Инъекция молодости: история разработки впрыска ВАЗ
Уже в середине восьмидесятых годов, когда переднеприводные Спутники вовсю сходили с тольяттинского конвейера, инженерам ВАЗа стало ясно, что дальнейшее будущее – однозначно за так называемым впрыском топлива: системой питания, лишенной архаичного карбюратора. Ее разработкой они и занялись – технологическое отставание точно не входило в планы завода.
Не хвастовства ради, а пользы для
Д а и дело тут было отнюдь не в амбициях или желании пустить пыль в глаза потребителю: классическая система питания никак не соответствовала двум важнейшим критериям – стабильности настроек и нормам токсичности. Даже вполне современный по тем временам Солекс нельзя было сравнить с так называемым «инжектором», ведь он не «умел» готовить одинаково сбалансированную по составу топливно-воздушную смесь при разных условиях работы мотора, да и не отличался особой надежностью, требуя регулярной чистки и настройки. В то время как на Западе негласной нормой считалось хотя бы пять лет и 80 000 км без вмешательства в систему питания, не считая регламентной замены фильтров.
Даже беглый анализ показал, что наивысшей стабильностью характеристик и «чистотой выхлопа» обладает именно система питания с электронным блоком управления двигателем, а не механический или электромеханический инжектор. В мире на тот момент существовало немало разновидностей впрыска, и без должного опыта инженерам было непросто принять решение – на каком же именно варианте остановиться? Однако склонялись они именно к электронному управлению, как наиболее прогрессивному и эффективному.
Перспективную систему питания планировали не только (и не столько) для модернизации еще нестарых автомобилей восьмого семейства, сколько для будущей «десятки». Её выпуск планировали начать на стыке восьмидесятых и девяностых годов, и оставаться с устаревшим карбюратором было просто нельзя – особенно если учитывать планы нацеливаться на западный рынок, где «инжектор» давно перестал быть диковинкой, а стал обычным явлением на товарных автомобилях.
Вдобавок на ВАЗе уже тогда в качестве оптимального решения для ВАЗ-2110 рассматривали многоклапанную головку с четырьмя клапанами на каждый цилиндр, а оптимизировать процессы сгорания в таком моторе при наличии обычной системы питания было практически невозможно. В общем, все сводилось к тому, что внедрение впрыска топлива с электронным управлением при запуске следующей модели является одной из основных задач. Причем было решено не только перевести на «инжектор» версии с 16-клапанной головкой, но и оснастить впрыском обычный восьмиклапанный двигатель объемом 1,5 л, известный под индексом ВАЗ-21083.
Не стоит забывать, что в те «золотые» годы экспорт вазовских автомобилей иногда достигал 40% от общего объема выпуска – а это, как известно, доход в виде такой желанной для завода валюты, и грядущее ужесточение экологических норм в Европе для ВАЗа стало бы просто губительным. Не зря ведь экспортные модификации еще с середины восьмидесятых оборудовались системами снижения токсичности отработавших газов – в том числе и с каталитическим нейтрализатором. Впрочем, «кат» был сам по себе не очень эффективен, ведь даже с учетом дополнительной электроники обычный карбюратор получался «слабым звеном» системы по простой причине – он готовил смесь менее точно и стабильно, чем это требовалось.
Совместная работа
Ведущими игроками на рынке разработки систем впрыска в то время были три компании – Bosch, Siemens и General Motors. Предварительные переговоры закончились заключением контракта с GM по простой причине – «джиэм» имел больше опыта и мог предложить максимальный спектр услуг «под ключ».
Первой впрысковый двигатель 2111 «примерила» Lada Baltic. Компоненты GM выдаёт характерный дизайн ДМРВ между корпусом воздухофильтра и патрубком впуска.
Что же должны были сделать специалисты General Motors в рамках контракта? Во-первых, разработать и адаптировать под вазовские моторы впрыск топлива, который бы отвечал нормам Евро-1 и США-93. Во-вторых, для экспортных автомобилей «джиэмовцы» должны были поставить более полумиллиона (!) комплектов систем питания. И, наконец, итогом работы предполагалось приобретение соответствующих лицензий с последующим выпуском компонентов на советских (а в новых реалиях – российских) заводах.
Тип системы питания на Lada Baltic подчеркивал оригинальный шильдик «injection», расположенный на задней двери слева под надписью «LADA»
Уже в 1993 году GM начал поставки комплектов центрального впрыска (так называемого моноинжектора) для Жигулей и Нивы, а впоследствии – и систем распределённого впрыска для Лады Самары. Увы, по объективным экономическим причинам в непростое для новой страны время за шесть лет удалось поставить на конвейер лишь 115 тысяч комплектов вместо запланированных изначально 540 тысяч.
В тот момент на ВАЗе поняли, что нельзя опираться лишь на одного зарубежного партнера и решили подписать в 1995-м контракт и с фирмой Bosch. Это позволило освоить как разработку, так и производство еще одной системы питания, известной впоследствии, как «бошевская». Разумеется, работы по принципиально новой системе питания потребовали длительного пребывания в зарубежных командировках ведущих по проекту специалистов ВАЗа, некоторые из которых занимались этой темой в США по три-четыре года подряд.
