11 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

В каком году изобрели инжекторный двигатель

История появления инжекторного двигателя. Двигатель кто придумал

История появления инжекторного двигателя

Сейчас инжекторным двигателем никого не удивишь. А в начале 2000-х такой агрегат только-только начал появляться на российских ВАЗах. На мотор с непонятной «электронной» системой питания смотрели косо и часто выбирали простой проверенный карбюратор. Между тем, во всем мире различные системы инжекторного впрыска уверенно используют начиная с 80-х годов.

Что означает инжекторный?

Слово «инжекторный» происходит от английского injection, то есть «инъекция». Казалось бы, причем тут уколы и автомобильный двигатель. Но процесс подачи топлива в такой движок роднит с настоящими инъекциями тонкая и сильно бьющая струя. Всем известна картина, когда врач, готовящийся поставить укол, выгоняет воздух из шприца, выпрыскивая в воздух некоторое количество препарата. Так и в инжекторном двигателе бензин подается не в виде парового облака, как в карбюраторных моторах, а сильными и точными струями, подающимися по строго определенным параметрам.

Кто придумал инжекторный двигатель?

Первые электронные инжекторные системы впрыска топлива появились при достаточном уровне развития электроники. Центром любой такой системы является блок управления, контроллер, который, опираясь на показания множества датчиков, задает время впрыска бензина, момент зажигания и другие параметры.

Первые опыты с электроникой в этой сфере начались еще в 50-60-е годы. Интересно, что наравне с иностранными инженерами, работы проводили и советские конструкторы! Но первой машиной с инжекторным двигателем и электронной системой управления стал Rambler Rebel 1967 года.

Виды систем впрыска топлива

Существуют разные системы впрыска топлива. Они различаются как количеством датчиков, так и принципиальным подходом к впрыску. По второму параметру все инжекторы делятся на моно- и распределенный впрыск. Рассмотрим обе.

Система моновпрыска подразумевает одну единственную форсунку, которая подает бензин во впускной коллектор. Такая конструкция мало чем отличается от карбюратора, разве что состав смеси получше. Управление впрыском осуществляет контроллер, снабженный разнообразными датчиками.

Системы моновпрыска представляют собой ранние разработки, которые применялись на автомобилях на рубеже 80-90-хх годов. Сейчас подобное можно встретить, разве что купив машину соответствующих годов выпуска. Делать это не стоит, так как почти все системы моновпрыска были весьма ненадежными и имели невысокие эксплуатационные характеристики. Поэтому в скором времени все автопроизводители пришли к применению распределенного впрыска топлива.

В системах распределенного впрыска применяются отдельные форсунки на каждый цилиндр двигателя. Таким образом, за каждый цилиндр отвечает индивидуальная форсунка, снабжающая его топливом оптимальным способом. Применение множества форсунок дало возможность задавать различные алгоритмы их работы.

Подача топлива в цилиндры может осуществляться попарно, по порядку работы цилиндров или во все цилиндры сразу в зависимости от текущего режима работы двигателя. Например, одновременный впрыск используется на многих автомобилях во время запуска холодного двигателя.

Главным преимуществом распределенной системы является возможность создания максимально благоприятных условий для уверенного запуска мотора и наиболее эффективной его работы в самых разных режимах.

Принцип работы

Обе системы имеют схожий принцип действия. В минимальном наборе системы управления присутствуют несколько датчиков:

— количества воздуха, поступающего в двигатель

— положения дроссельной заслонки

— положения коленчатого вала

— детонации в цилиндрах

— температуры охлаждающей жидкости

На большинстве автомобилей присутствуют расширенные «наборы», куда могут входить датчики, определяющие положение распределительных валов, концентрацию кислорода в выхлопах и другие параметры.

Главным датчиком в любой системе является датчик положения коленвала. Именно за счет его сигнала контроллер понимает в каком положении находится вал, на каком уровне стоят поршни и в каком цилиндре скоро будет положение ВМТ – верхней мертвой точки. В ВМТ поршень стоит максимально высоко и в этот момент требуется хорошая искра, чтобы поджечь смесь, поданную за доли секунды до достижения поршнем этой точки.

Когда сигнала с датчика положения коленвала нет, контроллер не понимает положение поршней, не может рассчитать моменты впрыска топлива и зажигания, что делает работу двигателя невозможной. Поломки других датчиков приводят лишь к переходу контроллера на дополнительные алгоритмы работы с возможным ухудшением некоторых характеристик, например, увеличением потребления топлива.

