Для наполнения рабочего объёма цилиндров двигателя внутреннего сгорания горючей смесью существуют разные способы. По принципу смешивания бензина с воздухом их можно условно разделить на карбюраторные и инжекторные. Между ними есть принципиальные различия, хотя результат работы примерно тот же, но есть и количественные отличия в точности дозирования.
Более подробно о достоинствах и недостатках бензиновой системы питания двигателей рассмотрим ниже.
Принцип работы карбюраторного двигателя
Для того, чтобы создать в цилиндре условия для горения, бензин надо смешать с воздухом. В составе атмосферы содержится кислород, нужный для окисления углеводородов бензина с выделением большого количества тепла.
Горячие газы имеют значительно больший объём, чем исходная смесь, стремясь к расширению они повышают давление на поршень, который толкает кривошип коленчатого вала и заставляет его вращаться. Таким образом химическая энергия топлива преобразуется в механическую, приводящую автомобиль в движение.
Карбюратор нужен для мелкодисперсного распыления бензина и смешивания его с поступающим в цилиндр воздухом. Одновременно происходит дозирование состава, поскольку для нормального розжига и горения нужен достаточно строгий её массовый состав.
Это интересно: Что такое сайлентблоки и зачем они нужны в подвеске машины
Для этого в карбюраторах помимо собственно распылителей есть несколько дозирующих систем, каждая из которых отвечает за определённый режим работы двигателя:
- главная дозирующая;
- система холостого хода;
- пусковое устройство, обогащающее смесь на холодном двигателе;
- насос-ускоритель, добавляющий бензин при разгоне;
- эконостат мощностных режимов;
- регулятор уровня с поплавковой камерой;
- переходные системы многокамерных карбюраторов;
- различные экономайзеры, регулирующие и ограничивающие вредные выбросы.
Чем сложнее карбюратор, тем больше в нём этих систем, обычно они имеют гидравлическое или пневматическое управление, хотя в последние годы развития стали применяться электронные устройства.
Но основной принцип сохранился – топливная эмульсия, образованная совместной работой воздушного и топливного жиклёров, втягивается в поток воздуха, всасываемого поршнями, через распылители в соответствии с законом Бернулли.
Особенности работы инжекторной системы
Основным отличием инжекторов или точнее, систем впрыска топлива, стала подача бензина под давлением.
Роль топливного насоса уже не ограничивается наполнением поплавковой камеры, как это было в карбюраторе, а стала основой для дозирования количества бензина, подаваемого через форсунки во впускной коллектор или даже непосредственно в камеры сгорания.
Существуют механические, электронные и смешанные системы впрыска, но принцип у них один – количество топлива на один цикл работы рассчитывается и строго отмеряется, то есть связь между скоростью воздушного потока и цикловым расходом бензина в непосредственном виде отсутствует.
Сейчас применяются исключительно электронные системы впрыска, где всеми подсчётами занимается микрокомпьютер, имеющий несколько датчиков и непрерывно регулирующий время впрыска. Давление насоса поддерживается стабильным, поэтому состав смеси однозначно зависит от времени открытия электромагнитных клапанов форсунок.
Достоинства карбюратора
Преимуществом карбюратора является его простота. Даже самые примитивные конструкции на старых мотоциклах и автомобилях исправно выполняли свою роль по питанию двигателей.
Камера с поплавком для стабилизации напора на топливном жиклёре, воздушный канал эмульгатора с воздушным жиклёром, распылитель в диффузоре и всё. По мере увеличения требований к моторам конструкция усложнялась.
Читайте также: Что такое трансмиссия, виды и признаки неисправностей
Однако принципиальная примитивность давала настолько важное достоинство, что и до сих пор карбюраторы кое-где сохранились, на тех же мотоциклах или внедорожной технике. Это надёжность и ремонтопригодность. Сломаться там нечему, единственной проблемой может стать засорение, но разобрать и прочистить карбюратор можно в любых условиях, запчасти не потребуются.
Преимущества инжектора
Но целый ряд недостатков подобных распылителей постепенно привёл к появлению инжекторов. Началось всё с проблемы, возникающей в авиации, когда при перевороте самолётов или даже глубоких кренах карбюраторы отказывались нормально работать. Ведь их способ поддержания заданного давления на жиклёрах основан на гравитации, а эта сила всегда направлена вниз. Давление топливного насоса системы впрыска от пространственной ориентации не зависит.
Вторым важным свойством инжектора стала высокая точность дозирования состава смеси в любых режимах. Карбюратор на это не способен, как бы его не усложняли, а требования экологии росли с каждым годом, смесь должна была сгорать полностью и максимально эффективно, чего требовала также экономичность.
Особую значимость точность приобрела с появлением каталитических нейтрализаторов, служащих для дожигания вредных веществ в выхлопе, когда некачественное регулирование топлива приводит к выходу их из строя.
Высокая сложность и связанное с этим снижение надёжности системы компенсировалось стабильностью и долговечностью электронных компонентов, не содержащих изнашивающихся деталей, а современные технологии позволяют создать достаточно надёжные насосы и форсунки.
Как отличить инжекторный авто от карбюраторного
В салоне сразу можно отметить наличие ручки управления пусковой системой карбюратора, называемой ещё подсосом, хотя существуют и автоматы пуска, где эта ручка отсутствует.
Блок моновпрыска очень легко спутать с карбюратором, внешне они очень похожи. Отличием является расположение топливного насоса, у карбюратора он расположен на двигателе, а у инжектора утолен в бензобаке, но моновпрыски уже не применяются.
Традиционный многоточечный впрыск топлива определяется по отсутствию общего модуля подачи топлива, здесь имеется только воздушный ресивер, подводящий воздух от фильтра к впускному коллектору, а на самом коллекторе стоят электромагнитные форсунки, по одной на цилиндр.
Примерно аналогично устроен прямой впрыск топлива, только там форсунки стоят на головке блока, подобно свечам зажигания, а топливо подводится через дополнительный насос высокого давления. Очень похоже на систему питания дизельных двигателей.
Для водителя инжекторная система питания является несомненным благом. Не надо дополнительно проводить манипуляции с пусковой системой и педалью газа, за смесь в любых условиях отвечает электронный мозг и делает это безошибочно.
Для остальных важна экологичность инжектора, из выхлопной системы в окружающую среду выделяется практически только относительно безвредный углекислый газ и водяные пары, поэтому карбюраторы на автомобилях безвозвратно ушли в прошлое.