На ранних «инжекторах» стояли контроллеры GM импортного производства
В ходе работы над «инжектором» на новую систему питания пытались перевести и такие экзотичные модификации, как 1,1-литровый двигатель ВАЗ-21081. Однако впоследствии было принято решение о том, что малокубатурные модификации «трогать» не стоит, и вазовские конструкторы вместе с зарубежными специалистами сосредоточились на моторах объемом 1,5-1,6 л – как жигулевских, так и «зубильных». А 16-клапанный мотор 2112 должен был стать первым в истории ВАЗа, конструкция которая изначально была «заточена» лишь под электронную систему питания с распределенным впрыском.
Еще в ходе ранних экспериментов над классическими моторами оказалось, что установка каталитического нейтрализатора сильно ухудшает показатели двигателя по мощности и крутящему моменту, поэтому система питания должна была обеспечивать максимальный КПД, чтобы минимизировать «экологические» потери энерговооруженности, неизбежные в любом случае.
На Самаре с так называемой низкой панелью контроллер впрыска разместили на полке под «бардачком»
Система впрыска топлива с электронным управлением была вполне распространенной (но при этом современной) концепцией. Электронный блок управления получал информацию от пары десятков датчиков, на основании которых и строилась коррекция топливно-воздушной смеси, а также остальные параметры – время открытия форсунок, угол опережения зажигания, количество подаваемого в цилиндры воздуха, топлива и так далее. Основную «работу» при этом проделывали несколько важнейших датчиков – например, датчик положения коленчатого вала (без него двигатель вообще не заведется!) и датчик массового расхода воздуха.
Важнейшее преимущество вазовского впрыска, как и большинства подобных систем – «живучесть». Если не отказал электрический бензонасос или «стратегический» датчик ДПКВ и не сгорел контроллер ЭБУ или модуль зажигания, то система худо-бедно, но будет работать даже при отказе нескольких датчиков, перейдя в аварийный режим и работая по альтернативным алгоритмам управления с использованием неких «усредненных» показателей, зашитых в программу.
Сложности
Но гладко было только на бумаге. Освоить столь сложную систему, когда промышленный гигант СССР уже почил в бозе, стало для ВАЗа непростой задачей. Впрочем, при интеллектуальной поддержке зарубежных партнеров с ней вполне справились – по крайней мере, «инжектор» уже к концу девяностых годов стал не просто работоспособной, но и вполне серийной системой питания для ВАЗов.
Датчик массового расхода воздуха – один из самых дорогих компонентов системы питания с распределённым впрыском
Конечно, многое пошло «не так и не туда». Попытки привлечь к производству «оборонку» так и закончились ничем, да и работа в Штатах была закончена еще в 1994 году – до постановки впрыска на конвейер. Кроме впрысковой версии мотора объемом 1,1 л, в итоге так и не удалось освоить 16-клапанную версию Самары, хотя адаптация агрегата 2112 к кузову 21093 была проведена еще на ранних стадиях работы по впрыску. Лишь намного позднее многоклапанный мотор все же встал под капот Самары в заводском исполнении – точнее, «околозаводском», от компании «Супер-Авто».
Для поглощения топливных паров предусмотрено специальное устройство – адсорбер
Некоторые компоненты пришлось оставить импортными – например, датчик кислорода, форсунки и ДМРВ. Блоки под заказ выпускали на Bosch, а со временем были освоены и контроллеры отечественного производства. Остальные же компоненты (датчики, впуск, выпуск и система подачи топлива из бака) были освоены почти самостоятельно.
При наличии некоторых версий БК, считывать ошибки и обнулять их на впрысковом двигателе ВАЗ можно прямо с «бортовика»! Разъем OBD-2 так называемой К-линии: именно сюда нужно подключаться для диганостики «вазоинжектора»
Еще в процессе работы в США вазовские конструкторы поняли, что американский подход к настройке некоторых компонентов (в частности, датчика системы детонации) на малолитражном двигателе ВАЗ, да еще в российских реалиях, не совсем оптимален. Именно поэтому вместо «защитной» функции на него возложили активную борьбу с детонацией путём индивидуального управления углами зажигания на основании показателей датчика.
Российский инжектор празднует юбилей
Первая партия инжекторных машин состояла из 12 автомобилей семейства "Самара", а массовый "впрыск" начался с 1997 года. С тех пор ЭСУД оборудовали практически весь модельный ряд Волжского автозавода: в этом году инжектор поставили даже на "классику".
Cейчас "Научно-технический центр "Авангард" совместно с АВТОВАЗом разрабатывает ЭСУД для двигателей с двухтопливной системой питания (газ-бензин). Это же предприятие стало и основным разработчиком электронной системы управления двигателем для 8- и 16-клапанных бензиновых моторов.
История электронного впрыска. Как он спасает наше здоровье, и почему его скоро запретят?
Для начала перенесемся не так уж далеко в прошлое, в первую половину 2006 года. Именно тогда на АвтоВАЗе было прекращено производство карбюраторных автомобилей LADA 2105 и LADA 2107 — в связи со вступлением в действие экологических норм стандарта Евро-2, выполнить требование которых с карбюратором было невозможно.