Чтобы разобраться в неполадках, могущих возникнуть в системе электронного впрыска, производители блоков управления предусмотрели возможность диагностики при помощи специального сканера. Компьютерная диагностика очень востребованная услуга, которая может сильно помочь в ремонте забарахлившего двигателя.

Кто изобрел дизельный двигатель? — 1000sovetov.ru

Запатентованный двигатель

Воплощение своей идеи об экономичном тепловом двигателе Рудольф Дизель начал с 1890 года. Он принялся за написание небольшой брошюры, в которой объяснял принцип действия будущего двигателя. Запатентовав эту идею, он получил документы на свой патент уже в начале 1892 года. Теперь перед ним стояла главная задача — найти предприятие, которое готово было бы заняться выпуском данного двигателя. Его поиск увенчался успехом, оптимальные условия были получены от предприятия —MAN ( Машиненфабрик Аугсбург-Мюнхен), поскольку оно обязалось нести абсолютно все расходы по реализации данного патента.

Создание двигателя

Рудольф Дизель с головой окунулся в процесс по практическому созданию двигателя. Изначальный замысел был следующим: в цилиндры поступает угольная пыль, которая воспламеняется под действием сжатия. Но тот, кто изобрел дизельный двигатель, в итоге отказался от своей первоначальной идеи. И связано это было с тем, что частички угольной пыли быстро забивали поршни, процесс износа механизма был настолько велик, что не выдерживал никакой критики. При этом невозможность внешнего охлаждения двигателя приводила к заклиниванию поршня в цилиндре. Однако Дизель, как гениальный инженер, понял свои недостатки в первичной разработке. Он предложил новый подход в циклическом процессе, который и прославил его имя на века.

Грандиозный прорыв

Работа уже первых двигателей показала удивительные результаты. Эффективность КПД нового двигателя была равна 27%. По сравнению с паровым двигателем, у которого КПД составлял всего 3–5% и с бензиновым двигателем Отто — порядка 10–12%, это был поистине грандиозный прорыв! Нужно добавить, что дизельный двигатель функционировал на топливе, которое было намного дешевле. Это тоже позитивно повлияло на дальнейшее развитие выпуска именно дизельных двигателей. В то время производители активно стали скупать патент Рудольфа Дизеля. Его звездный час — достиг своего апогея. Но дальше, тот, кто изобрел дизельный двигатель, уже не смог усовершенствовать начатое изобретение.

Двигатель — на века

Дизель создал такую тепловую машину, эффективность которой еще много столетий вряд ли кто-либо сможет превзойти. Теоретические расчеты показывают, что цикл Дизеля в тепловых двигателях — наиболее экономичен.

Единственное, чего не смог понять Дизель, что время не стоит на месте и любая хорошая идея должна совершенствоваться со временем. Так Роберт Бош создал свой топливный насос, который впрыскивает топливо. При этом в двигателе он не использовал, как Дизель сжатый воздух, что совершенно упростило данный процесс. За примером, также можно обратиться к улучшенной конструкции двигателей на кораблях Великобритании, которые в корне отличаются от своего прототипа. А сейчас, всякое улучшение обязательно принято патентовать. И от этого оно становится намного ценнее изначальной идеи, которая, безусловно, послужила тем «историческим двигателем» в развитии данных направлений инженерных изысканий.

За что человечество всегда будет с благодарностью вспоминать того, кто изобрел дизельный двигатель!

Кто и когда изобрел первый автомобиль в мире

Самый первый автомобиль с бензиновым двигателем был сконструирован Зигфридом Маркусом — инженером из Австрии. Во время опытов у него случайно воспламенилась смесь воздуха с парами бензина. Событие стало предпосылкой идеи об использовании бензина в качестве топлива. Благодаря Маркусу увидел свет первый двигатель, функционирующий на бензине. В начале 1864 года двигатель установили на простую повозку, а через 11 лет в результате упорной работы была получена более совершенная машина. Однако, лавры первенства получили другие.

Читать еще:  Бокс тюнинг дизельных двигателей

Кто изобрел автомобиль? По официальным источникам создание первого автомобиля в мире является заслугой талантливых инженеров Карла Бенца, Готлиба Даймлера. Причем, Даймлер известен как изобретатель первого двигателя, функционирующего на бензине. Двигатель был сконструирован в 1883 году, что послужило толчком к созданию первого самоходного экипажа.

