Инжекторные двигатели обычно повышают эффективность топлива. С улучшенным распределение топлива от цилиндра к цилиндру в системах с многоточечным впрыском, необходимо меньшее кол-во топлива для той же выходной мощности. Вредные выбросы более чистые из-за более точного и правильного дозирования топлива, что уменьшает концентрацию токсичных продуктов сгорания, выходящих из двигателя, и из-за устройств отчистки выхлопов, таких как каталитический нейтрализатор, которые могут быть оптимизированы для более продуктивно в следствие того, что состав выброса известен и предсказуем.
История и развитие
Герберт Эйкройд Стюарт разработал первое устройство, напоминающее современную систему впрыска топлива, в которой используется «плунжерный топливный насос» для измерения уровня топлива при высоком давлении в инжектор. Эта система была использована на двигателе с запальной головкой и была адаптирована и усовершенствована компанией Bosch и Клесси Камминс для использования в дизельных двигателях. Раннее использование непрямого впрыска бензина восходит к 1902 году, когда французский авиационный инженер Леон Лепелетье установил такую систему на свою первую 8V силовую установку самолета Антуанетта, первый двигатель V8 любого типа когда-либо произведен.
Развитие в дизельных двигателях
Все дизельные двигатели (за исключением некоторых тракторных двигателей и двигателей моделей) имеют впрыск топлива в камеру сгорания..
Развитие в бензиновых двигателях
Механический впрыск
Изобретение механического впрыска для авиационных бензиновых двигателей было совершено Французом Leon Levavasseur в 1902 году в его модели конфигурации V8. Levavasseur разработал V – образные авиадвигатели компании Antoinette. Первый пример бензинового двигателя с непосредственным впрыском был двигатель Hesselman изобретенной шведским инженером Jonas Hesselman в 1925 году. Двигатели Hesselman использовали принцип сжигания утра обедненной смеси и впрыск топлива осуществлялся в конце такта сжатия, а затем свечи его воспламеняли, его часто запускали на бензине, а затем он переключался на дизельное топливо или керосин. Двигатель Hesselman имел низкую степень сжатия, был сконструирован для работы на тяжелых видах топлива.
Первая система с прямым впрыском на бензиновом автомобиле была разработана Bosch и применилась Goliath в их Goliath GP700 и Gutbrod в 1952 году. Это был в основе своей помпа дизеля высокого давления с непосредственным впрыском с впускным клапаном дросселя. Такая система использовала нормальный топливный насос для того, чтобы провести топливо к механически управляемой инжекторной помпы, которая имела отдельные плунжеры на каждую форсунку для обеспечения очень большого давления прямо в камеру сгорания. Позднее, более массовые применения инжекторных систем получили распространение благодаря меньшей стоимости методов непрямого впрыска.
Chevrolet ввели механический впрыск, как опцию, которую производило подразделение General Motors' Rochester Products для V8 двигателя 283 в 1956 году. Эта система направляла воздух в двигателе через поршень в форме «ложки», который двигался пропорционально объему воздуха. Поршень подключался к системе измерения кол-ва топлива, которая механически распределяла топливо к цилиндрам через распределительные трубки. Эта система действовала не «рывками», или скачкообразно, а как система постоянного потока, измеряя кол-во топлива для всех цилиндров одновременно от центрального «паука» линий впрыска. Измерение топлива регулировало кол-во потока согласно нагрузкам и оборотам двигателя и включало резервуар с топливом, который был похож на поплавковую камеру карбюратора. Другая механическая система Jetronic была создана компанией Bosch, но впрыск топлива осуществлялся в отверстие над впускным клапаном. Она использовалась несколькими Европейскими производителями, в частности Porsche с 1969 по 1973 в модели 911, и до 1975 в модели Carrera 3.0 в Европе. Porsche продолжали использовать эту систему на гоночных машинах в поздник 70-х и начале 80-х.