В Европе, к слову, к тому моменту уже действовал стандарт Евро-4, предусматривающий еще более жесткие требования к количеству вредных выбросов. Евро-2 действовал с 1995 года, но даже тогда карбюраторные автомобили для западноевропейских производителей уже были уходящей породой. Ведь фактический запрет на продажи в Европе автомобилей с карбюраторами вступил в силу еще в 1992 году, при введении норм Евро-1.
Забота об экологии и здоровье граждан и стала в конечном итоге основной причиной интенсивного развития систем впрыска в бензиновых двигателях во второй половине двадцатого века. Но началось все гораздо раньше, чем элегантное и в большинстве случаев чисто механическое устройство — карбюратор — предсказуемо исчерпало свой ресурс в приготовлении оптимальной с точки зрения чистоты выхлопа воздушно-топливной смеси.
Несмотря на то, что системы впрыска получили широкое распространение лишь несколько десятков лет назад, сама идея и ранние конструкции — родом из 19 века. Более того, даже якобы "новомодный" прямой (непосредственный) впрыск скоро отметит свой столетний юбилей! Конечно же, в те годы о количестве вредных выбросов никто не задумывался — речь шла о поиске наиболее эффективной конструкции для промышленных двигателей, работавших в то время преимущественно на тяжелых нефтяных фракциях.
Автором одной из первых конструкций впрыска был британский инженер Герберт Акройд Стюарт. В 1885 году, случайно опрокинув емкость с керосином в горшок с расплавленным оловом, он обнаружил, что керосин не воспламенился, в отличие от его паров. Построенный в 1891 году (на три года раньше, чем похожий мотор представил Рудольф Дизель) нефтяной двигатель Акройда был первой конструкцией калоризаторного двигателя. Отличием такого типа ДВС, позже известного как полудизель, было воспламенение топлива в специальной калильной головке — калоризаторе.
Трактор с нефтяным двигателем Акройда, 1893 год. Фото: Wikipedia
Для запуска двигателя требовалось разогреть калоризатор паяльной лампой или древесным углем до температуры в 300-350 градусов Цельсия, после чего в его камеру через форсунку впрыскивалось топливо, которое испарялось, а не сгорало (т.к. в камере было недостаточно кислорода), и воспламенялось лишь при подходе поршня к ВМТ. Двигатели Hornsby-Akroyd (первая фамилия — отсылка к выпускавшей мотор мануфактуре Richard Hornsby and Sons) использовались в судостроении и сельском хозяйстве.
Это были преимущественно одноцилиндровые двухтактные конструкции с невысокой степенью сжатия, от 3:1 до 9:1, в то время как у типичных дизельных двигателей степень сжатия составляла от 15:1 до 23:1. То есть по конструкции мотор Акройда все-таки не не был дизелем, так как для воспламенения топлива он использовал внешний источник тепла, а не сжатие — для этого степень сжатия была слишком мала.
Первый впрысковый двигатель с воспламенением не от сжатия был сконструирован на заре нового, XX века — в 1902 году, и запущен в серию спустя четыре года. Само по себе это было бы не особенно громким достижением, ведь индустрия двигателей развивалась стремительно, новые узлы и конструкции патентовались едва ли не каждый месяц. Например, в двигателях Дизеля уже во всю применялись дисковые распылители для топлива. Британская компания Thornycroft еще в 1903 экспериментировала с созданием топливной форсунки, работающей от горячего пара. Но все таки новый двигатель отличался от себе подобных; это был первый в мире восьмицилиндровый мотор. Созданный, нет, не в США, и совсем не для автомобилей.
Двигатель V8 Левавассера. Фото: Museo scienza e tecnologia Milano
Инициатором создания конструкции стал авиатор и изобретатель Леон Левавассер, предложивший промышленнику по имени Жюль Гастамбид проспонсировать разработку и выпуск нового, мощного двигателя для авиации. Названная в честь дочери Гастамбида Антуанетты компания, вице-президентом которой стал легендарный пионер авиации Луи Блерио, выпустила одноименный Antoinette 8V.
Первый в мире мотор V8, работающий на бензине, с искровым зажиганием и системой впрыска топлива во впускной коллектор. При сухом весе всего в 95 кг, 8-литровый V8 выдавал 50 лошадиных сил при 1100 об/мин. Именно такие двигатели применялись на рекордных самолетах того времени — 14 Bis Альберто Сантоса Дюмонта, Antoinette VII, Dufaux 4 и так далее. Позже под маркой Antoinette выпускались двигатели с количеством цилиндров до 32 штук!
Antoinette VII в полете. Фото: La Vie au grand air
С небес на землю технология впрыска в очередной раз спустилась в двадцатых годах; Шведский инженер Йонас Хессельман ранее был главным конструктором компании AB Diesel Engines (ныне известной как Atlas Copco), считаясь одним из ведущих мировых специалистов по модернизации дизелей.
В 1916 году карьера Хессельмана свернула в свое русло — он открыл фабрику, и в 1925 году представил миру двигатель собственной конструкции, своего рода гибрид конструкций Отто и Дизеля.