Когда был создан первый автомобиль? Его создание присваивается Карлу Бенцу, человеку, создавшему в 1885 году первый автомобиль с двигателем внутреннего сгорания. Через год он заполучил патент на инновационное изобретение и разрешение создавать машины с бензиновым двигателем. Именно Карл Бенц признан человеком, сотворившим первый автомобиль. Создатель автомобиля не только разработал конструкцию и оформил патент, но и создал образец и наладил производство.

Какой был первый автомобиль? Машина была схожа с трехколесным велосипедом, пользовавшимся в те годы популярностью. Конструкция предусматривала цепную передачу, трубчатую раму, три колеса со спицами. Машина могла набирать со скорость 13 км/ч. Быстро наладив производство, Бенц реализовал в течение 8 лет свыше 69 машин. После 1894 года он начал ориентироваться на четырехколесные автомобили, имеющие двухцилиндровый двигатель с пневматическими шинами. В тот же год было продано порядка 67 авто, а к 1900 году цифра возросла в десяток — продажи достигли 603 единиц.

Отправной точкой в истории российского автомобилестроения является встреча Яковлева Евгения Александровича с Петром Александровичем Фрезе. Знакомство произошло в Америке в 1893 году на выставке, посвященной машине Бенца — «Benz». Именно здесь к ним пришла идея создания собственной машины, наделенной двигателем внутреннего сгорания. В 1896 году жителям России была представлена первая отечественная автомашина. Ее облик напоминал творение Бенца, но проект был создан полностью по чертежам российских конструкторов.

Новинка была представлена на обозрение публике на выставке, проходившей в Нижнем Новгороде. 1896 год в стране запомнился как год создания первого российского автомобиля. Первый отечественный автомобиль был оснащен кузовом, вмещающим двух пассажиров, весил около 300 кг и был готов развить скорость порядка 20 км/ч.

Советский инжектор: дорога́ ложка к обеду.

Широкое внедрение систем впрыска бензина на автомобилях как альтернативы традиционным карбюраторам началось лишь в 80-х годах прошлого столетия, но активно экспериментировать с ними автопроизводители начали еще в 50-х. Пионерами в этой области стали американцы. В 1956 году фирма Rochester предложила механическую систему впрыска с непрерывной подачей для моделей General Motors. А на Rambler Rebel 1957 модельного года появилась электронная система впрыска Electrojector фирмы Bendix.

Однако, широкого распространения они тогда не получили, главным образом из-за невысокой надежности и сложности. В 1966 году пригодную для массового внедрения систему впрыска с механическим регулированием представила британская компания Lucas, а в 1967 году началось серийное производство Volkswagen 1600LЕ, оборудованного электронной системой D-Jetronic фирмы Bosch, которая по сути была доработанной версией системы Electrojector (немцы купили у Bendix Corporation лицензию).

В 1962 году систему впрыска бензина с электронным управлением цикловой подачей разработал и испытал Центральный научно-исследовательский и конструкторский институт топливной аппаратуры автотракторных и стационарных двигателей (ЦНИТА). Данная система (АВТЭ) была опробована на двигателях автомобилей ГАЗ-21 и ЗиЛ-157. Конструкторско-экспериментальным отделом Горьковского автомобильного завода совместно с ЦНИТА был разработан двигатель ГАЗ-327, показавший значительные эксплуатационные преимущества по сравнению с базовым карбюраторным мотором ГАЗ-21Д.

Однако выявленные недостатки (в заключении по результатам испытаний указано, что «отдельные узлы аппаратуры впрыска во время испытаний работали недостаточно стабильно и недостаточно надежно») требовали устранения.

Усовершенствованная система впрыска была реализована в 1964 году на двигателе ГАЗ-21Э. Топливная аппаратура этого мотора заметно отличалась от используемой ранее на ГАЗ-327. Здесь были применены малогабаритные электромагнитные форсунки, внедрен бесконтактный датчик разряжения индуктивного типа и исключены контактные датчики экономайзера, ускорителя и отключения подачи топлива. «Мозг» системы — транзисторный формирователь импульсов — был переработан. Удалось сохранить и серийную головку блока: электромагнитные форсунки располагались на приливах оригинального впускного трубопровода. Все нововведения были направлены на достижение приемлемой надежности работы системы и снижение затрат на её производство. Эксплуатационные испытания автомобилей с такими моторами проходили в 1965-1968 годах. С 1971 года производство аппаратуры системы впрыска АВТЭ для двигателей ГАЗ было освоено Ленинградским карбюраторно-арматурным заводом им. В.В. Куйбышева. Постоянно совершенствуюсь (по мере развития электроники дело дошло до комплексного микропроцессорного управления впрыском и зажиганием аналогичного бошевской системе Motronic), она очень ограниченно применялась на «легковых» моторах ГАЗ, позднее — ЗМЗ, но так и не получила широкого распространения.

