Борьба за чистоту окружающей среды кардинально изменила автомобильные технологии. Основные тренды последних лет – даунсайзинг, гибридизация и электрификация. Расскажем как появилась система впрыска топлива и были вытеснены карбюраторы.
Как появилась система впрыска
Эпоха карбюраторных двигателей продолжалась бы долго, если не ужесточение требований к экологичности. Автомобильный парк в мире вырос настолько, что в любой стране проблема снижения выбросов отработавших газов в окружающую среду стала общенациональной, а для ее решения потребовалось вмешательство государства.
Из всех вариантов снижения вредных выбросов самым эффективным оказалось использование каталитического нейтрализатора, в котором в результате химической реакции с кислородом углеводороды СН, оксид углерода СО и окислы азота NOx превращаются в воду H2О, двуокись углерода СО2 и азот N2. Особенность нейтрализатора в том, что для эффективной борьбы с вредными компонентами топливо должно подаваться в мотор в строгой пропорции с воздухом.
Механический карбюратор оказался не в состоянии обеспечивать точную дозировку топлива, и на смену пришел электронный карбюратор. Механический впрыск сменил впрыск электронный: центральный и распределенный (многоточечный). Неотъемлемой частью систем с нейтрализатором стал датчик кислорода (лямбда-зонд). Для борьбы с испарениями топлива на автомобиль установили систему улавливания паров бензина.
В 1996 году появился новый стандарт токсичности — Евро-2, более жесткий по сравнению с предыдущим. Единственной системой, которая позволяла укладываться в эти требования с большим запасом, была система с распределенным впрыском топлива. Эра карбюраторов завершилась.
Следующий шаг — Евро-3 — был сделан в 2000 году. Ужесточение норм токсичности в этом стандарте дополняется требованием постоянного контроля работоспособности основных компонентов системы, неисправность которых приводит к увеличению вредных выбросов. Контроллеру была поставлена дополнительная задача — проверять правильность работы системы и информировать водителя о неисправностях.
В 2005 году все автопроизводители Европы начинают выпуск автомобилей, удовлетворяющих нормам Евро-4. Для выполнения требований по экологичности и улучшению потребительских качеств автомобиля:
- катализатор переносится ближе к двигателю или снабжается специальным подогревателем;
- используется система рециркуляции отработавших газов;
- добавляется система подачи вторичного воздуха;
- увеличивается число клапанов на цилиндр;
- впускные трубы становятся изменяемой длины;
- фазы газораспределения меняются в зависимости от режима работы двигателя;
- впрыск топлива осуществляется непосредственно в цилиндр;
- намечается тенденция к переходу на комбинированные силовые установки;
Для сокращения выбросов NOx на 20% планируется применение низковольтной гибридной схемы. Конструкция проста, вместо полноценных 400-вольтовых батарей будут использоваться 48-вольтные литийионные батареи. Он не предусматривает движения только на электротяже, электромотор служит помощником ДВС в неблагоприятных для экологии режимах (при разгонах и ускорениях) и компенсирует нехватку мощности на низких оборотах. Совместно с впрыском мочевины и рециркуляцеей отработавших газов – такая схема принесет снижение NOx на 80%.
Прогресс не остановить и мы будем ездить на экологичных автомобилях. Они становятся сложнее, но автолюбители не задумываясь как устроен автомобиль. Впрыск топлива рассматривается как продукт, созданный для благ экологии.
Статьи по теме
- Что такое впрыск топлива и как работает?
- Принцип работы инжекторного двигателя
- Водородный двигатель. Как работает и основные недостатки
Что ещё почитать
