Бензиновый двигатель работает на воздухе
Почему автомобиль потребляет больше бензина?
Многие автолюбители сегодня сталкиваются с неприятной проблемой, которая заключается в повышенном расходе топлива – от этого не застрахован ни один автомобиль, поэтому стоит разобраться в причинах данного явления. Следует сразу сказать, что конкретного ответа почему автомобиль потребляет больше бензина нет, здесь нужно рассматривать несколько разных причин или даже их совокупность.
Стиль езды
Первая и самая распространенная причина почему авто потребляет больше топлива связана со стилем вашего вождения. Если вы часто разгоняете автомобиль до отказа, то топливная система здесь не при чем. При такой манере эксплуатации высокий расход горючего просто обеспечен вне зависимости от типа двигателя, поэтому стоит начать ездить более плавно. Помимо этого, размеренный стиль вождения продлевает ресурс двигателя, трансмиссии и ходовой части вашего автомобиля.
Проблемы с датчиками
Вторая причина, почему автомобиль потребляет больше топлива – это неполадки в электронном блоке управления, а если точнее, то в его сенсорах, которые обеспечивают данный блок информацией о работе тех или иных систем автомобиля. Одна из таких проблем – неисправность датчика положения дроссельной заслонки (TPS). Такая проблема заставляет блок управления неправильно выставлять требуемую нагрузку при ускорениях.
Кроме того, к повышенному расходу бензина приводит неисправность датчика воздуха – он показывает, что внутрь мотора поступает больше воздуха, а компьютер начинает впрыскивать больше топлива. Как результат смесь чрезмерно обогащается, а горючее не сгорает полностью и просто выходит через выхлопную трубу. Неполадка работает и в другую сторону – датчик заявляет, что воздуха поступает меньше, чем на самом деле – компьютер подает меньше топлива, смесь беднеет, а мощность двигателя падает. В попытках наверстать мощность водитель давит на газ, что приводит к повышению расхода топлива. Для начала мы рекомендуем прочистить топливную систему специальным составом Комплексный очиститель топливной системы от LAVR, который выпускается в форме присадки к бензиновому или дизельному топливу. Средство поможет очистить дроссельную заслону и всю систему в целом, что значительно снизит перерасход бензина.
Еще одна причина потребления большого количества бензина вашим автомобилем может быть скрыта в датчике температуры антифриза. В таком случае фактическая температура двигателя гораздо выше той, о которой знает бортовой компьютер – это приводит к быстрому испарению топлива внутри цилиндров, а низкое содержание кислорода спровоцирует неправильное сгорание топливной смеси. Все это приводит к падению мощности, электронный блок управления подает больше горючего, хотя на деле двигатель работает в нормальном режиме.
Сниженное давление в топливной системе
От четвертой причины почему авто потребляет больше бензина, не застрахован никто – при нехватке давления внутри топливной системы, качество распыла и объем горючего снижаются, что приводит к потере мощности. При исправной работе бортового компьютера все равно подается недостаточно топлива, водитель давит на газ и получает перерасход. Прежде чем менять элементы топливной системы, мы советуем попробовать специальные промывки, например, Трехуровневый очиститель топливной системы ML100 от LAVR – он выпускается для дизельных или бензиновых агрегатов. Состав эффективно борется с увеличенным потреблением топлива, восстанавливает компрессию и улучшает динамику автомобиля.
Загрязнившиеся форсунки
Еще одной причиной почему автомобиль потребляет больше бензина можно назвать забившиеся сопла форсунок, которые теряют факел распыла топлива из-за нагара — это приводит к сгоранию топливовоздушной смеси внутри выпускного коллектора, а не в цилиндре. Отсюда теряется КПД двигателя, а расход бензина возрастает. В качестве профилактики мы советуем уже отмеченный выше Трехуровневый очиститель топливной системы ML100 или жидкости для безразборной промывки форсунок ML101 и ML102.
Забился воздушный фильтр
Последняя причина почему ваш автомобиль потребляет больше бензина – это засор воздушного фильтра, что далеко не редкость на любых машинах. В таком случае камера сгорания снабжается меньшим количеством кислорода, а блок управления начинает получать некорректные данные о поступающем воздухе. Все это приводит к некорректному расчету нагрузки на двигатель, а топливовоздушная смесь готовится неправильно.