На основе полученного опыта по проектированию и доводке систем АВТЭ в ЦНИТА была разработана аппаратура впрыска топлива и для двигателей малого литража. В мировой практике того времени на двигателях рабочим объемом менее 1600 куб.см системы впрыска не применялись, что было обусловлено техническими (сложность дозирования малых цикловых подач) и экономическими (стоимость аппаратуры) причинами. Стендовые испытания такой аппаратуры проводились на моторах ВАЗ-2101 (1198 куб.см) и Москвич-412 (1480 куб.см) с опытными впускными системами. Известны характеристики двигателя Москвич-412: мощность 83 л.с. при 5600 об/мин (базовый двигатель — 75 л.с. при 5800 об/мин), максимальный крутящий момент 12,5 кгс.м (10,6 кгс.м). Однако дальше стендовых испытаний экспериментальных образцов дело не продвинулось.

Для 412-го мотора существовала и система впрыска с механическим регулированием. Она была разработана Харьковским машиностроительным заводом ФЭД, производившим топливную аппаратуру для авиационных двигателей. Принцип действия харьковской разработки походил на систему Lucas с дозатором-распределителем. Посредством электрического подкачивающего насоса топливо из бака подавалось на установленный на моторе четырехплунжерный рядный насос-распределитель, а от него к механическим топливным форсункам, встроенным во впускной трубопровод. Цикловая подача топлива регулировалась путем перемещения зубчатой рейки, скосы которой ограничивали перемещение плунжеров. Дозирующие клапаны внутри плунжеров обеспечивали автоматическое опережение впрыска. Постоянство давления топлива на входе в распределитель обеспечивалось редукционным клапаном, что потребовало организовать обратную магистраль для слива избыточного топлива в бак.

Для адаптации топливной аппаратуры к двигателю Москвич-412 потребовалось изготовить оригинальный впускной коллектор с каналами равной длины. При этом, головка блока цилиндров серьезных доработок не требовала, что позволяло без особых трудностей дооснащать системой впрыска автомобили, уже находившиеся в эксплуатации. Такие «Москвичи» были на 10% мощнее своих серийных собратьев, а по крутящему моменту превосходили их на 12%, отличались низким содержанием СО в отработавших газах и легкостью запуска при отрицательных температурах окружающей среды.

В отличии от электронной системы ЦНИТА механическую систему ФЭД довели до производства и изготовили около полутора тысяч комплектов для переоборудования серийных двигателей, которые разошлись в основном по работникам завода и спортсменам. Вот только к тому моменту механический впрыск уже перешел в разряд архаичных технических решений.

В каком году изобрели инжекторный двигатель

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.

Читать еще:  Honda cbr600rr температура двигателя

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

2016-02-21 Принцип работы инжекторного двигателя

В 1807 году изобретатель Франсуа де Ривас изобрел первый двигатель с использованием поршня, шатунов и искры для зажигания сгораемой смеси. С тех пор происходит усовершенствование этой модели.

Принцип работы ДВС

Работа двигателя внутреннего сгорания (ДВС) основана на расширении газов при быстром сгорании горючей смеси, поступившей в цилиндр. Газы двигают поршень вниз, а в это время, благодаря форме коленчатого вала, второй поршень поднимается. Движение поршней обеспечивает постоянную работу коленвала.

Существует несколько классификаций ДВС. По виду применяемого топлива они подразделяются на следующие типы:

  • работающие на легком топливе (газ, бензин);
  • работающие на тяжелых жидкостях (дизель, мазут).

По месту образования горючих смесей выделяют:

  • наружные — карбюраторные (смесь образуется снаружи двигателя);
  • внутренние — инжекторные (смесь находится в цилиндре двигателя).

