Непосредственный впрыск кардинально меняет принцип контакта топлива с воздухом. Чтобы понять основы, не нужно иметь степень в области термодинамики. Все двигатели с непосредственным впрыском основаны на двух неотъемлемых компонентах: топливном форсунках. По крайней мере, одна на каждый цилиндр. Они расположены в камере сгорания. Это верхняя часть цилиндра. Именно здесь происходит магия. В бензиновом двигателе.
Однако аппаратная часть может быстро запутать. Всё зависит от того, какую именно систему непосредственного впрыска вы рассматриваете. Некоторые конфигурации включают дополнительные компоненты. Другие экономят на деталях. Большинство двигателей относятся к одной из трёх конкретных архитектур подачи топлива.
Архитектура распределения топлива
Первое существенное изменение — это система Common Rail (общая топливная магистраль). Представьте себе скоростную автомагистраль высокого давления. Длинный металлический цилиндр, называемый топливной рамой, распределяет топливо непосредственно к форсункам. Давление здесь колоссальное. Без пощады. Это позволяет форсунке непрерывно подавать большие объёмы топлива.
Затем существует система распределительного и рядного насоса. Хотя это старый метод, он всё ещё актуален. Используется роторный распределитель или поршневой насос. Механизм прост. Он подаёт топливо под давлением в форсунку. Это чисто механическая система. Она очень прямая. Она не имеет электронной сложности системы Common Rail, но справляется со своей задачей достаточно хорошо.
Третий вариант — это система индивидуальных форсунок. Здесь эффективность и интеграция встречаются. Топливная форсунка соединена со специальным топливным насосом. Они становятся единым целым. Они расположены непосредственно над каждым цилиндром. Нет длинных топливопроводов. Нет сложной сети распределения. Система полагается на локальное давление.
Вычислительная мощность
Аппаратная часть — это только половина дела. Настоящий вызов заключается в блоке управления двигателем. Особенно в части компьютера, отвечающей за управление топливом. В двигателях с непосредственным впрыском «мозгам» приходится работать быстрее. Реагировать нужно гораздо быстрее.
Почему? Потому что интервалы короче. Смешно короткие. Топливные импульсы подаются в цилиндр с такой частотой, которая требует точности в микросекунды. В традиционных двигателях больше пространства. Вы не теряете всё при непосредственном впрыске.
Точное распределение топлива и контроль соотношения воздух-топливо ещё более важны для двигателей с непосредственным впрыском, чтобы оптимизировать производительность, выбросы и расход топлива.
Дело не только в снижении мощности. Речь идёт о выбросах. Всё дело в эффективности. Если компьютер пропустит хотя бы один импульс даже на миллисекунду, баланс нарушается. Двигатель работает либо нормально, либо на бедной смеси. Ни то, ни другое не является хорошим вариантом.
Именно поэтому непосредственный впрыск так долго не становился популярным. Эта технология предоставляет не просто лучшие детали. Она улучшает вычислительную мощность. Большая вычислительная мощность обходится дорого. Стоимость производства высока. Затраты на настройку также велики.
Я только начинаю в полной мере использовать преимущества вождения автомобиля с такой системой. Но эти преимущества имеют свою цену. Плата заключается в сложности и стоимости. Теперь давайте посмотрим, почему водители любят (и ненавидят) эту технологию. Но сначала нужно уважать аппаратную часть. Потому что когда мы терпим неудачу, мы терпим её катастрофически. И это происходит быстро.
