Автоваз

Инжекторный двигатель и карбюраторный разница

По

04.08.2019

806

Содержание

Сравнительно недавно под капотом любого автомобильного двигателя, работающего на бензине, можно было найти карбюратор — прибор, отвечающий за наполнение цилиндров топливной смесью. В последнее время ему на смену пришло новое устройство — инжектор.

Однако не каждый знает, в чем состоит отличие между ними. Предлагаемая статья содержит информацию о технических особенностях упомянутых систем.

Исторический экскурс

Первый жидкостный карбюратор, работающий по принципу испарения, был создан в 1872-м, по другим данным — в 1876 году. А через 20 лет (1893) итальянец Донат Банки разработал прибор, в основе которого лежало распыление бензина. Постепенно совершенствуясь и обрастая различными системами, он просуществовал на автомобильных двигателях почти столетие.

Родословная инжектора берет свое начало с тех же времен. Еще начиная с 1902 года, двигатели французского инженера и гонщика Левассера содержали некоторые элементы механического впрыска топлива.

Идею позаимствовали авиационные конструкторы, заинтересованные тем, что работа инжектора не зависит от силы гравитации. К окончанию второй мировой войны инжекторные двигатели появились на некоторых самолетах воюющих сторон, включая и СССР.

Впервые на серийном автомобиле механический принудительный впрыск получил Mercedes-Benz 300SL («Крыло Чайки») в 1954 году. А впрыск топлива с электронным управлением был опробован итальянцами еще до войны.

С 80-х годов минувшего столетия инжекторные бензиновые двигатели получают массовое распространение в связи с появлением доступных электронных компонентов для создания электронных систем управления двигателем. На современных автомобилях карбюраторные двигатели практически не встречаются, кроме некоторых гоночных болидов.

Принцип работы карбюратора

Сarburation, в переводе с английского, — газификация, насыщение воздуха парами, смесеобразование. А карбюратор — это смеситель, то есть устройство для распыления в воздухе мельчайших частиц топлива.

Как схематично устроен этот прибор? Устройство устанавливается на впускном коллекторе и состоит из двух камер: поплавковой и смесительной, которые соединены между собой трубкой распылителя.

Первая сообщается посредством трубопровода с топливным баком. В нее бензонасосом подается горючее. Постоянный уровень бензина поддерживается с помощью игольчатого клапана и поплавка, подобно впускному устройству унитаза.

Вторая (воздушная) камера включает в себя диффузор (трубка Вентури), распылитель и дроссельную заслонку. Полость перед диффузором сообщается через воздушный фильтр с атмосферой, а смесительная камера — через впускной коллектор с цилиндрами двигателя. На дне распылительной трубки со стороны поплавковой камеры имеется калиброванное отверстие (жиклер), которое отмеряет нужное количество топлива для образования горючей смеси.

При движении поршней в смесительной камере создается разрежение, максимум которого приходится на место сужения диффузора, где находится и отверстие распылителя. Происходит всасывание наружного воздуха из атмосферы и бензина через трубку распылителя. Бензин, попадая в движущийся поток воздуха, распыляется и смешивается с воздушным объемом.

Как работает инжектор

Устройство впрыска топлива (Fuel Injection System) на самом деле более примитивно, чем у карбюратора, являющегося средоточием сложнейших систем, подчиняющихся законам истечения жидкости. Фактически здесь один рабочий элемент — это инжектор или форсунка, что одно и то же.

Форсунка имеет всего два состояния: открыто и закрыто. Открывается она с помощью встроенного электромагнита, закрывается пружиной. Количество подаваемого топлива определяется продолжительностью включения. Бензин подается насосом из бака в общую магистраль (топливную рампу), от которой запитаны инжекторные форсунки.

Для поддержания постоянного давления на рампе имеется клапан, сбрасывающий излишки топлива обратно в бак. Существует несколько вариантов подключения форсунок:

Одноточечный (моновпрыск).
Многоточечный (распределенный). Разделяется на параллельный (одновременный), попарно-параллельный и фазированный.
Прямой или непосредственный впрыск.