Недостатки карбюраторных двигателей

Долгие годы в автомобилестроении применялись карбюраторные ДВС. Смесь образовывалась в карбюраторе и вводилась в цилиндр двигателя, где воспламенялась искрой свечи. При этом точно рассчитать соотношение топлива и воздуха было невозможно, поэтому настройка производилась с четом переизбытка в ней бензина. Это приводило к неполному его сгоранию. В выхлопных газах оставалось много топлива, особенно в условиях езды в населенных пунктах.

Недостатки карбюраторных двигателей:

  • низкая мощность;
  • большой расход топлива;
  • высокая концентрация загрязняющих веществ в выбросах.

С увеличением количества автомобилей в городах содержание в атмосфере опасных для экологии выхлопных газов стало приближаться к критическому. Перед инженерами встал вопрос снижения токсичности выбросов. Применение специальных фильтров и катализаторов в выхлопной системе не дало серьезного положительного эффекта и привело к еще более серьезному падению мощности ДВС.

Инжекторные двигатели

С целью устранения недостатков, которые имелись в карбюраторных двигателях, был разработан способ впрыска готовой смеси непосредственно в каждый из цилиндров. Для этого нужно точно определять, какое количество воздуха должно быть в топливе, чтобы обеспечить его полное сгорание. На выходе устанавливается датчик, считывающий эти показатели и передающий данные в систему, формирующую смесь. Этот датчик назван лямбда-зонд. Информацию собирает и обрабатывает электронный блок управления.

В каждом из цилиндров имеется отдельная форсунка. Бензонасос создает давление в топливной сети. Под давлением смесь подается в цилиндр. Электронный блок определяет время открытия и закрытия форсунки, тем самым регулируя количество подаваемой смеси. Для улучшения работы системы в ней предусмотрены следующие дополнительные датчики:

  • расхода воздуха;
  • расположения дроссельной заслонки;
  • охлаждающей жидкости;
  • расположения коленчатого вала;
  • кислорода;
  • детонации.

Внедрение технологии впрыска позволяет добиться:

  • идеальной концентрации горючей смеси;
  • более экономного расхода топлива;
  • увеличение мощности двигателя;
  • возможности запуска ДВС в любых климатических условиях;
  • уменьшения токсичности выбросов.

Типы инжекторных систем

  • Одноточечный впрыск. Это фактически аналог карбюратора. Форсунка одна и она находится перед впускным коллектором. Такая система позволяет переделать карбюраторные двигатели в инжекторные без существенных изменений конструкции.
  • Многоточечный впрыск. Топливо при таком виде впрыска подается к каждому цилиндру отдельно вблизи впускного клапана. Это позволяет увеличивать мощность двигателя на 10%.

Таким образом, внедрение инжекторных двигателей стало революционным шагом на пути увеличения КПД двигателя и улучшения его экологичности.

Система впрыска топлива – кто первым ее применил?

Первым легковым автомобилем, двигатель которого получил систему впрыска топлива, принято считать знаменитое «крыло чайки» Mercedes-Benz 300 SL, появившееся в 1954 году. Однако Илья СОРОКИН доказывает, что это не так.

Воздушно-топливную смесь в бензиновых двигателях до середины ХХ века готовил карбюратор. Хотя впрыск был известен еще на самой заре автомобилизации. Предысторию вопроса следует искать в патентных спорах между немцем Рудольфом Дизелем и англичанином Гербертом Акройд-Стюартом. Каждый в начале 1890-х годов защитил права на собственную схему двигателя внутреннего сгорания, работающего на мазуте. Такие моторы называли нефтяными. Они были громоздкими, порой величиной с дом! И очень тихоходными, что исключало их применение в автомобилях.

Однако именно в двигателе Акройд-Стюарта впервые возникает прообраз насос-форсунки — jerk pump. Правда в споре в конце концов оказалась на стороне Дизеля. Однако нашелся предприимчивый швед, объединивший идеи обоих спорщиков
в одной конструкции. В 1925 году он выпустил первый в истории транспортный двигатель с непосредственным бензиновым впрыском. Шведа звали Йонас Хессельман.
Его мотор запускался на бензине, а по достижении рабочих температур переходил на менее дорогие солярку или керосин. Никого не смущала заправка двух топливных баков разными видами топлива. На грузовики Volvo такие ДВС устанавливали аж до 1947 года!

Земля и небо

Идея использовать впрыск для питания бензиновых моторов не оставляла инженеров. Первые эксперименты компании Robert Bosch GmbH в этой области датируются 1912 годом. Но опыты вскоре прекратились, так как фирме пришлось сосредоточиться на выполнении более насущных задач — разработке электрических устройств для повседневной жизни: от стартеров до стеклоочис­тителей и клаксонов.

