Однако с введением все более жестких норм по выбросам выхлопных газов использование непосредственного впрыска в силовых агрегатах малой мощности стало необходимостью. Непосредственный впрыск в сочетании с турбонаддувом также должен был стать рецептом сохранения высокой мощности двигателя и обеспечения низкого расхода топлива.
Это сработало? Что касается власти – сто процентов. Благодаря турбонаддуву и непосредственному впрыску топлива из литрового двигателя можно легко извлечь до 150 лошадиных сил.
Новые малообъемные турбированные агрегаты с непосредственным впрыском топлива потребляют относительно мало топлива при движении по городу. Начинают расходовать топливо при динамичной езде за городом.
К сожалению, есть и другие недостатки. Но водителям уже пора к ним привыкнуть. Каждая новая технология предполагает более высокие затраты. В данном случае - с более высокими затратами на производство двигателя (что выливается в более высокую цену автомобиля), более высокими затратами на обслуживание (например, необходимость замены цепей ГРМ, которые в старых агрегатах MPI служили на протяжении всего срока службы автомобиля) и более высокими затратами на ремонт.
Три типа впрыска топлива в бензиновых двигателях
Одноточечный впрыск SPI (Single Point Injection) – предшественник многоточечного впрыска MPI.
В этом случае топливо впрыскивалось перед дросселем, через одну форсунку.
Что такое дроссель? Это компонент системы впуска (воздухозаборника). Когда водитель нажимает на педаль газа, дроссельная заслонка открывается. Чем сильнее давление на педаль газа, тем больше открывается дроссельная заслонка.
Впрыскиваемое топливо испарялось на стенках впускного коллектора, которые были горячими. Также использовался специальный нагревательный элемент, на поверхности которого испарялось топливо. Таким образом создавалась топливно-воздушная смесь, которая затем поступала во впускные клапаны и далее в цилиндры двигателя.
Эта система была далека от совершенства, поскольку топливно-воздушная смесь распределялась неравномерно по всем цилиндрам. Препятствием была разная длина впускных каналов. Проблемы возникали и при холодном двигателе (а значит, и коллектор был холодным). Система SPI также отвечала за выброс большего количества выхлопных газов. Поэтому появилось еще одно решение – система многоточечного впрыска – MPI (Multi Point Injection). При этом использовалось большее количество форсунок с электронным управлением – по одной на цилиндр. (То есть в четырехцилиндровом двигателе использовалось четыре форсунки).
Воздух всасывается двигателем во впускной коллектор. Топливо по-прежнему впрыскивается во впускной коллектор, как и при впрыске SPI, но при использовании MPI каждая форсунка направляет поток топлива непосредственно к впускному клапану или клапанам определенного цилиндра.
В случае многоточечного непрямого впрыска MPI используется одновременный или групповой впрыск (выбирается в зависимости от частоты вращения двигателя и объема воздуха), последовательный или избирательный впрыск (выбирается в зависимости от массы воздуха, частоты вращения или давления во впускном коллекторе).
Система непосредственного впрыска в двигателях малой мощности.
В этом случае воздух всасывается через систему впуска и затем сжимается турбокомпрессором. После охлаждения в интеркулере (охладителе наддувочного воздуха) воздух поступает во впускные клапана. Кончики топливных форсунок погружены в камеры сгорания двигателя. Топливо дозируется непосредственно в цилиндры.
Форсунки подают топливо под высоким давлением. Это зависит от типа двигателя, стандартное давление – до 60 бар. Это немного по сравнению с современными дизелями с полосами Common Rail, где давление впрыска достигает до 2000 бар.
В случае непосредственного впрыска используется селективный впрыск, подбираемый исходя из массы воздуха и частоты вращения двигателя.