Управляет работой инжекторов электронный блок управления (ЭБУ). В его памяти «зашита» микропрограмма, выдающая команды различным исполнительным механизмам двигателя, среди которых и электромагниты форсунок.

Величина подачи бензина регулируется согласно многочисленным параметрам: нагрузке, температуре двигателя, составу выхлопных газов и так далее. Момент впрыска задается датчиками: положения коленвала (ДПКВ), распредвала (датчик Холла), дроссельной заслонки (ДПДЗ) и корректируется в соответствии с условиями движения.

Различия между двумя видами двигателей

Чем отличается инжекторный двигатель от карбюраторного? Два типа бензиновых двигателей внутреннего сгорания (ДВС) отличаются между собой как по способу питания, так и составом входящих компонентов. Инжекторный и карбюраторный двигатель представляют собой «две большие разницы», как говорили в Одессе.

Главное, что характеризует каждую систему — технология смесеобразования и, соответственно, техническое решение. В таблице приводится наиболее важные принципиальные и конструктивные отличия.

Отличия	Тип двигателя
Отличия	Инжектор	Карбюратор
Метод приготовления горючего	Впрыск бензина перед впускным клапаном внутри коллектора или непосредственно в цилиндр	Подготовка топливно-воздушной смеси перед впускным коллектором
Подающее устройство	Форсунки	Карбюратор
Место установки	На каждом цилиндре (см. примечание)	На впускном коллекторе
Тип бензонасоса	Электрический	Механический
Система управления	ЭБУ	Отсутствует

Примечание: При моновпрыске одна общая форсунка устанавливается на впускном коллекторе вместо карбюратора, то есть выполняет его функцию. Однако это решение было промежуточным, и сейчас практически не используется.

Сравнение двух систем

Принудительный впрыск

Инжектор, в отличие от карбюратора, обеспечивает оптимальный состав рабочей смеси в зависимости от режима работы двигателя, поэтому лучше справляется со своей функцией.
По динамическим качествам впрысковый мотор превосходит карбюраторный. К примеру, инжекторная Нива ВАЗ-2121 значительно резвее своего карбюраторного аналога.
Надежность работы системы впрыска выше. Недостатком карбюраторов является большое количество жиклеров, склонных к засорению. Кроме того, они чувствительны к температурным условиям. Летом страдают повышенным испарением топлива из поплавковой камеры, зимой — от образования и замерзания конденсата.
Инжекторный мотор устойчиво заводится даже при значительных отрицательных температурах благодаря электронному управлению. Водители со стажем помнят, каких трудов стоило запустить карбюраторный движок, несмотря на пресловутый «подсос».
Карбюраторные двигатели не отвечают современным экологическим требованиям. Электронная система, управляющая инжектором, контролирует содержание вредных выбросов и корректирует состав подаваемой смеси.
Поскольку на обычных режимах работы инжекторного ДВС в цилиндры подается обедненная смесь, расход топлива сокращается, поэтому инжектор экономичнее карбюратора.
Благодаря тому, что состав и количество подаваемой смеси регулируется электроникой, мощность впрысковых агрегатов повышается. Прибавка составляет до 10%.

Карбюратор

Меньшая стоимость устройства. Правда, если сравнивать цены двух новых автомобилей с разными системами подачи топлива, отличаться они будут незначительно.
В карбюраторе не образуется нагар. Форсунки инжектора более требовательны к топливу, поскольку работают в тяжелых условиях (высокая температура, особенно у прямого впрыска). Сомнительные заправки желательно объезжать стороной.
Значительно проще в обслуживании, поэтому карбюраторные автомобили до сих пор популярны в глубинке, где далеко до ремонтного сервиса, и водитель в случае поломки вынужден устранять неисправность своими руками.

Преимущества инжекторного впрыска неоспоримы: улучшение динамики, невосприимчивость к наружной температуре, меньший ущерб окружающей среде, топливная экономичность при одновременном повышении снимаемой мощности.

Благодаря вышеперечисленным достоинствам инжектор на бензиновых ДВС получил широкое распространение. Сегодня все легковые автомобили оснащаются инжекторной системой питания. Карбюраторные двигатели сохранились только на старых машинах, если не считать некоторых гоночных спорткаров.