Gutbrod Superior 600. Эта немецкая микролитражка делит с Goliath GP700 право называться первым в мире автомобилем с инжектором

Читать еще:  Что такое amps в двигателе

В 1921 году компания провела первые испытания системы впрыска для бензиновых турбин — подачу топлива осуществлял модифицированный смазочный насос Bosch. По иронии судьбы именно отсутствие эффективной смазки оказалось ее слабым местом. Бензин, в отличие от солярки, не имеет смазывающих свойств, и насос заклинивало. Кроме того, он отличался шумностью и малой производительностью. Те же трудности возникли и во время экспериментов 1927 года, когда попытались подавать бензин плунжерными насосами от дизелей, уже поступивших к тому времени в серийное производство.

Goliath GP 700 (1950–1957 гг.). Двухцилиндровый двухтактный моторчик в нем стоял спереди поперек, привод — передний. Конструкция Goliath предвосхищала большинство современных автомобилей!

С проблемой недостаточной смазки удалось справиться лишь в тридцатые годы. Однако система бензинового впрыска тогда не выдержала соперничества с карбюратором — надежным и недорогим устройством для формирования воздушно-топливной смеси. Зачем тратить силы на решение задачи, уже решенной другим способом?

Но тут в дело вмешались военные. Например, в авиации карбюраторы были источником постоянных проблем: они не выдерживали низких температур на высотах, а во время виражей самолета могли переполниться топливом и даже загореться! В таких условиях инжекторные двигатели оказались не только гораздо надежнее, но и мощнее.

Испытания систем впрыска в авиамоторах BMW и Daimler-Benz впервые состоялись в 1932 году, а уже в 1937-м восьми-, девяти- и двенадцатиплунжерные насосы поступили в серийное производство. В апреле 1939-го самолет с бензиновым впрыском Bosch установил мировой рекорд скорости для поршневых двигателей — более 755 км/ч. Хваленые «мессершмитты» и «фокке-вульфы» воевали на бензиновом впрыске.

К слову, первый отечественный истребитель, оснащенный подобной системой, Ла-5ФН (форсированный, непосредственного впрыска) появился в марте 1943 года. Его 14-цилиндровый двигатель АШ-82ФН благодаря впрыску развивал на 150 л.с. большую мощность (1850 л.с.), чем базовый карбюраторный мотор АШ-82Ф.

Забытый «Голиаф»

После Второй мировой войны оккупационная администрация запретила разработку впрыска для авиамоторов в Германии. В результате ведущие специалисты в этой области перешли в автомобильное производство. Именно тогда обратили внимание еще на одно свойство впрысковых моторов — низкий расход горючего. Моторчики на немецкие микролитражки тогда устанавливали мотоциклетные, двухтактные. И потеря пятой части топлива в такте продувки считалась существенным недостатком.

Система механического непосредственного бензинового впрыска Bosch для микролитражки Gutbrod Superior 600, впервые продемонстрированная на Франкфуртском автосалоне 1951 года, позволяла сэкономить до 20% бензина благодаря точному дозированию да еще увеличить мощность с 23 до 28 л.с. Тогда же эту систему получил и автомобиль Goliath GP 700. Таким образом, сразу две легковые модели, оснащенные инжектором, появились за три года до Mercedes-Benz 300SL. То, что сегодня о них начисто позабыли, можно объяснить лишь энергичной деятельностью рекламного отдела фирмы Daimler-Benz. А ему всего-то и требовалось прибавить к слову «первый» слово «четырехтактный», и историческая справедливость была бы восстановлена.

Легендарное «крыло чайки». Его двигатель с механическим непосредственным впрыском развивал мощность 215 л.с., почти вдвое больше своей карбюраторной версии (115 л.с.)

В 1950-е годы четырехтактные двигатели начали вытеснять двухтактные моторы — пусть и менее сложные и дорогие, но потребляющие больше топлива. В компании Bosch эту тенденцию уловили.

Модное среди эстрадных и кинозвезд спорткупе Mercedes 300 SL стало первым в мире легковым автомобилем с четырехтактным бензиновым двигателем, оснащенным впрыском. Интересно, что прототипом этой машины выступила гоночная модель W196 1952 года, применить впрыск на которой так и не отважились! Однако именно преимущество в мощности, важное для гонок, считалось главным достоинством новой технологии. Впрочем, к концу шестидесятых стали очевидны и другие плюсы – легкость запуска при низких температурах, снижение расхода топлива и еще, что важно сейчас, сокращение вредных выбросов.