Двигатель Hesselman 1934 года. Фото: Herranderssvensson, Wikipedia
Примечательно, что еще примерно в те годы компания ставшая Hesselman Elhydraulik выпускала компоненты для электромобилей, а позже после смены владельцев была переименована в Haldex AB. Но вернемся к двигателю Хессельмана. Его конструкция для данного материала весьма примечательна. Это был первый в истории работающий на бензине двигатель с прямым (непосредственным) впрыском топлива, интересная комбинация "бензинки" и дизеля.
Основная идея конструктора была в возможности стабильной работы двигателя на дешевом топливе — мазуте, керосине, слабоочищенном дизтопливе.
Запускался и прогревался двигатель на бензине. Топливо впрыскивалось прямо в цилиндр форсункой с аспирационным клапаном при помощи топливного насоса высокого давления.
После прогрева подача переключалась на рабочее дешевое топливо. Перед остановкой требовалось дать мотору поработать на бензине, чтобы очистить систему перед следующим пуском.
Моторы Хессельмана успешно устанавливали на грузовики и автобусы до конца сороковых. По сравнению с чисто бензиновыми моторами с такой же отдачей, они были более экономичны. Вместе с тем, были и недостатки — проблема в прогреве до нужной рабочей температуры, особенно в холодную погоду. Неполное сгорание топлива вело к загрязнению форсунок. Чадили такие моторы тоже знатно.
Двигатель Хессельмана под капотом грузовика Scania-Vabis. Источник: Skoda Motorsport
Технологии форсунок параллельно развивались по разным направлениям — можно отметить примечательную разработку Джеймса МакКични из британской компании Vickers, запатентовавшего работающую без воздуха систему топливного впрыска. На подпружиненный плунжер насосом подавалось топливо, оно поднималось кулачком. Срабатывание кулачка обеспечивало впрыск топлива в цилиндр
двигателя, когда пружина переводила плунжер в нижнее положение.
Это было в 1910 году, а уже в 1913 году Vickers представила систему впрыска для дизелей, ставшую стандартом, что называется, на века — Common Rail. Правда, тогда носителями дизельных двигателей с аккумуляторным впрыском (из общей топливной магистрали, служащей аккумулятором, под высоким давлением) стали субмарины класса G флота ее Королевского величия.
Подводная лодка HMS G9, 1917 год. Фото: Adrian Harvey
Впрочем, автомобильные системы Common Rail появятся лишь в шестидесятых — спасибо швейцарскому инженеру Роберту Хуберту, признанному специалисту по свободно-поршневым ДВС (без кривошипно-шатунного механизма). В таких моторах ход поршня от НМТ до ВМТ осуществляется под давлением сжатого воздуха, пружины или веса поршня.
Автомобильная индустрия делала ставку на дизели. Одним из лидеров стала немецкая компания Robert Bosch, начавшая в декабре 1922 года подготовку к массовому производству топливных насосов высокого давления.
Первый дизельный насос марки. 1927 год. Фото Bosch.
Ход сработал, последовала стандартизация топливной аппаратуры. В 1927 году ТНВД и форсунки Bosch поступили в широкую продажу.
Дизельная топливная аппаратура в 1927 году
Период Второй Мировой стал эрой стремительного развития технологий, и впрыск оказался тут на одной из главных ролей. Возможность преобладать над противником на суше, море и в небе стоила любых затраченных ресурсов. И впереди оказались немецкие инженеры.
Двенадцатицилиндровые двигатели Daimler-Benz DB 601 с непосредственным впрыском стояли на таких самолетах, как Heinkel He 100, Henschel Hs 130A-0, Messerschmitt Bf 109, Messerschmitt Bf 110, Messerschmitt Me 210.
Двигатель Daimler-Benz DB 601 на Me-109. Фото: Wikimedia
Ме-109 стал самым массовым в истории истребителем (почти 35 000 штук). Мощность двигателя DB 601 на “сто-девятом” составляла от 1000 до 1300 л.c., его наследник с индексом 605 получил цилиндры увеличенного диаметра и отдачу от 1475 до 2000 и более л.с. взлетной мощности. 601 мотор также выпускали по лицензии в Японии — для Aichi M6A Seiran, Yokosuka D4Y Suisei, Kawasaki Ha-40 и Ki-61. В битве в небе британские Supermarine Spitfire и Hawker Hurricane с карбюраторными моторами Rolls-Royce Merlin при отрицательных G испытывали проблемы с подачей топлива, уступая в этом Me-109.
Focke-Wulf Fw 190s и Junkers Ju 88 также оснащались двигателями с прямым впрыском — 14-цилиндровыми BMW 801. Американский 18-цилиндровый Wright R-3350 Duplex-Cyclone с отдачей в 2200 л.с. также был быстро переведен с карбюраторов на прямой впрыск.
Замена двигателя 3350 на тяжелом американском бомбардировщике Boeing B-29, также известном как Суперкрепость. Фото: USAF
Видео: Запуск мотора Wright R-3350 в наши дни.
