Механический впрыск

V8 авиационный двигатель Antoinette с механическим впрыском, установленный и сохраненный в Antoinette VII моноплановом самолете.

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. И другие двигатели этой компании, которые использовались с 1906 по 1910, как например, первый в мире двигатель V16, в котором использовался прямой впрыск, развивавший 100 л.с, в 1907 году устанавливался на моноплан Antoinette VII.

Первый после первой мировой войны 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.

Инжекторные двигатели с непосредственным впрыском топлива, в течение Второй мировой войны применялись практически на всех мощных самолетах Германии (широко использовался двигатель BMW 801 с радиальной конфигурацией и известный V12 двигатель с инвертированными рядами Daimler-Benz DB 601, DB 603 и DB 605, наряду с похожим Junkers Jumo 210G, Jumo 211 и Jumo 213, производство Jumo 210G и DB 601 началось в начале 1937). Советского Союза (Shvetsov ASh-82FN с радиальной конфигурацией, 1943 год, КБ Химавтоматика) и США (Wright R-3350 Duplex Cyclone с радиальной конфигурацией, 1944)

Сразу же после войны, гонщик Stuart Hilborn начал предлагать конструкции с механическим впрыском для гоночных машин, машин для гонок в соляных озерах и малолитражных автомобилях, известных и легко различимых из-за своих примечательных выхлопных труб, которые были развернуты вверх относительно двигателей, на которые они устанавливались.

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. (Дизели только изменяют количество топлива, впрыснутого, там нет дроссельной заслонки). 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. В 1954 году в двигателе болида Формулы 1 Mercedes-Benz W196 был использован непосредственных впрыск Bosch, который имел происхождение от авиадвигателей военного времени. Следуя этому успеху в гонках, в 1955 году появился Mercedes-Benz 300SLR, первый спортивный автомобиль, который использовал инжектор, причем непосредственный. В 1955 году Mercedes-Benz 300SLR в котором победил Stirling Moss и в 1955 году Mille Miglia и Pierre Levegh попали в аварию и разбились в катастрофе Le Man, имел двигатель, разработанный из W196. Инжекторные системы Bosch были помещены в отверстия на стенках цилиндров, которые использовались для свечей зажигания в других 6ти цилиндровых двигателях Mercedes-Benz (свечи были перемещены на верх цилиндра). Позднее, более массовые применения инжекторных систем получили распространение благодаря меньшей стоимости методов непрямого впрыска.

1959 год. 4.6 литровый V8 двигатель Corvette с малым блоком с системой механического впрыска Rochester

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. Со своим собственным ТНВД, управлявшимся кабелем от распределителя к измерителю, система обеспечивала необходимое давление впрыска. Это была система с «парциальным» впрыском, в которой инжекторы расположены во впускном коллекторе, очень близко ко впускному клапану.

В 1960-х иногда применялись некоторые другие системы механического впрыска, такие как Hilborn на модифицированных Американских V8 двигателях в различных гоночных конструкциях: драг, кольцевые гонки и дорожные гонки. Такие гоночные системы не подходили для каждодневного использования на улице, т.к. не имели обеспечения для измерения смеси на низких скоростях, а иногда даже и при запуске (пуск требовал, чтобы топливо вышло из инжекторных трубок). Однако, они были излюбленными в вышеупомянутых соревнованиях, в которых широко превалировали режимы широко открытого дросселя. Системы постоянного впрыска топлива продолжались использоваться на высших уровнях драг рейсинга, в которых ключ к успеху – обеспечение высоких оборотов на широких дросселях.

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. Гоночные автомобили Porsche, такие как 911 RSR 2.7 & 3.0, 904/6, 906, 907, 908, 910, 917 (обычно на атмосферном варианте или турбированом 5.5 Liter/1500 л.с), и 935 модели все использовали системы впрыска Bosch или Kugelfischer. Ранние системы Bosch также использовались на Audi, Volvo, BMW, Volkswagen и многих других. Система Kugelfischer также использовалась в BMW 2000/2002 Tii и некоторых версиях Peugeot 404/504, а так же Lancia Flavia. Компания Lucas также предлагала такие системы в некоторых моделях Maserati, Aston Martin, и Triumph с 1963 по 1973.

Система схожая с системой рядных механических помп Bosch производилась компанией SPICA для Alfa Romeo и использовалась на моделях Alfa Romeo Montreal и на Американском рынке была представлена в моделях 1750 и 2000 с 1969 по 1981. Она была разработана, чтобы соответствовать Американским требованиям по вредным выбросам, для того чтобы не терять в производительности, а также потреблять меньше топлива.