Электроэпоха

В 1958 году на рынке появился продукт, ставший массовой альтернативой дорогого непосредственного бензинового впрыска Mercedes 300 SL. В новой конструкции бензин подавался не напрямую в камеру сгорания, а во впускной коллектор. Вместо громоздкого плунжерного насоса для доставки топлива в каждый цилиндр теперь использовался небольшой насос. Новая технология центрального впрыска уступала в мощности впрыску прямому, но превзошла карбюраторные системы в экономичности и эксплуатационных характеристиках. Эта система способствовала росту популярности бензинового впрыска в среднем и верхнем сегментах авторынка.

И все же распространение инжекторов еще долго сдерживалось ее относительно высокой стоимостью. Решающий прорыв наступил в 1967 году, когда в США приняли строгие законы о выхлопных газах и стало очевидно, что в ближайшее время подобное произойдет и в Западной Европе. В новых условиях затраты на впрыск оправдывали себя. Компания Bosch еще в 1959-м экспериментировала с электронным управлением питанием, и к 1965 году устройство было почти готово пойти в серию.

Появившись в 1967-м, электронная система бензинового впрыска Bosch D-Jetronic на некоторое время стала единственным продуктом на рынке, позволявшим автомобилям соответствовать требованиям калифорнийского закона о выхлопных газах Clean Air Act. Одной из первых моделей с D-Jetronic стал Volkswagen 1600E, а к 1972 году новую систему использовали уже 18 фирм, в том числе BMW, Citroёn, Mercedes-Benz, Opel, Porsche, Renault, Saab, Volkswagen и Volvo. Судьба карбюратора была предрешена.

Новый век

Однако прогресс семимильными шагами двигался дальше. В 1973 году дебютировала система Bosch L-Jetronic, подававшая во впускной коллектор точно отмеренное количество бензина для каждого такта в зависимости от объема впущенного воздуха. В 1981-м появились KE-, LE- и LH-Jetronic, умевшие взаимодействовать с каталитическим нейтрализатором и лямбда-зондами, что позволило сократить токсичность выпускных газов почти на 90%. А еще чуть раньше, в 1979-м, — революционная система Motronic. Ее блок управления учитывал уже целый ряд параметров, от температуры мотора до износа свеч, и обеспечивал синхронное регулирование впрыска и зажигания.

В восьмидесятые годы функции впрыска и зажигания объединились с компонентами ходовой части: по сигналу датчиков пробуксовки систему Motronic научили снижать число оборотов двигателя, пока пробуксовка не прекращалась. Функции самодиагности­ки, распознающие и устраняющие сбои в рабочих процессах, добавились в 1987-м. Вдобавок электронные системы впрыска не требовали обслуживания весь срок службы автомобиля!

Двигатель Mercedes-Benz 300 SL. Трехлитровая рядная «шестерка» с механическим (!) непосредственным впрыском Bosch. Насос хорошо виден сбоку

А в девяностых годах в инженерных кругах появились новые термины: «послойное смесеобразова­ние» и «сверхобедненные смеси». Непосредственный, прямой впрыск сулил решение непростой задачи.

Неудачную попытку выпустить мотор, укладывающийся в самые жесткие нормы токсичности, в 1973 году предприняла American Motors. Однако в 1996-м новую технологию GDI (Gasoline Direct Injection) внедрила в моторы своих легковых моделей Mitsubishi, за ней последовали Nissan и Toyota. В 2000 году к концепции прямого впрыска вернулась и компания Bosch, создав систему DI-Motronic.

На этот раз главной задачей стало сокращение расхода топлива. При послойном смесеобразовании идеальная для воспламенения пропорция воздуха и бензина 14,7:1 образуется только в зоне свечи зажигания (среднее соотношение в камере сгорания 40:1), что позволяет сократить потребление топлива на 10%.

Сегодня разработчики топливной аппаратуры шагают еще дальше в направлении экономии горючего и уменьшения вредных выбросов, вспоминая, насколько удивительным это не покажется, бензо-дизельный принцип работы двигателя Хессельмана.

Підпишіться на наш Telegram-канал або читайте нас в Google News, щоб нічого не пропустити.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector