Система здорового питания авто

Более 100 лет поджигаемые электрической искрой пары бензина приводят в движение самобеглые коляски. Принцип неизменен, а вот способы наполнения цилиндров горючей смесью менялись. Рассмотрим эту эволюцию в практическом плане.

Карбюратор

Этот способ образования бензо-воздущной смеси во всех так называемых развитых странах (включая Россию) давно отправлен на покой. По крайней мере — на открытом потребительском рынке. Главная причина — невозможность обеспечить оптимальное соотношение бензина и воздуха на всех режимах работы двигателя. Как следствие — очень грязный выхлоп. К середине 1960-х годов эта проблема тяжелейшим смогом нависла над крупнейшими мегаполисами мира. И там буквально стало нечем дышать. Мы тоже столкнулись с отголосками этого процесса в 1990-х, когда в России началась массовая автомобилизация. Никогда не забуду, когда в первый раз попал в глухую пробку прямо посередине тоннеля под Таганской площадью. Как назло, вокруг было огромное количество карбюраторных грузовиков типа ЗиЛ-130 и ГАЗ-53. И тогда я впервые воочию представил себе — что такое ад.

Механический впрыск

Но ещё задолго до экологических веяний авиационное и автоспортивное сообщества озадачились повышением отдачи моторов. А авиаторы, кроме всего прочего, еще и стабильностью работы двигателей при активных манёврах, характерных для воздушного боя. И хотя мембранно-игольчатые карбюраторы были относительно нечувствительны к пространственному положению машины, но резкие перегрузки, вызванные манёврами, не любили и они.

Первые эксперименты с механическим впрыском датируются уже серединой 10-х годов ХХ века — они как раз совпали с массовым внедрением манёвренного воздушного боя. Русские конструкторы, кстати, тогда тоже были на острие, как говорится, технического прогресса. Ещё в 1916 году Микулин и Стечкин построили в металле двигатель, имевший механический впрыск бензина. Но этот опыт оказался неудачным.

А вот у немцев двадцатью годами позже всё получилось. Компании Robert Bosch и Daimler-Benz построили вполне работоспособный авиационный двигатель для печально известного истребителя Messerschmitt Bf 109. По сравнению с карбюраторным вариантом он оказался аж на 20 процентов мощнее. А ещё спустя почти 20 лет механический впрыск появился и на автомобиле. Те же Robert Bosch и Daimler-Benz оснастили такой системой питания знаменитый Mercedes-Benz 300SL («Крыло чайки»). Справедливости ради стоит отметить, что были и более ранние опыты, но именно «Крыло чайки» открыло «впрысковую» эру для четырехтактных моторов.

В Советском Союзе механический впрыск освоили к середине войны. Истребители Ла-5 и чуть позже Ла-7 оснащались мотором воздушного охлаждения АШ-82ФН, который оказался чрезвычайно удачным, и применялся до самого конца эры поршневых моторов.

Но тогдашний механический впрыск, элементы которого были спроектированы по образу и подобию дизельных насосов высокого давления, прежде всего, не отличался долговечностью. Для военных самолётов это не критично, а вот для гражданских автомобилей — даже очень.

В 1960-х мировая конструкторская мысль закипела с новой силой — смог уже представлял собой глобальную проблему. И начали появляться предтечи современных систем электронного впрыска. Но порой со странными зигзагами технической мысли типа систем K-Jetronic (изначально механическая система, без наличия какой-либо управляющей электроники, регулирующая подачу бензина по непрерывному циклу посредством механического расходомера воздуха).

Распределённый электронный впрыск

Он смог появиться только с развитием более-менее компактных и недорогих микропроцессоров, эра которых стартовала с начала 70-х годов прошлого века — аккурат к тому времени, когда в крупных мегаполисах стало буквально нечем дышать.

Но поначалу эти конструкции получались относительно дорогими. Даже японцы до середины 1980-х применяли карбюраторы. И именно в середине 1980-х произошёл окончательный перелом.

По сегодняшним меркам, классический распределённый электронный впрыск — конструкция простейшая. Топливный насос создаёт постоянное (и невысокое) давление в общей топливной магистрали — рампе. От которой к каждому цилиндру тянется форсунка, представляющая собой электромагнитный клапан. Форсунка по сигналу блока управления открывается на строго определённое количество миллисекунд.

Такой способ дозирования и распыла топлива оказался настолько эффективным, что позволил даже не в разы, а на порядки снизить вредность автомобильных выхлопов. И к концу первой декады 2000-х в пробке в тоннеле под Таганской площадью можно было относительно безболезненно стоять уже довольно долго.

Были некоторые тернии и на этом пути. Но незначительные. Например, обращённая на тарелку впускного клапана струя бензина из форсунки поначалу вызывала там рост отложений. Отложения также росли внутри форсунки. Но эту проблему решили применением в бензине моющих присадок.

Заодно с «экологией» улучшилась экономичность. Особенно в рваных городских режимах. Да и отдача моторов подросла. Всё бы хорошо, но законы так называемого прогресса заставляют «двигаться дальше». И тогда вспомнили про непосредственный впрыск, заодно подтверждая закон диалектики о развитии по спирали. Ведь первые (механические) конструкции осуществляли именно непосредственный впрыск бензина прямиком в цилиндры.

Непосредственный впрыск

Технологически всё было готово уже к началу 1990-х. Но все выжидали — кто же будет первым и соберёт все шишки. Первым решилась компания Mitsubishi Motor Corp. И шишек набила немало. Особенно в тех регионах мира, где бензин был похуже, чем в Японии. Моторы GDI (Gasoline Direct Injection) быстро окрестили «джедаями» и сторонились их как чумных. Вскоре подтянулись Toyota и Nissan. Ну а затем «непосредственная» волна накрыла почти всех остальных.

Да, эти моторы оказались чуть более экономичными, нежели те, что имели гораздо более простой распределённый впрыск. Но и оказались очень требовательными не только к качеству бензина, но и к технологическим возможностям в условиях массового производства.

На сегодняшний день все эти проблемы вроде как преодолены. Но то тут, то там что-нибудь да всплывёт. То холодный пуск при очень низких температурах, то «пробочные» режимы. Ну и вопрос качества бензина тоже остаётся актуальным. Ведь во многих городах и весях России, особенно на безымянных заправках, можно запросто хватануть какую-нибудь гадость вместо нормального «Евро-5».

На деле получилось, что моторы эти стали заметно дороже, а их экономичность и экологичность оказалась… избыточной и пошла во вред надёжности и долговечности. Но ничего не поделаешь — законы «развития» постиндустриального общества неумолимы, и такие понятия, как надёжность и долговечность давно преданы забвению.

Дело дошло до того, что многие ведущие мировые автопроизводители начали возвращаться к обычному распределённому впрыску. Как, скажем, в России. Например, Volkswagen для нас обратно конвертировал свой мотор FSI (с непосредственным впрыском) в MPI. Не отстаёт и Ford, который на новый Mondeo для нашего рынка будет ставить старый-добрый и простой мотор 2.5 опять же с распределённым впрыском.

Но почему-то всё больше и больше хочется дизель…

Фото: Валерий Матыцин/ ТАСС