Дождались! Теперь на корме некоторых автомобилей Волжского автозавода, как на многих иномарках, можно увидеть табличку с маленькой буквой "i", обозначающей слово Injection - впрыск. Да, с конвейера ВАЗа стали сходить серийные образцы "бескарбюраторных" машин, оснащенных системами центрального и распределенного впрыска. О том, как это произошло и почему, а также о принципах работы такой системы питания рассказывают наши корреспонденты В. СУББОТИН и А. ЧУЙКИН.ВПРЫСК-НА КОНВЕЙЕРЕ!ЧЕМ ПЛОХ КАРБЮРАТОР? Автомобили ВАЗ можно встретить во всех уголках мира..Есть они в Южной Америке, Канаде, Австралии, Китае, само собой, в Западной Европе. И везде в наши дни стремятся к тому, чтобы охранять природу, здоровье людей от нежелательных последствий автомобилизации. Для этого каждое государство вырабатывает требования к токсичности эксплуатируемых на его территории машин. Одни - Россия, страны СНГ, Восточной Европы, Турция - вводят более или менее умеренные ограничения. Другие большинство государств Западной Европы придерживаются довольно жестких норм "ЕвроГ. Но есть европейские страны - скандинавские, Швейцария, Австрия, Голландия, принявшие еще более суровые правила - "США-83", распространенные за океаном. Это сегодняшний день. С января 1996 года начнут действовать новые ужесточенные нормы на токсичность - "Евро-2", а с 2000 года - "Евро3". В будущем году в США и Канаде вступят в силу самые жесткие правила "США-96". В России тоже хотят дышать чистым воздухом, а посему готовится законопроект, согласно которому все автомобили, эксплуатируемые в стране, должны соответствовать нормам "ЕвроГ . Закон планируют ввести в действие в 1998-2000 году. Двигатели автомобилей ВАЗ, оснащенные карбюраторами, к сожалению, не укладываются даже в рамки "Евро-Г. Конечно, можно снабдить карбюратор электронным управлением, чтобы мотор выбрасывал меньше вредных для здоровья веществ. Так поступали до сих пор: ВАЗ комплектовал машины, идущие на экспорт, системой снижения токсичности "Акстек" (ЗР, 1994, № 9). Но они удовлетворяли только требованиям "Евро-Г. К тому же недолго сохраняли первоначальные регулировки, не говоря уже о том, что с этой системой показатели мотора и ездовые качества автомобиля несколько снижались. Западные стандарты требуют от автомобиля (и его производителей) большего. К примеру, в "США-96" записано, что двигатель и через 80 000 километров пробега должен соответствовать первоначальным нормам. Разумеется, без регулировки на СТО. Другое требование: в автомобиле предписано иметь компьютер с бортовой диаг3 4 ЗА РУЛЕМ 10/95 Система впрыска на автомобилях ВАЗ: а, б - центрального (одноточечного) в "жигулях"; в - распределенного в "Самаре".ностикои устройств и механизмов управления двигателем, влияющих на токсичность. Мало того, требования "США-96" дают право специалистам стран-импортеров контролировать уровень технологического процесса на тех или иных автомобильных заводах. ИСТОРИЯ ВОПРОСА На ВАЗе системами впрыска топлива занялись давно, практически с того самого времени, когда и другие ведущие в мире автозаводы стали уделять ему большое внимание, как наиболее перспективному средству борьбы с токсичностью отработавших газов. Но вплотную к этой задаче ВАЗ подошел лишь пять лет назад. Главная причина задержки - наш этилированный бензин, коим заполнены емкости большинства отечественных АЗС. Современные системы впрыска такой бензин не приемлют. Свинец, содержащийся в этилированном топливе, мгновенно выводит из строя целый ряд приборов. Впрочем, опыт "вазовских" испытателей показывает, что наш так называемый неэтилированный бензин тоже противопоказан такой системе - в нем все же слишком много свинца. Но как бы то ни было, заводу, чтобы удержаться на внешнем рынке, комплектовать машины более совершенными моторами, необходимо оснащать "жигули", "нивы" и "самары" системами впрыска с электронным управлением - теми, что ставят на современные зарубежные автомобили. Впрыск - это универсальное "оружие". Используя его, можно успешно влиять не только на токсичность отработавших газов, но и на мощность, крутящий момент, расход топлива (экономичность). Поскольку всем здесь управляет компьютер, то изменять те или иные параметры мотора можно, поменяв лишь алгоритм работы процессора. Конечно, если варианты для этого уже