Інжекторні системи в автомобільних двигунах: як вони розвивались і до чого дійшли

Карбюраторні системи залишилися в далекому минулому. Останні 20-30 років упевнене лідерство тримають інжекторні системи впорскування пального. Про їх переваги, недоліки та тонкощі експлуатації та обслуговування – в нашому сьогоднішньому матеріалі.

Читайте також: Карбюратор чи інжектор в авто: що надійніше

Особливості інжекторного впорскування

Головний недолік карбюраторних двигунів – невідповідність екологічним нормам. А ще у карбюраторних систем живлення були складнощі з точністю дозування паливно-повітряної суміші. Через це двигуну може або бракувати потужності або, навпаки, він отримує надлишок пального, який крім іншого, погіршує екологічні показники. Викиди можуть бути настільки «страшними», що сьогодні двигуни цього типу вже просто не відповідають екологічним стандартам.

В інжекторних двигунах цих недоліків вдалося позбутися. За дозування пального, яке надходить до камери згоряння, в них відповідає електронний блок керування (ECU). При цьому за допомогою цілої системи датчиків він відстежує безліч важливих параметрів: від витрати повітря та кількості вільного кисню у вихлопних газах, тиску та температури двигуна до положення колінвала та дросельної заслінки. Саме ж впорскування пального відбувається примусово – за допомогою форсунок-інжекторів.

Цікавий факт: спочатку інжекторне впорскування застосовували в авіаційних двигунах. Сталося це в далекому 1916 році. Однак згодом його витіснили реактивні системи. Проте в 1951 році інжекторні системи упорскування почали застосовуватися в автомобілебудуванні. Це були механічні системи безпосереднього впорскування виробництва компанії Bosch. Активний розвиток інжекторних систем подачі пального почався в 70-х рр. XX століття. А до початку 2000-х вони практично повністю витіснили карбюратори.

Чому? Для цього існує безліч причин. Перелічимо основні:

• Екологічний лобізм – багато хто гадає, що зміна клімату на планеті пов’язана виключно з людською діяльністю, а автомобілі забруднюють планету. Ця думка настільки поширена, що має підтримку на державному рівні у багатьох країнах.
• Більш економічна витрата пального – завдяки точному дозуванню паливно-повітряної суміші.
• Зниження токсичності вихлопних газів – завдяки оптимізації складу паливно-повітряної суміші та контролю її згоряння.
• Збільшення потужності двигуна – завдяки оптимальному наповненню циліндрів сумішшю.
• Поліпшення динаміки двигуна – завдяки можливості відстежувати зміни навантаження та гнучко змінювати параметри паливно-повітряної суміші.
• Легший запуск у будь-яку погоду та скорочення часу попереднього прогріву двигуна – завдяки точному дозуванню пального.

Типи інжекторних систем

Залежно від способу подачі пального всі інжекторні двигуни можна розділити на три основні типи. Це системи центрального, розподіленого та безпосереднього (прямого) впорскування.

Перші – вже давно застарілі. Вони найпростіші за своїм устроєм: місцем упорскування пального є впускний колектор, звідки вже готова паливно-повітряна суміш розподіляється по циліндрах двигуна. Саме з центрального впорскування починався розвиток сучасних інжекторних систем. Однак досягти рівномірного розподілу пального в циліндрах (а відтак і достатньої ефективності двигуна), виявилося складно. Тому системи моновпорскування згодом поступилися місцем досконалішим рішенням.

Ними стали системи розподіленого та безпосереднього впорскування. У системах з розподіленим упорскуванням кількість форсунок відповідає кількості циліндрів двигуна: впорскування відбувається окремо для кожного, хоча й здійснюється в той самий впускний колектор. Залежно від режиму роботи форсунок упорскування може відбуватися одночасно, попарно-паралельно або фазовано.

На відміну від всіх інших, системи безпосереднього впорскування подають пальне не у впускний колектор, а безпосередньо в циліндри двигуна. Це ефективніше, але водночас значно технічно складніше, вимогливіше до якості пального та найдорожче в реалізації рішення. Тому застосовується воно тільки в дорогих автомобілях останніх років випуску.

Основні несправності та їх причини

Про збої у роботі системи попереджає сигнальна лампочка Check Engine на приладовій панелі. Більшість поломок інжекторної системи викликані проблемами в роботі датчиків і станом форсунок, які можуть вийти з ладу через неякісне пальне. Щодо датчиків, то самі пристрої ламаються не дуже часто. Значно частіше виникають проблеми з їх електроланцюгом, наприклад, пошкоджується проводка або перегорають запобіжники.

Самостійно виявити та усунути проблему цілком реально – потрібно лише мати відповідне обладнання та досвід. Проте не всі автолюбителі погодяться купувати діагностичні сканери та вивчати принципи роботи інжекторних систем. Справа у тому, що ці системи досить складні, для їх діагностики та ремонту набагато легше звернутись до фахівців. Тому як тільки ви помітили, що двигун почав працювати нерівно (гірше заводитися, смикатися при їзді або “плавати” на холостих обертах), зростає споживання пального – радимо не зволікати з візитом на СТО. Звертатися краще туди, де є все необхідне для діагностики та ремонту інжекторних систем, зокрема спеціальне обладнання.

Читайте також: Що робити з форсунками інжектора: чистити чи викинути?

Одним з основних постачальників систем інжекторного впорскування на конвеєри різних автовиробників є Bosch. Відповідно, компанія також виробляє інструменти для їх обслуговування та займається навчанням персоналу. Одна з недавніх новинок – набір BTG 5120, за допомогою якого можна здійснювати професійне обслуговування та ремонт поширених клапанних форсунок HDEV5 і HDEV6 але не всієї інжекторної системи. Як ми вже говорили, саме проблеми з форсунками – одна з найпоширеніших несправностей систем упорскування. Їхній вихід з ладу зазвичай пов’язаний з низькою якістю пального.