Глубоко модернизированный АШ-82 (изначально М-82), производство которого было начато в мае 1941 года, не был копией R-3350, но имел много общего, и также был карбюраторным. Мотор ставили на бомбардировщики Ту-2, Су-2, Су-4, Пе-8, истребители Ла-5, Ла-7, Ла-9, Ла-11.
Истребители Ла-5ФН. Фото: Wikipedia
Версия с непосредственным впрыском М-82ФН сделала Ла-5ФН настоящей грозой для немецкой авиации, в частности, и нового “Фокке-Вульф” FW-190A, но произошло это только летом 1943 года. После войны проверенный и доработанный двигатель нашел место на Ил-12, Ил-14 и даже вертолётах Ми-4.
Как выглядит АШ-82 с разбитого военного самолета на севере Якутии, можно посмотреть тут
После такого взлета военного авиастроения, технологии впрыска стали активно применяться и в автомобильной индустрии. Ранние опыты проводили в Германии — Bosch совместно с Mercedes-Benz. В гонке Mille Miglia 1940 года принял участие спорткар Alfa Romeo 6С с 2.5 литровым двигателем с шестью электронно-управляемыми инжекторами Caproni-Fuscaldo. Но серьезного массового применения впрыск долгое время не получал. В 1951 году был представлен Borgward Goliath GP700 — небольшой, но революционный по конструкции двухдверный автомобиль в кузове купе.
GP700 Sport Coupe с инжектором. Фото: Skoda Motorsport
Понтонный кузов, поперечно расположенный карбюраторный двухтактный рядный двухцилиндровый мотор 688 куб.см и 25 л.с, агрегатированный с четырехступенчатой МКП, передний привод. Последовали исполнения в виде кабриолета, универсала и фургона. “Спортивная” версия GP700 Sport Coupe получила 845-кубовый двигатель, выдающий 32 л.с. — в том числе, в силу применения системы механического впрыска разработки Bosch. Точно такая же, кстати, стояла под капотом основного конкурента “голиафа” — Gutbrod Superior 600.
В 1954 году прямой впрыск наконец шагнул в автоспорт, в Гран При Формулы-1. Знаменитые “Серебряные стрелы”, Mercedes-Benz W196, оснащались рядным восьмицилиндровым двигателем объемом 2.5 л, выдающими 278 л.с. благодаря механической системе непосредственного впрыска топлива Bosch — во многом схожей с предыдущей системой на Daimler-Benz DB 601. Автомобили под управлением Хуана Мануэля Фанхио и Стирлинга Мосса выиграли 9 из 12 гонок чемпионатов мира 1954-1955 годов.
Mercedes 300 SLR на фирменном трейлере. Фото: Mercedes-Benz
Созданная на базе W196 двухместная модель Mercedes-Benz 300 SLR имела под капотом трехлитровую восьмерку на 300 л.с. — при сухом весе в 880 кг.
Похожий гражданский 300SL 1954 года по прозвищу “Крыло чайки” стал превым в мире серийным спорткаром с системой прямого впрыска топлива.
Шасси Mercedes-Benz 300 SLR без кузова. Фото: Mercedes-Benz
Увы, участие 300 SLR в гонках было омрачено трагедией. Произошло это на Ле Мане 1955 года. В результате масштабного столкновения автомобиль заводского пилота Mercedes Пьера Левега от удара на скорости 240 километров в час вылетел с трассы прямо в толпу зрителей и вспыхнул. От травм и пожара погибло 84 человека, ранения получило несколько сотен. В аварии сначала обвинили пилота Jaguar, лидера гонки Майка Хоторна, с резкого торможения которого все началось — едущие сзади гонщики просто не успели среагировать. Только на Jaguar стояли дисковые тормоза, дающие преимущество в торможении. Позже событие признали все-таки гоночным инцидентом.
После последней значимой гонки сезона, в ходе которого случилось это ужасное происшествие, победившая в Кубке конструкторов компания Mercedes-Benz объявила об уходе из автоспорта. Вернулась в него марка лишь в восьмидесятых годах, а вот системы впрыска продолжали развиваться.
В 1956 году британская компания Lucas (поставщик систем впрыска для авиадвигателей, в частности, Rolls-Royce Merlin) представила свою систему впрыска на гоночном Jaguar D-Type — победителе Ле Мана. Модифицированные системы Lucas до середины семидесятых применялись на автомобилях Ф1 команд Cooper, BRM, Lotus, Matra, Brabham и Tyrell, и гражданских Jaguar, Aston Martin, Triumph и Maserati.
В 1957 года собственную механическую систему впрыска представило подразделение Rochester Products Division корпорации General Motors.
Система Rochester Ramjet под капотом Chevrolet 210 1957 года. Фото: Wikipedia
Система Rochester Ramjet была предложена для новых моторов small block объемом 4.3 л, впервые ее установили на Corvette — и тот впервые для марки показал 1 л.с. с кубического дюйма (283 л.с. и 283 куб. дюйма).
Брошюра Corvette 1957 года. Фото: GM Heritage
Шестеренчатый бензонасос, вакуумная система регулирования подачи топлива с индивидуальными форсунками над впускными клапанами (многоточечный впрыск). Хотя выпускали систему до 1965 года, особой популярности она не заслужила. В том числе — по причине нестабильного холодного пуска.
