на тот момент существовало немало разновидностей впрыска, и без должного опыта инженерам было непросто принять решение – на каком же именно варианте остановиться? Однако склонялись они именно к электронному управлению, как наиболее прогрессивному и эффективному.

Перспективную систему питания планировали не только (и не столько) для модернизации еще нестарых автомобилей восьмого семейства, сколько для будущей «десятки». Её выпуск планировали начать на стыке восьмидесятых и девяностых годов, и оставаться с устаревшим карбюратором было просто нельзя – особенно если учитывать планы нацеливаться на западный рынок, где «инжектор» давно перестал быть диковинкой, а стал обычным явлением на товарных автомобилях.

Вдобавок на ВАЗе уже тогда в качестве оптимального решения для ВАЗ-2110 рассматривали многоклапанную головку с четырьмя клапанами на каждый цилиндр, а оптимизировать процессы сгорания в таком моторе при наличии обычной системы питания было практически невозможно. В общем, все сводилось к тому, что внедрение впрыска топлива с электронным управлением при запуске следующей модели является одной из основных задач. Причем было решено не только перевести на «инжектор» версии с 16-клапанной головкой, но и оснастить впрыском обычный восьмиклапанный двигатель объемом 1,5 л, известный под индексом ВАЗ-21083.

Не стоит забывать, что в те «золотые» годы экспорт вазовских автомобилей иногда достигал 40% от общего объема выпуска – а это, как известно, доход в виде такой желанной для завода валюты, и грядущее ужесточение экологических норм в Европе для ВАЗа стало бы просто губительным. Не зря ведь экспортные модификации еще с середины восьмидесятых оборудовались системами снижения токсичности отработавших газов – в том числе и с каталитическим нейтрализатором. Впрочем, «кат» был сам по себе не очень эффективен, ведь даже с учетом дополнительной электроники обычный карбюратор получался «слабым звеном» системы по простой причине – он готовил смесь менее точно и стабильно, чем это требовалось.

Совместная работа

Ведущими игроками на рынке разработки систем впрыска в то время были три компании – Bosch, Siemens и General Motors. Предварительные переговоры закончились заключением контракта с GM по простой причине – «джиэм» имел больше опыта и мог предложить максимальный спектр услуг «под ключ».

Первой впрысковый двигатель 2111 «примерила» Lada Baltic. Компоненты GM выдаёт характерный дизайн ДМРВ между корпусом воздухофильтра и патрубком впуска.

Что же должны были сделать специалисты General Motors в рамках контракта? Во-первых, разработать и адаптировать под вазовские моторы впрыск топлива, который бы отвечал нормам Евро-1 и США-93. Во-вторых, для экспортных автомобилей «джиэмовцы» должны были поставить более полумиллиона (!) комплектов систем питания. И, наконец, итогом работы предполагалось приобретение соответствующих лицензий с последующим выпуском компонентов на советских (а в новых реалиях – российских) заводах.

OLYMPUS DIGITAL CAMERA Baltic-i

Тип системы питания на Lada Baltic подчеркивал оригинальный шильдик «injection», расположенный на задней двери слева под надписью «LADA»

Уже в 1993 году GM начал поставки комплектов центрального впрыска (так называемого моноинжектора) для Жигулей и Нивы, а впоследствии – и систем распределённого впрыска для Лады Самары. Увы, по объективным экономическим причинам в непростое для новой страны время за шесть лет удалось поставить на конвейер лишь 115 тысяч комплектов вместо запланированных изначально 540 тысяч.

В тот момент на ВАЗе поняли, что нельзя опираться лишь на одного зарубежного партнера и решили подписать в 1995-м контракт и с фирмой Bosch. Это позволило освоить как разработку, так и производство еще одной системы питания, известной впоследствии, как «бошевская». Разумеется, работы по принципиально новой системе питания потребовали длительного пребывания в зарубежных командировках ведущих по проекту специалистов ВАЗа, некоторые из которых занимались этой темой в США по три-четыре года подряд.

SAMSUNG

На ранних «инжекторах» стояли контроллеры GM импортного производства

В ходе работы над «инжектором» на новую систему питания пытались перевести и такие экзотичные модификации, как 1,1-литровый двигатель ВАЗ-21081. Однако впоследствии было принято решение о том, что малокубатурные модификации «трогать» не стоит, и вазовские конструкторы вместе с зарубежными специалистами сосредоточились на моторах объемом 1,5-1,6 л – как жигулевских, так и «зубильных». А 16-клапанный мотор 2112 должен был стать первым в истории ВАЗа, конструкция которая изначально была «заточена» лишь под электронную систему питания с распределенным впрыском.

Еще в ходе ранних экспериментов над классическими моторами оказалось, что установка каталитического нейтрализатора сильно ухудшает показатели двигателя по мощности и крутящему моменту, поэтому система питания должна была обеспечивать максимальный КПД, чтобы минимизировать «экологические» потери энерговооруженности, неизбежные в любом случае.