заготовлены. Основная задача специалистов - выработать ту самую программу, по которой должен работать компьютер. Вот куда идет основная масса денег, времени и сил. Приспособить форсунки, впрыскивающие топливо в мотор, куда проще. В самом начале "АвтоВАЗ" рассматривал несколько предложений очень известных фирм: "Сименс" и "Порше" - давних партнеров тольяттинцев, "Боша" - одного из крупнейших производителей приборов впрыска и, наконец, "Дженерал моторе" ("Джи-Эм"). Последнему и отдали предпочтение, поскольку он предложил наиболее благоприятные финансовые условия. По контракту с ВАЗом "Джи-Эм" взялся отработать восемь проектов, среди которых была программа установки центрального, или одноточечного, впрыска (систем с одной форсункой) на двигатели "Жигулей" и "Нивы", распределенного впрыска (по форсунке на цилиндр) для мотора ВАЗ-21083 и систем для 16-клапанных двигателей ВАЗ-2110. Причем во всех проектах, согласно контракту, специалисты ВАЗа принимали самое деятельное участие. ПЕРВЫЕ ИТОГИ Ныне все программы завершены. Кроме того, заводские разработчики, набравшись опыта, сумели приспособить эти системы к двигателям ВАЗ-2108 (1300 см3) и -21081 (1100 см 3 ). Все модели, оснащенные системами впрыска, отвечают нормам "США-83" и в будущем легко могут быть доведены до требований "США-96" и "Евро-2". Правда, у автомобилей с центральным впрыском сделать это не удастся, его возможности исчерпаны, за исключением моторов объемом 1,7 литра. В принципе одноточечный впрыск - это обходной вариант. Занялись им, чтобы сохранить на некоторое время экспорт заднеприводных автомобилей. В будущем они уступят место новым перспективным моделям. Общие итоги работ по впрыску на ВАЗе таковы: на конвейере собирают и отправляют на экспорт ВАЗ-21214 (двигатель 1,7 л), ВАЗ-21074, ВАЗ-21044 с одноточечным впрыском и ВАЗ21083, -21093, -21099 - с многоточечным.ВАЗ-21083-20 с полуторалитровым мотором и распределенным электронным впрыском, настроенным по "российской" программе. О поведении машины мы расскажем в следующем материале, а сейчас рассмотрим, из чего состоит и как работает полностью комплектная система впрыска "Джи-Эм". ВПРЫСК КАК ТАКОВОЙ Условно эту систему можно разделить на две части - механическую и электронную (рис. 1). В первую входят: электробензонасос 11, фильтр тонкой очистки топлива 8, топливная рампа 6, форсунки 7с электроприводом, регулятор давления топлива 5, система улавливания паров бензина-13, 14,16,17,18,19, нейтрализатор 33. Бензонасос - прибор достаточно сложный. Он погружного типа, встроен в топливный бак. Там его не надо защищать от дорожной грязи, пыли и камней, к тому же снаружи его будет меньше слышно - он довольно шумный. Фильтр тонкой очистки топлива, раза в три больше обычного, закреплен на днище кузова возле бака. Задача его ответственная: не пропустить частицы больше 10 мкм, иначе форсунки не будут работать. Топливо из бака поступает по трубопроводам в рампу (рис. 2) - специальную трубу 4, к которой застежками-клипсами 2 прикреплены форсунки 5. Другой частью они вставлены во впускные трубы 3 вблизи впускных клапанов. Избыток топлива сливается в бак через очень точный вакуумный клапан - регулятор давления 6. Его назначение - поддерживать такое давление топлива в рампе, чтобы на входе в форсунку оно всегда было на 3 (±0,06) атм больше, чем на выходе. Поясним на примере: допустим, разряжение во впускной трубе 0,5 атм, значит, регулятор должен держать давление в рампе 2,5 атм: 2,5-(-0,5)= 3. Об остальной "механике" чуть ниже, а сей-. час краткие пояснения к работе электронной части, которая состоит из семи датчиков, закрепленных на теле мотора, и собственно компьютера, определяющего работу мотора и его систем. Основные датчики (см. рис. 1): оборотов (положения) коленчатого вала 30 и нагрузки 1и 4; есть еще и корректирующие - температуры охлаждающей жидкости 9, скорости 26. Датчик оборотов двигателя и положения коленвала расположен внизу, возле шкива привода генератора, на котором для этой цели нарезаны зубья. Из датчиков, определяющих нагрузку, первый (массового расхода воздуха) расположен возле корпуса воздушного фильтра. Принцип его работы несложен. Через сетку из тонких платиновых нитей, нагретых до 170°С, проходит весь объем поступающего в цилиндры воздуха. Чем больше поток, тем выше должна