Двигатель V8 на Corvette 1957 года. Скан брошюры к авто. Фото: GM Heritage 
Схема работы системы RamJet. Фото: GM Heritage
Тогда же, в 1957, на 288-сильном масл-каре Rambler Rebel производства American Motors Corporation (AMC) был представлен центральный (одноточечный) впрыск с электронным управлением — Bendix Electrojector.
AMC Rambler Rebel 1957 года. Фото: Hemmings 
Двигатель Rambler Rebel. Фото: Hemmings
В 1958 году систему от Bendix предложили в качестве опции для Chrysler 300D, DeSoto Adventurer, Dodge D-500 и Plymouth Fury.
Работающая на транзисторах и бумажных конденсаторах система действительно умела регулировать длительность впрыска в зависимости от температуры и режима работы двигателя, управляясь сигналом с распределителя зажигания и давлением, но была откровенно капризной. В результате почти все проданные экземпляры позже были переоборудованы на два четырехкамерных карбюратора — за счет Chrysler.
Вовлеченная в серьезные проекты в авиа-космической отрасли и атомной промышленности, корпорация Bendix позже решила не доводить систему до ума, а в 1965 году продать всю документацию немцам — компании Bosch.
Там еще в пятидесятых упорно работали над массовыми системами впрыска. Уже 1958 году на Mercedes-Benz 220 SE была представлена система непрямого механического впрыска Bosch, дозирующая топливо на основании оборотов, температуры двигателя и атмосферного давления. Система обеспечивала на 18% больше мощности при экономии топлива в 8% сравнительно с двумя карбюраторами Solex. Надежная конструкция прижилась как на рядных шестерках, так и на гигантских M-100 6.3 V8.
К 1959 году инженер Bosch, доктор Хайнрик Кнапп, разработал проект системы электронного впрыска. Прототип испытывали на корпоративном седане Mercedes-Benz 300. На время прохождения сервисных операций на заводской станции, электронику и инжекторы заменяли обратно на карбюраторы, чтобы в Mercedes ни о чем не догадались.
Грандиозным импульсом к развитию системы послужил принятый в США закон о Чистом воздухе 1963 года — один из первых в истории законов о защите окружающей среды. Позже в него были внесены поправки, четко определившие дальнейший вектор развития автомобильной индустрии — на снижение количества вредных выбросов. Согласно американскому законодательству 1968 года, популярный VW“Жук” Type 1, в США известный как Beetle, еще “пролезал” по стандартам, а вот его старший брат Typ 3 с 1500-кубовой четверкой и таким же карбюратором — уже нет.
Неслучайно, что прототипы новых электронных систем Bosch тестировали не только на Mercedes-Benz 220 SE, но и на VW 1500. Руководил проектом инженер Герман Шолл. По его воспоминаниям, в 1964 году идея электронного впрыска была принята в VW настороженно, но система была нужна немцам, как воздух — прежде всего, для конкуренции на растущем семимильными шагами рынке США. Приобретенные в 1965 году патенты Bendix ускорили работу над проектом.
На Франкфуртском автосалоне 1967 года была представлена система электронного центрального впрыска Bosch Jetronic (позже D-Jetronic).
Компоненты системы D-Jetronic 1967 года. Фото: Bosch 
Мозг системы Jetronic. Фото: Bosch
Использующая уровень разряжения во впускном коллекторе, электронасос низкого давления и электромагнитные форсунки, общие дроссельную заслонку и форсунку ХХ, система с аналоговым электронным управлением была вполне работоспособна. Хотя и увеличивала цену Typ 3 с 6000 до 6600 немецких марок.
VW Type3 LT1600 был популярным по обе стороны океана. Фото: Volkswagen
Покупателей новинки было немного, но автопроизводители отреагировали решительно — к 1969 году системы Jetronic применялись не только на VW, но и на топ-моделях BMW, Citroen, Jaguar, Lancia, Mercedes-Benz, Opel, Renault, Saab и Volvo.
Фото рабочего процесса тестирования системы электронного впрыска. 1972 год. Фото Bosch.
Покупатели все еще сомневались в электронном впрыске, поэтому в 1973 году вместе с усовершенствованной системой распределенного (многоточечного) впрыска L-Jetronic с ДМРВ дебютировала аналогичная механическая K-Jetronic (на Porsche 911 2.4 для рынка США).
Устройство системы KE-Jetronic. Фото: Bosch
Видео работы системы K-Jetronic:
Система была сложная — ее работа зависела от измерения объема воздуха, проходящего через тарированный рестриктор, но клиенты поначалу доверяли ей больше, чем электронной. Примененный в L-Jetronic датчик массового расхода воздуха на основе накаливающейся нити помогал дозировать подачу топлива максимально точно, добиваясь отличных показателей мощности и “экологии”. Обратная связь по лямбда-зонду была в системе необязательной функцией, но без нее нельзя было соответствовать дальнейшему ужесточению экологических норм.
Сборка систем KE-Jetronic на фабрике в Бамберге, 1984 год. Фото: Bosch
Вариации систем Bosch Jetronic также выпускались под другими известными марками — Lucas (системы Lucas-Bosch), SPICA (применялся механический насос Bosch) и Kugelfischer (компания куплена немцами в 1979 году). Свои системы впрыска были у GM и ряда других марок. По современным меркам они были весьма примитивны, но тогда это было действительно круто. Например, разработанная Toshiba для Ford в 1974 году система EEC имела 512-битную оперативную память, 2 кб ПЗУ и 2 кб EPROM. Система второго поколения управляла… нет, еще не инжектором, а карбюратором Ford 7200 Variable Venturi. Инжекторная модель появилась лишь на процессоре FBC от Motorola (модуль EEC-III) в 1980 году. Зажиганием управлял тот же микропроцессорный блок управления, что и впрыском. Японские производители использовали продукцию Bosch (например, Toyota, Nissan, Subaru, Mitsubishi, Isuzu) или свои разработки — как Honda, с системой PGM-FI. На недорогих автомобилях стал массово применяться дешевый вариант технологии — моновпрыск.
Еще в 1979 году доминирующие на рынке системы Bosch Jetronic были включены в цифровые системы Motronic, объединяющие синхронное управление впрыском (Jetronic) и зажиганием на основании множества параметров.
Компоненты системы L-Jetronic. Фото: Bosch 
Тестирование форсунок, 1980 год. Фото: Bosch 
Компоненты системы Motronic 1986 года. Фото: Bosch
Эволюция от M-Motronic через ME-Motronic с электронным дросселем, до современных модификаций MED-Motronic с прямым впрыском топлива заняла несколько десятков лет, на протяжении которых системы электронного впрыска стали стандартом для автопроизводителей (уже в 80-х годах).
/> Эволюция блоков управления двигателем с 1979 по 1987 годы. Фото: Bosch
Работающие непрерывно системы впрыска ушли в тьму веков, освободив дорогу импульсным, с более точным дозированием подачи топлива. Все чаще и чаще используется непосредственный впрыск, де-факто ставший стандартом в Европе.
К прямому впрыску производители вернулись в начале двухтысячных. Современные системы управления впрыском надежны, делают ровно то, что от них требуют конструкторы, умеют делать несколько впрысков за один рабочий такт двигателя, в точности соблюдая нужный состав смеси для работы двигателя на заданных режимах (среди которых особое значение получила работа на обедненных смесях). Системы обеспечивают максимально эффективное сгорание с послойным образованием обедненной смеси, равно как и компрессионное воспламенение гомогенной смеси. Даже форма облачка смеси теперь заранее задается на компьютере и всецело зависит от режима работы двигателя.
Развитие технологий электронно-управляемого впрыска с одновременным совершенствованием систем снижения токсичности ОГ привело к тому, что автомобили с двигателями внутреннего сгорания теперь выбрасывают в атмосферу гораздо меньше вредных частиц, чем когда-либо прежде.
Вместе с тем, в случае окончательной победы электромобильного лобби всех усилий конструкторов моторов и систем впрыска может оказаться недостаточно — новые, еще более жесткие экологические стандарты могут оказаться заградительными для любых автомобилей с ДВС.
Производители топливных систем тоже не стоят на месте, и уже давно нашли себе новые ниши для развития. В той же Bosch предлагают сохранить ДВС, с переходом на синтетическое топливо. Компания и ее конкуренты инвестируют миллиарды в электромобильный бизнес, стремительно наращивая и альтернативное направление водородной энергетики. Но про водородные силовые установки поговорим в другой истории.
***
Уважаемые читатели, надеюсь, этот материал был вам интересен. Если так — буду рад вашим репостам и дополнениям! Делитесь своим опытом и интересными фактами по системам впрыска топлива!
История выпуска ВАЗ с инжектором, начиная с 2110 года
ВАЗ (Волжский Автомобильный Завод) – это одно из самых известных автомобильных предприятий в России. Оно было создано в 1966 году для производства и выпуска автомобилей для массового потребителя.
Первые модели автомобилей ВАЗ были оснащены карбюраторными двигателями. Однако, с течением времени, компания решила обновить свою линейку автомобилей и внедрить современные инжекторные двигатели.
Инжекционная система, в отличие от карбюратора, позволяет понизить расход топлива и повысить мощность двигателя. Поэтому в 1984 году на ВАЗ начали выпускать автомобили с инжекторными двигателями. Процесс первоначально начался с модели ВАЗ-2108 («Самара») и позже распространился на другие модели автомобилей ВАЗ.
История выпуска ВАЗ с инжекторным двигателем
Первый автомобиль ВАЗ с инжекторным двигателем был представлен в 1977 году. Этот автомобиль стал первой моделью ВАЗ, оснащенной новой системой впрыска топлива, которая позволяла повысить эффективность двигателя и снизить выбросы.
После успешного запуска этой модели, ВАЗ начал массовое производство автомобилей с инжекторным двигателем. Благодаря улучшенной электронике и точности впрыска топлива, эти автомобили получили дополнительное преимущество в эффективности и экономичности по сравнению с моделями с карбюраторными двигателями.