Также следует вспомнить, что в России и других странах СНГ существует большая масса старых японских автомобилей и других иномарок, в которых установлены именно карбюраторы, а не инжекторные системы, потому производство карбюраторов продолжается.

Если провести сравнительный анализ работы карбюратора и инжекторных систем, то тут конечно победит инжекторная система. Но во многом другом карбюратор тоже имеет свои плюсы. В основном плюсы карбюратора заключаются в его техническом обслуживание и недорогих карбюраторных устройствах. Ну а по принципу работы, конечно, инжекторные системы со своим электронным впрыском выигрывают. Однако пока отечественный потребитель автомобильного рынка не готов платить большие деньги за инжекторные системы даже при покупке нового авто. Потребитель выбирает карбюратор. Вот и делайте теперь вывод, снимут карбюраторные системы с производства или нет? Хотя стоит отметить, что среди карбюраторных систем существуют настоящие монстры, которые имеют стоимость не менее любой инжекторной системы, а то и дороже. Но тут опять играет роль дешевизны последующего ремонта карбюратора, и потребитель готов сделать свой выбор в сторону карбюратора.

Чаще всего такие монстры в карбюраторном мире присутствуют именно в автомобилях японского производства. Но основная масса производимых карбюраторов во всем мире — это карбюраторы с простыми устройствами, которые легко ремонтируются, причем по доступной цене.

Давайте, наконец, дадим определение карбюратору, а затем и самой инжекторной системе, чтобы ясно понимать, с чем имеем дело.

Карбюратор — устройство в системе питания карбюраторных двигателей внутреннего сгорания, предназначенное для смешивания бензина и воздуха, создания горючей смеси и регулирования её расхода.

Инжекторная система — система подачи топлива, устанавливаемая на современных бензиновых двигателях вместо карбюраторной системы. Двигатели, имеющие такую систему, называют инжекторными двигателями.

Преимуществами инжекторных систем является следующие факторы:

Сокращение на 75% выбросов несгоревших углеводородов;

Сокращается расход топлива минимум на 40%;

Мгновенный набор оборотов;

Более линейная характеристика крутящего момента.

Как видите преимуществ у инжекторных систем действительно много, но также вы видите, что фраза «дешевый ремонт» в списке достоинств инжекторных систем отсутствует. А вот карбюратор можно не только диагностировать в домашних условиях (не требует специального оборудования) , но и самостоятельно ремонтировать, чего не скажешь об инжекторе.

Мне кажется эта тема уже давно «избита» и с развитием новых экологических норм уже давно снята с повестки дня. А ВОТ ОКАЗЫВАЕТСЯ И НЕТ! Многие пишут — что же реально лучше карбюратор или инжектор? А «новички» в автомобилях задают еще и такой вопрос – какая в них разница? Для меня уже все очевидно (закрыл этот вопрос давным-давно), но если есть такой интерес, значит напишу статью и сниму видео, будет и голосование внизу. Так что читайте-смотрите, будет интересно …

СОДЕРЖАНИЕ СТАТЬИ

За что отвечают обе системы?
КАРБЮРАТОР
ИНЖЕКТОР
ВИДЕО ВЕРСИЯ
ГОЛОСОВАНИЕ

Мой водительский стаж у меня почти 20 лет. За это время я вдоволь покатался на карбюраторе (было несколько ВАЗ, такие как 2101, 2103, 2105 и т.д.), и уже вдоволь накатался на инжекторных модификациях автомобилей (не только наших, но и импортных). Поэтому у меня есть реально возможность оценить тот и другой агрегат, хотя я считаю это не правильно, это как сравнивать ламповый телевизор и современную LCD панель.

За что отвечают обе системы?

Этот пункт именно для новичков — а действительно за что отвечают обе эти системы? Друзья все очень просто. По сути они нужны для «питания» наших моторов, а именно для создания воздушно-топливной смеси которая сгорает у нас в цилиндрах двигателя.

Вся разница у них только в том – что одна система механическая (практически нет электроники), а вот вторая наоборот электронная (за все отвечают датчики, электронные насосы и т.д.)

Механическая система — она же карбюратор.

Электронная – она же инжектор.

НУ а теперь подробнее.

КАРБЮРАТОР

Был изобретен первым, его утрированные модификации были еще на заре двигателей внутреннего сгорания, поэтому его можно назвать дедушкой современных систем питания двигателя.

Устройство в системе питания карбюраторных двигателей внутреннего сгорания, предназначенное для смешивания (карбюрации, от французского — carburation) бензина и воздуха, создания горючей смеси и регулирования её расхода.

Из чего состояла такая система (для примера я возьму ВАЗ 2101):

Бак (для хранения топлива)
Поплавок и совместно с ним трубка закачки бензина. Поплавок отслеживал уровень топлива и показывал его на панели приборов
Топливная магистраль. Обычно это бензостойкие шланги и трубки (медь, алюминий)
Топливный насос (диафрагменного типа). Качал с давлением в 20 – 30 кПа (около 0,3 атмосфер). Обычно находится в моторном отсеке, и был присоединен к двигателю. Почему? Да просто потому что приводился в движение механически – эксцентриком привода масляного насоса и распределителя зажигания через толкатель. Если утрировать на насосе внутри есть специальный «рычажок», на который давил этот эксцентрик и происходила накачка топлива за счет колебания мембраны. Кстати снаружи на корпусе также был рычажок для ручной подкачки, например — кончилось топливо, залили новое, и вам нужно было закачать вручную, чтобы запустить автомобиль и не расходовать заряд АКБ.
Карбюратор. От насоса шел шланг с топливом, который подходил к главному узлу. Именно карбюратор смешивал топливо с одной стороны и захватывал воздух с другой. Кстати обычно сверху находилась круглая банка в которой был воздушный фильтр, через который проходил воздух и поступал внутрь для смешивания.
Впускной коллектор. Уже через него поступала готовая топливно-воздушная смесь в цилиндры двигателя.

Система по современным меркам – ОЧЕНЬ ПРОСТАЯ и не прихотливая. По сути, ломаться было нечему, однако внутри карбюратора были несколько жиклеров, иголка, поплавок, дроссельная заслонка (заслонки), которые могли влиять на работоспособность этого узла. Нужно отметить, что заслонки открывались от нажатия педали газа, причем привод был механический (обычный тросик).

ПЛЮСЫ:

Простая конструкция. Действительно можно разобрать в любом лесу
Дешевый и легкий ремонт. Мне кажется, практически любой автомобилист ковырял у себя в гараже
Дешевые запчасти
Низкие требования к качеству топлива (работал на АИ-76)
Упрощенная диагностика. Зачастую не нужно использовать различные стенды
Нет большого количества электронных датчиков, которые нужны для работы

МИНУСЫ:

Низкая стабильность работы. Раз в 2 – 3 месяца нужно было регулировать
Сложно было точно настроить.
Зависимость от перепадов температур (зимой мог замерзать, мог образовываться конденсат, который приводил к залипанию поплавка или иглы. Летом — мог перегреваться)
Большее потребление топлива, чем у оппонента
Большой выброс вредных веществ (таких как СО). Одна из причин запрета, отвечает нормам ЕВРО2
Сложно раскрутить мотор и вывести на полную мощность
Заливание свечей. Если один-два раза не запустил, то может залить свечи топливом, они не будут эффективно давать искру, не запустите мотор. Нужно выкручивать свечи и сушить – калить их.
Запах в салоне. Как бы я не регулировал карбюратор, но был постоянный запах в салоне, толи бензина, толи неправильного выхлопа

Как бы не казались карбюраторные системы простыми и легкими в обслуживании, мороки с ними было больше. За год эксплуатации вы обязательно бы регулировали его минимум 3 – 4 раза, а может быть и больше. Зимой в сильные морозы один раз не запустили мотор, шанс что вообще запустите (без прокаливания свечей) уменьшался в разы. Нужно было играться подсосом после пуска (современные водители сейчас и не знают что это такое).

И сказать честно – Я ВООБЩЕ НЕ ЖАЛЕЮ, ЧТО КАРБЮРАТОРЫ УШЛИ В ПРОШЛОЕ. Они выполнили свою задачу, и по сути достигли своего предела.