OLYMPUS DIGITAL CAMERA

На Самаре с так называемой низкой панелью контроллер впрыска разместили на полке под «бардачком»

Система впрыска топлива с электронным управлением была вполне распространенной (но при этом современной) концепцией. Электронный блок управления получал информацию от пары десятков датчиков, на основании которых и строилась коррекция топливно-воздушной смеси, а также остальные параметры – время открытия форсунок, угол опережения зажигания, количество подаваемого в цилиндры воздуха, топлива и так далее. Основную «работу» при этом проделывали несколько важнейших датчиков – например, датчик положения коленчатого вала (без него двигатель вообще не заведется!) и датчик массового расхода воздуха.

shema1

Важнейшее преимущество вазовского впрыска, как и большинства подобных систем – «живучесть». Если не отказал электрический бензонасос или «стратегический» датчик ДПКВ и не сгорел контроллер ЭБУ или модуль зажигания, то система худо-бедно, но будет работать даже при отказе нескольких датчиков, перейдя в аварийный режим и работая по альтернативным алгоритмам управления с использованием неких «усредненных» показателей, зашитых в программу.

Сложности

Но гладко было только на бумаге. Освоить столь сложную систему, когда промышленный гигант СССР уже почил в бозе, стало для ВАЗа непростой задачей. Впрочем, при интеллектуальной поддержке зарубежных партнеров с ней вполне справились – по крайней мере, «инжектор» уже к концу девяностых годов стал не просто работоспособной, но и вполне серийной системой питания для ВАЗов.

OLYMPUS DIGITAL CAMERA OLYMPUS DIGITAL CAMERA

Датчик массового расхода воздуха – один из самых дорогих компонентов системы питания с распределённым впрыском

Конечно, многое пошло «не так и не туда». Попытки привлечь к производству «оборонку» так и закончились ничем, да и работа в Штатах была закончена еще в 1994 году – до постановки впрыска на конвейер. Кроме впрысковой версии мотора объемом 1,1 л, в итоге так и не удалось освоить 16-клапанную версию Самары, хотя адаптация агрегата 2112 к кузову 21093 была проведена еще на ранних стадиях работы по впрыску. Лишь намного позднее многоклапанный мотор все же встал под капот Самары в заводском исполнении – точнее, «околозаводском», от компании «Супер-Авто».

OLYMPUS DIGITAL CAMERA

Для поглощения топливных паров предусмотрено специальное устройство – адсорбер

Некоторые компоненты пришлось оставить импортными – например, датчик кислорода, форсунки и ДМРВ. Блоки под заказ выпускали на Bosch, а со временем были освоены и контроллеры отечественного производства. Остальные же компоненты (датчики, впуск, выпуск и система подачи топлива из бака) были освоены почти самостоятельно.

OLYMPUS DIGITAL CAMERA OLYMPUS DIGITAL CAMERA

При наличии некоторых версий БК, считывать ошибки и обнулять их на впрысковом двигателе ВАЗ можно прямо с «бортовика»! Разъем OBD-2 так называемой К-линии: именно сюда нужно подключаться для диганостики «вазоинжектора»

Еще в процессе работы в США вазовские конструкторы поняли, что американский подход к настройке некоторых компонентов (в частности, датчика системы детонации) на малолитражном двигателе ВАЗ, да еще в российских реалиях, не совсем оптимален. Именно поэтому вместо «защитной» функции на него возложили активную борьбу с детонацией путём индивидуального управления углами зажигания на основании показателей датчика.

Первая товарная партия из нескольких тысяч ВАЗ-21082 с российским контроллером Январь-4 и сборной солянкой из компонентов GM и Bosch была выпущена в 1996 году. Она соответствовала действовавшим на тот момент в РФ нормам токсичности, поэтому не имела катализатора и лямбда-зонда.

При практических испытаниях выяснилось, что ресурс отдельных элементов (тех же форсунок, бензонасоса и свечей зажигания) сильно зависит от качества бензина, а хлебнув «этила», можно было гарантированно угробить каталитический нейтрализатор или «нежный» лямбда-зонд. Именно поэтому в конце девяностых – начале двухтысячных годов новомодной системы питания многие российские автомобилисты боялись, как огня. Усугубляло ситуацию то, что на коленке впрыск не продиагностируешь, а загоревшийся на ВАЗе индикатор «проверь двигатель» (check engine) в то время вгонял в ступор даже опытных механиков.

OLYMPUS DIGITAL CAMERA

Еще один «бонус» от электронного управления системой питания – заводская «противоугонка», так называемый иммобилайзер

Благодаря и вопреки

Однако остановить прогресс невозможно. Поскольку концептуально вазовский впрыск на моторах 2111/2112 получился весьма удачным (сказывалось участие таких грандов, как Porsche, Bosch и GM), заводчанам требовалось лишь подтянуть качество изготовления отдельных компонентов у смежников, а потребителям – адаптироваться к новой системе питания, лишенной привычного «подсоса» и прочих «ручных подкачек».