быть сила тока, чтобы поддерживать заданную температуру - за этим следит компьютер. Второй датчик стоит возле дроссельной заслонки. Он определяет ее положение. По существу это очень точный (+1%) потенциометр (переменный резистор). Датчик скорости расположен на выходе тросика спидометра из коробки передач. В его основе - эффект Холла, тот что применяют вехникабесконтактных системах зажигания ВАЗ-2108. Датчик температуры встроен в трубу системы охлаждения рядом с блоком цилиндров. Такая близость необходима для получения самых точных данных о температуре двигателя. Кстати, теперь от этого датчика работает и электровентилятор радиатора. У каждого датчика есть так называемые резервные возможности. То есть при выходе из строя одного информация в компьютер поступает от других. К примеру, если поврежден датчик массового расхода воздуха, его заменят датчики оборотов и положения дроссельной заслонки. Ведь по их данным примерно известен расход воздуха. Его-то и закладывают в память компьютера. Процессор, не получая сигналов от датчика расхода воздуха, будет "опираться" только на "дублеров". Собрав сигналы (через каждые 7 мс) о нагрузке, оборотах, температуре, скорости автомобиля, бортовой компьютер по своей программе рассчитывает длительность электрического импульса, подаваемого на форсунку (время ее открытого состояния), и момент впрыска во впускной тракт. На переднеприводных автомобилях с распределенным впрыском топливо подается попарно-параллельно, форсунки пускают топливо в первый и четвертый, затем во второй и третий цилиндры. Как постоянную величину в процессор вводят значение избытка воздуха, которое определяет соотношение воздуха и бензина. Для системы, настроенной на "экологию", оно равняется единице: бензин сгорает наиболее полно, соответственно и меньше всего образуется вредных веществ в отработавших газах. В основном это окись углерода СО, углеводороды CnHmи окислы азота NO x . Чтобы их нейтрализовать, в системе выпуска монтируют очень дорогой прибор - трехкомпонентный катализатор. На поверхности его керамического наполнителя СО, C nHmи NO x , соединяясь с кислородом и окисью углерода, превращаются в углекислый газ, воду и азот. Чтобы реакции в катализаторе проходили наиболее полно ("чисто"), на выходе из камеры сгорания мотора должно поддерживаться строгое соотношение всех токсичных составляющих. Его определяют по содержанию кислорода в выпускной трубе, а регистрируют специальным датчиком кислорода, так называемым лямбда-зондом. Его функция очень важна - выполнять обратную связь между топливным зарядом на входе в камеру сгорания и продуктами на выходе. Иными словами, датчик кислорода через процессор тоже регулирует время открытия форсунок. Такую систему называют самонастраивающейся. Принцип действия зонда прост. Рабочее тело - двуокись циркония. Из него делают трубочку. Один ее конец (закрытый) помещают в приемную трубу, второй (открытый) остается снаружи. Последний сообщается с атмосферой. Если в приемной трубе кислорода меньше, чем снаружи, между поверхностями (внутренней и внешней) циркония возникает разность потенциалов. Чем больше разность в концентрации кислорода (в трубе и под капотом), тем ЗА РУЛЕМ 10/95 35Готовят к серийному производству в начале будущего года ВАЗ-21081 и -21091 с двигателем 1,1 л, а также -2108 и -2109 с мотором 1,3 л, оснащенные многоточечным впрыском. Доведена и ждет своего конвейерного часа система распределенного впрыска для 16-клапанных моторов "десятки". Очень важно, что при подготовке выпуска автомобилей в такой комплектации завод нашел партнеров по производству деталей впрыска внутри страны. Правда, есть такие приборы, которые нам пока не поднять. Поэтому в июне этого года "АвтоВАЗ" заключил с "Бошем" контракт о создании совместного предприятия в России - оно будет производить самые сложные комплектующие: форсунки, датчики и т. п. Сделали вазовцы системы впрыска, рассчитанные и на отечественный бензин - без каталитического нейтрализатора, датчика кислорода, с иной программой. С начала 1996 года такие машины планируют собирать на конвейере. На них будут осваивать отечественные детали впрыска. Послужат они и "живым пособием" при подготовке сервисной сети - ведь впрыск на порядок.сложнее карбюратора. Есть такая машина уже ив редакции. Это\и******* '