ИНЖЕКТОР

Электронная система подачи воздушно-топливной смеси. Появился гораздо позже и сейчас уже модернизировался несколько раз. Все механические части были заменены на электронные, также существует система управления (ЭБУ), которая базируется на различных датчиках

Инжектор от слова INGECTION, перевод — впрыск или инъекция топлива

Сейчас различают три основных вида систем:

МОНОВПРЫСК. Самый древний вид, пришел на смену карбюратора, по сути является им же, только с электронной составляющей. Распыляет бензин сразу в весь впускной коллектор. Уже не устанавливается на машины, ибо не входит по нормам экологии
РАСПРЕДЕЛЕННЫЙ впрыск. Здесь в каждую трубу установлен свой инжектор, который подает топливо только в свой цилиндр
НЕПОСРЕДСТВЕННЫЙ впрыск. Здесь форсунки установлены в блок двигателя, в саму камеру сгорания.

Из чего состоит данная система:

Бак. Также для хранения бензина
Топливный насос. Обычно он погружается прямо в топливо. Его не нужно крепить на двигателе, потому как он электрический, ему не нужны приводы. Нужно отметить, что он создает давление около 3 атмосфер.
Топливная магистраль. Также есть шланги и трубки
Топливная рампа. К ней походят трубка или шланги от магистрали, а также зачастую вкручиваются сами инжектора.
Инжектор. Система впрыска топлива в определенной пропорции. В системах с распределенным впрыском, располагаются на впускном коллекторе.
Дроссельный узел (совмещен с воздушным фильтром). Подает воздух для смеси, в нем стоит заслонка, которая регулирует нужный объем воздуха. А вы в свою очередь регулируете все нажатием на педаль газа (зачастую электронную)

Конечно чтобы заставить работать инжекторный вариант нужно большое количество датчиков которые контролируют — подачу топлива, воздуха, скорость автомобиля, вращение коленчатого вала, положение дроссельной заслонки, температуру охлаждающей жидкости, детонации.

Может показаться, что система сложная, но это не так. Одним из основных датчиков является ДПКВ (датчик положения коленчатого вала). По его показаниям определяется цилиндр, время подачи топлива и искры.

Эта информация идет в ЭБУ и именно этот блок управления дает приказания насосу начинать нагонять давление топлива в магистрали после в рампе. То есть оно находится сзади инжектора. Далее воздух идет от дроссельного узла и при достижении инжектора, происходит открытие и воздух смешивается с бензином в нужной пропорции. После эта смесь засасывается цилиндром двигателя и сгорает внутри.

Инжекторный вариант имеет много преимуществ

ПОЛОЖИТЕЛЬНЫЕ МОМЕНТЫ:

Стабильная работа двигателя
Большая мощность
Долговечность. Не нужно регулировать каждые 2-3 месяца
Меньший расход топлива, до 30%
Не зависит от перепада температур. Работает одинакового летом и зимой
Меньше до 75% выбросов вредных веществ
Нет переливов топлива при запуске. Можете крутить долго, пока позволит аккумулятор
Нет вони бензина в салоне. Потому как очень точная дозировка

ОТРИЦАТЕЛЬНЫЕ МОМЕНТЫ:

Сложный ремонт и диагностика. Только при наличии специального оборудования. В лесу вы точно не сделаете
Наличие большого количества датчиков
Высокая стоимость узлов
Сложно или вообще невозможно отремонтировать сломанный датчик или узел
Требуется качественное топливо не менее 92 бензина, чтобы форсунки не забивались

Что я хочу сказать сейчас инжектор, особенно если у вас рядовая система MPI работает очень стабильно! Нет каких либо проблем, ни с форсунками, ни с топливным насосом, ни сдатчиками и прочим. Ходят по 100 – 200 000 без каких-либо серьезных проблем. Самое главное почистить форсунки раз в 150 000 км и заменить фильтр топливного насоса и катаемся дальше. Сейчас нет никакого смысла обратно ставить карбюратор, даже на НИВУ или УАЗ, даже для соревнований по грязи!

Сейчас видео версия смотрим.