OLYMPUS DIGITAL CAMERA

Двигатель 2111 – не самый экономичный, но тяговитый и практичный

Пример из жизни: в начале двухтысячных на завод обратился владелец Нивы с моновпрыском, у которого износилась центральная форсунка. Как оказалось, к тому моменту он без каких-либо проблем с системой питания проехал на своей машине свыше 200 тысяч километров!

lada_4x4_taiga_1

Распределённый впрыск «сдружили» и с двигателем классики, который ведёт свою родословную еще от ВАЗ-2101 1970 года

Сравнивать 16-клапанный мотор с обычным «восьмерочным» не имело смысла – увеличение числа клапанов в два раза поднимало максимальную мощность при прочих равных условиях как минимум на 10-15%, да и по характеру многоклапанный мотор с высокой степенью сжатия был более «крутильным» и «верховым», то есть приветствовал работу на оборотах в зоне максимальной мощности, а не крутящего момента. Однако оказалось, что с новой системой питания и проверенный временем «восемьдесят третий» мотор стал гораздо тяговитее и эластичнее – ведь максимальный крутящий момент не только вырос со 106 до 116 Нм, но и стал достижим на более низких оборотах (3 000 об/мин против 3 500 об/мин у мотора 21083). Вдобавок оказалось, что с новой системой питания мотор избавился от «температурной зависимости» и «поехал» даже в непрогретом состоянии. Если «зубило» и раньше славилось боевым характером, то с впрысковым мотором оно стало куда более «покладистым», избавившись от непонятной нервозности Солекса.

OLYMPUS DIGITAL CAMERA

На ВАЗах с Евро-2 стоял один катализатор – под днищем. На машинах с Евро-3 и выше к нему прибавился так называемый катколлектор

«Инжектор» открывал ворота в мир «чипованного волшебства» : «поколдовав» с настройками ЭБУ, можно было привить двигателю требуемый характер – сделать его еще более тяговитым на низах или, напротив, ценой «экологии» поддать лошадиных сил. Действительно, всесильная электроника позволила реализовать потенциал всего «железа», заложенный десятилетием ранее еще инженерами Porsche. Но, в отличие от брутально-спортивных вариантов на сдвоенных горизонтальных «веберах», впрысковый мотор Самары при этом оставался «паинькой» по экономичности и экологичности. Для производителя было также очень важно, что разработанные совместно с иностранцами и выпущенные серийно компоненты впрыска после сборки системы на двигателе не требовали тщательной настройки и калибровки «по месту».

Победоносной поступью

Нет ничего удивительного в том, что впрыск стремительно набирал обороты как на переднем приводе, так и на классике. Разумеется, первым архаичный карбюратор исчез из-под капотов «десятки» и Самары, ну а к середине двухтысячных стало ясно, что новые экологические требования (минимум Евро-2) можно выполнить, только полностью отказавшись от прежней системы питания. Свои последние конвейерные дни вазовский карбюратор доживал уже на чужбине – в соседней Украине, где нормы токсичности Евро-2 вступили в силу лишь в 2006 году. Именно в то время выпуск новых автомобилей ВАЗ с «карбом» был полностью прекращен, а уже в следующем, 2007-м, АВТОВАЗ перешел на нормы Евро-3, что, в свою очередь, привело к прекращению выпуска полуторалитрового мотора ВАЗ-2111, соответствующего нормам токсичности Евро-2.

OLYMPUS DIGITAL CAMERA OLYMPUS DIGITAL CAMERA

Двигатель 2111 объемом 1,5 л легко отличить от более поздних модификаций по легкосплавному впускному коллектору. У 1,6-литрового восьмиклапанника модуль впуска выполнен из пластика

OLYMPUS DIGITAL CAMERA

Появившиеся весной 2007 года Самары украинского производства даже с новым двигателем 11183-20 соответствовали старым нормам Евро-2

OLYMPUS DIGITAL CAMERA OLYMPUS DIGITAL CAMERA

Изначально у дроссельной заслонки был обычный механический привод – с помощью тросика

С января 2007 года под капотом российских Самар появился двигатель объемом 1,6 л, соответствовавший более жестким нормам Евро-3, который впоследствии получил такой девайс, как электронную педаль газа без жесткой механической связи с дроссельной заслонкой. Тем не менее концепция системы питания двигателей ВАЗ по сегодняшний день остаётся неизменной – это распределённый впрыск топлива с электронным управлением.

www.kolesa.ru

Первые инжекторные легковушки 1950-х годов: mexanizm — LiveJournal

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.  

mexanizm.livejournal.com

Первый авто-инжектор — Chevy_ | Дневники.Ykt.Ru

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

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

 

    

 

Вскрытый блок управления впрыском

 

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

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

 

Шильдик на автомобилях с впрыском 

Музыка: бунтарский сын

dnevniki.ykt.ru

Отправить ответ

avatar
  Подписаться  
Уведомление о