ВАЗ стал активно внедрять инжекторные двигатели в различные модели автомобилей, включая ВАЗ-2106, ВАЗ-2107 и ВАЗ-2121 «Нива». Эти модели стали очень популярными среди автолюбителей и считались одними из лучших в своем классе благодаря высокой надежности и экономичности.
Использование инжекторных двигателей позволило ВАЗу улучшить качество и надежность своих автомобилей, а также повысить уровень комфорта и безопасности пассажиров. Сегодня большинство моделей ВАЗ оснащены инжекторными двигателями и продолжают пользоваться популярностью среди автолюбителей.
Этапы развития комбината Волжский автомобильный завод
Начальный период развития ВАЗ был связан с созданием нового завода и обучением персонала. Завод был оснащен современным оборудованием, и рабочие были обучены технологии производства автомобилей. Несмотря на некоторые трудности на начальном этапе, производство автомобилей быстро набрало обороты, и машины ВАЗ стали пользоваться популярностью среди российских автолюбителей.
В следующем этапе развития ВАЗ, начиная с 1980-х годов, было решено модернизировать производство и повысить качество автомобилей. Завод внедрял новые технологии, обновлял модельный ряд и заботился о международной сертификации. В этот период были выпущены такие модели, как ВАЗ-2108, ВАЗ-2109 и ВАЗ-2110, которые получили признание не только в России, но и на мировом рынке.
В дальнейшем ВАЗ не останавливался на достигнутом и продолжал усовершенствовать свои автомобили. В начале 2000-х годов завод запустил производство автомобилей с инжекторными двигателями, что значительно повысило их экономичность и производительность. В 2010-х годах ВАЗ внедрил новые технологии в производство, включая использование алюминиевых материалов и электронных систем управления. Это позволяет выпускать более современные и безопасные автомобили, соответствующие современным стандартам качества.
ВАЗ продолжает развиваться и вносить инновации в производство автомобилей, становясь все более конкурентоспособной компанией на рынке. Завод постоянно модернизирует производство, повышает качество машин и расширяет свою модельную линейку, чтобы удовлетворить потребности современных авто владельцев.
Начало использования инжекторных двигателей на ВАЗ
Первые инжекторные двигатели на ВАЗ появились в 1986 году на моделях ВАЗ-2108 и ВАЗ-2109. Они были оснащены электронной системой управления впрыском топлива, которая позволяла более точно контролировать смесь воздуха и горючего, а также регулировать количество подаваемого топлива в зависимости от оборотов двигателя, нагрузки и других параметров.
Инжекторные двигатели позволили существенно повысить динамические характеристики автомобилей ВАЗ, увеличить экономичность и надежность двигателя. Они были способны развивать более высокую мощность, обладали более плавной и регулируемой работой, а также уменьшали выбросы вредных веществ в атмосферу.
Года выпуска автомобилей ВАЗ с инжекторным двигателем
С развитием технологий и усовершенствованием производства автомобилей, ВАЗ начал выпускать модели с инжекторным двигателем. Это значительно повысило эффективность работы двигателя и улучшило экологические показатели автомобилей. Ниже представлены года выпуска автомобилей ВАЗ с инжекторным двигателем:
- ВАЗ-2108 с инжекторным двигателем, выпуск с 1988 года
- ВАЗ-2109 с инжекторным двигателем, выпуск с 1989 года
- ВАЗ-2110 с инжекторным двигателем, выпуск с 2000 года
- ВАЗ-2111 с инжекторным двигателем, выпуск с 1998 года
- ВАЗ-2112 с инжекторным двигателем, выпуск с 2003 года
- ВАЗ-2113 с инжекторным двигателем, выпуск с 2003 года
Инновации и технологические достижения ВАЗ с инжекторным двигателем
ВАЗ стал первым автопроизводителем в СССР, оснастив свои автомобили инжекторным двигателем. Этот новый вид двигателя позволил достичь значительного повышения эффективности работы автомобиля и улучшения экологических показателей.
В 1982 году ВАЗ начал выпускать автомобили с инжекторным двигателем. Сначала это были малолитражные модели, такие как ВАЗ-2108 и ВАЗ-2109. Инжекторные двигатели внедрились на линии сборки ВАЗ благодаря сотрудничеству с итальянской компанией Magneti Marelli, которая поставляла систему впрыска топлива.
Инжекторные двигатели отличались от карбюраторных более точной и регулируемой подачей топлива, что обеспечивало более плавную работу двигателя и снижение расхода топлива. Кроме того, такие двигатели были более экологически чистыми, поскольку не выделяли вредные выбросы в атмосферу.
ВАЗ продолжал внедрять инжекторные двигатели в свои модели и на более поздних этапах развития. В 1992 году появился ВАЗ-2110 с инжекторным двигателем объемом 1,6 литра. В следующие годы, с инжекторными двигателями начали оснащаться и другие модели ВАЗ, такие как ВАЗ-2112 и ВАЗ-2114.
Инжекторные двигатели внесли значительный вклад в улучшение характеристик и надежности автомобилей ВАЗ. Они обеспечили более плавную и эффективную работу двигателя, улучшили экономичность и снизили выбросы вредных веществ в атмосферу.