Электронный впрыск
Первая коммерческая система электронного впрыска (СЭВ) была система Electrojector, разработанная корпорацией Bendix и предлагалась American Motors Corporation в 1957 году. Rambler Rebel продемонстрировал новую систему AMC 327 cu в 5.4 л двигателе. Electrojector был опцией и рассчитан на 288 л.с. (214,8 кВт). СЭВ производили пиковый момент на 500 оборотв раньше, чем такой же двигатель с карбюратором. Руководство пользования Rebel описывало конструкцию и принцип действия новой системы. (из-за охлаждённого, а потому более плотного входящего воздуха). Стоимость опции СЭВ составляла 395$ м была доступна с 15 июня 1957 года. Проблемы роста Electrojector подразумевали то, что им были укомплектованы только предпродажные автомобили, таким образом, очень немногие автомобили были когда либо проданы и ни одна не была доступна в свободной продаже. СЭВ в Rambler хорошо работала в жаркую погоду, но плохо запускалась в холодных условиях.
Chrysler предлагала Electrojector в 1958 на Chrysler 300D, DeSoto Adventurer, Dodge D-500 и Plymouth Fury, которые возможно являлись первыми серийными автомобилями с СЭВ. Она была совместно разработана Chrysler и Bendix. Ранние электронные компоненты не только не соответствовали суровости условий под капотом, но и не шли в ногу с требованием управления двигателем «на лету». Большинство из 35 транспортных средств, первоначально оснащенных СЭВ были обратно модернизированы в систему с 4-х камерным карбюратором. Патенты Electrojector впоследствии были проданы Bosch.
Bosch разработала систему электронного впрыска D-Jetronic, (D означало Druck, по немецки «давление»). Которая впервые была использована на VW 1600TL/E в 1967 году. Это была система, работающая со скоростью и плотностью, которая использовала скорость двигателя и плотность воздуха во впускном коллекторе для расчета «массы воздуха» для топлива. Эта система применялась в VW, Mercedes-Benz, Porsche, Citroën, Saab, и Volvo. Lucas получил лецензию на систему для производства на Jaguar.
В Японии в 1974 году автомобиль Toyota Celica использовал электронный многоточечный электронный впрыск на опциональном двигателе 18R-E. В 1975 году Nissan предлагал системы электронного многоточечного впрыска Bosch L-Jetronic в двигателе Nissan L28E, который устанавливался на Nissan Fairlady Z, Nissan Cedric, и Nissan Gloria. Ограниченная серия Chevrolet Cosworth Vega была представлена в марте 1975 года, в которой использовалась СЭВ от Bendix с пульсирующим коллекторным впрыском, 4-мя клапанами на инжектор, электронным блоком управление (ЭБУ), 5-ю независимыми датчиками и двумя топливными насосами. СЭВ была разработана для удовлетворения усиленных требований по вредным выбросам и требований рынка в технологически продвинуты автомобилях. В ручную было построено 5000 двигателей Cosworth Vega, но только 3508 автомобилей было продано в 1976 году.
В 1975 году был представлен Cadillac Seville с СЭВ от Bendix, которая во многом была похожа на D-Jetronic от Bosch. В 1974 году впервые появилась L-Jetronic на Porsche 914, которая использовала механический воздушный расходомер (буква L означала Luft, по-немецки «воздух»), производивший сигнал, пропорциональный «объему воздуха». Этот подход требовал дополнительные датчики для измерения атмосферного давления и температуры для конечного подсчета «массы воздуха». L-Jetronic была широко распространена на Европейских автомобилях того времени и на некоторых Японских автомобилях немного ранее.
В 1980 году Motorola (сейчас называется Freescale), представила первый электронный блок управления двигателем EEC-III. Его интегрированный контроль функций двигателя (таких как впрыск топлива и время зажигания) сейчас является стандартным подходом к системам впрыска топлива. Технология Motorola была установлена в продуктах Ford Северной Америки.
