Є два поширені види упорскування пального в циліндрі двигуна – безпосередній та розподілений. У чому між ними різниця та який краще?
За великим рахунком, обидва упорскування – розподілені, оскільки для поліпшення рівномірності подача пального розподілена по циліндрах, і кожен має свою форсунку (або форсунки). Але довгий час домінувала конструкція, в якій факел пального подавався на впускний клапан, і її за замовчуванням стали називати розподіленим упорскуванням або MPI (multi point injection).
Однак з часом стало з’являтися все більше моторів, де використовувалося упорскування прямо в циліндр. Офіційне позначення безпосереднього упорскування – DFI (direct fuel injection). В українській мові також використовується термін «пряме упорскування». Автовиробники часто вигадують свої абревіатури: Mercedes-Benz використовує позначення CGI, Peugeot – HPi, Renault – IDE, Mazda – DISI.
Мотори з MPI
Розподілене упорскування пального простіше і надійніше безпосереднього. Електроннокеровані форсунки працюють з невеликим тиском – не більше 3-4 барів, який забезпечує паливний насос, що стоїть у баку. Скромний тиск дозволяє встановлювати форсунки в пластмасовий впускний трубопровід. Рампу, що подає до них пальне, також часто виготовляють з пластмаси.
Пальне подається на впускний клапан (клапани) на такті впуску. Це дозволяє охолоджувати їх і змивати сажу, кіптяву та маслянисті відкладення. Форсунки в такій системі мають великий ресурс і низьку ціну, при цьому їх можна легко демонтувати для промивання або заміни.
Разом з тим організація процесу сумішоутворення у двигунах з розподіленим упорскуванням недостатньо досконала. Гомогенна (однорідна) суміш повітря з пальним не дозволяє досягти пошарового сумішоутворення, а тому не може забезпечити дотримання найсучасніших вимог до екологічності та економності.
Безпосереднє упорскування
Форсунка, що спрямовує факел пального прямо в циліндр, дозволяє забезпечити пошарове сумішоутворення, при якому в зоні свічки суміш багатша, а в іншому об’ємі циліндра сильно збіднена. Наприклад, невелика порція може подаватись приблизно на середині ходу такту стиснення, а решта – майже наприкінці такту. При цьому ступінь стиснення у моторів з прямим упорскуванням можна дещо збільшити, не побоюючись детонації. Дуже часто в сучасних моторах таке упорскування поєднують з турбонаддувом. Все це дає низьку витрату пального та мінімальні викиди шкідливих речовин.
На цьому переваги двигунів з прямим упорскуванням закінчуються. Пальне до складних і дорогих форсунок під тиском, що досягає 100 барів і більше, подає окремий насос високого тиску. Його наявність підвищує шумність роботи двигуна, збільшує його вартість та знижує надійність.
Розпилювачі форсунок, що знаходяться в умовах високих температур і тисків, схильні до закоксування, особливо на пальному не найвищої якості. Впускні клапани не омиваються пальним, тому з часом заростають величезною кількістю відкладень, особливо якщо двигун немолодий і страждає надмірним споживанням оливи. Це погіршує наповнення циліндрів, при цьому не виключена можливість попадання відкладень на фаску клапана, що може спричинити його прогоряння.
Двигун з прямим упорскуванням повільніше прогрівається в морози: він дуже економний, а тому на прогрів йде менше пального, ніж у «звичайних» моторах.
Об’єднання рішень
Щоб унеможливити недоліки обох схем і скласти їх переваги, деякі виробники поєднують встановлення форсунок в камеру згоряння й у впускний тракт. Так вдається домогтися збіднення суміші, підвищення економності та не дати впускним клапанам забруднюватися відкладеннями. Прикладом може бути система D4 S від компанії Toyota.
Висновок
Звичайно, майбутнє за безпосереднім упорскуванням пального, і воно настало. Але якщо говорити про купівлю вживаного автомобіля, надійнішим і безпроблемнішим буде той, який має розподілене упорскування.