Конечно, причин повышенного расхода топлива гораздо больше. Сюда относится неисправность коробки переключения передач, либо чрезмерный износ двигателя, но мы сегодня рассказали о самых распространенных и неочевидных. Все дело в том, что увидеть загрязнения в топливной системе, либо забитый фильтр вы не сможете, пока не полезете внутрь этой системы. А вот обнаружить неисправность коробки переключения передач, либо понять, что двигатель вашего автомобиля изношен – гораздо проще. Мы советуем перед любым визитом в автосервис пользоваться советами из данной статьи по промывке систем автомобиля – это точно не усугубит ситуацию, а где-то поможет избежать дорогостоящего ремонта.
Закат эпохи бензиновых и дизельных автомобилей
Чтобы изменение климата не привело к катастрофе, нужны срочные меры. Согласно докладу, который ООН выпустила в 2018 году, в ближайшие десять лет мы должны вдвое сократить выбросы парниковых газов.
К сожалению, наша цивилизация реагирует на эту угрозу слишком медленно, а в некоторых сферах мы даже усугубляем ситуацию. И одна из таких сфер — транспорт.
Около 15,55 % выбросов парниковых газов в мире связано с транспортом, а, к примеру, в Евросоюзе — целых 27 %. В России доля выбросов транспорта меньше — 12 %. Но последние десять лет объём транспортных выбросов в нашей стране непрерывно растёт. С 1990 года транспортные выбросы по всему миру выросли на 71 %, и три четверти из них приходятся на автотранспорт.
В 2018 году Greenpeace выпустил доклад о том, что для создания экологически устойчивой транспортной системы правительства европейских стран должны запретить продажу новых бензиновых и дизельных автомобилей к 2028 году.
А сегодня мы представляем вам карту, на которой можно узнать, насколько разные страны и отдельные города приблизились к отказу от машин с двигателем внутреннего сгорания.
Что это за карта?
Перед вами — визуализация данных, собранных в разных странах. Она наглядно показывает, власти каких стран и городов предпринимают меры, чтобы убрать машины с двигателем внутреннего сгорания со своих улиц, и что это за меры.
Мы постарались отразить на ней то, что меры могут быть самыми разными. В некоторых городах запрещены машины с определёнными типами двигателей (например, в Париже). В других — машинам запрещён въезд в определённые районы городов (как в британском Рединге).
Это не исчерпывающий список. Наша карта будет развиваться: она будет обновляться по мере того, как всё больше стран и городов будут предпринимать меры.
Как работает карта?
Страны на карте окрашены тремя цветами. Серым отмечены те, правительства которых вообще не объявили даты отказа от машин с двигателем внутреннего сгорания. Зелёным — страны, которые объявили дату раньше 2030 года. Жёлтым — позднее 2030 года.
Точками на карте отмечены все города, власти которых наложили ограничения на использование машин с двигателем внутреннего сгорания или объявили даты отказа, не связанные с решениями национальных правительств. В зависимости от цвета точки, это может быть ограничение по экологическому классу, платный въезд или даже запрет на передвижение автомобилей. Города, которые не планируют подобных мер, не представлены на этой карте.
К примеру, Великобритания объявила, что планирует отказаться от машин с двигателем внутреннего сгорания к 2040 году, поэтому вся страна окрашена в жёлтый цвет. Но на карте отмечены только те британские города, которые ввели локальные меры по ограничению бензиновых и дизельных машин, поэтому на ней нет, скажем, Манчестера.
Чтобы увидеть подробную информацию по стране или городу, нужно кликнуть по ним. Данные появятся во всплывающем окне.
Почему мы создали эту карту?
Бензиновые и дизельные двигатели угрожают не только климату. Их выбросы также опасны для здоровья людей: они значительно повышают шансы развития астмы и других респираторных заболеваний, особенно у детей и пожилых. По данным Университетской клиники Майнца, загрязнение воздуха убивает 8,8 млн человек в год (больше, чем курение табака).
«Безопасного» уровня загрязнения воздуха не существует, и любое повышение концентрации вредных веществ в воздухе увеличивает риск серьёзного вреда здоровью. Чтобы справиться с этой угрозой, власти городов по всему миру должны убрать с улиц машины с двигателем внутреннего сгорания, и это уже происходит во многих странах.
Наносить результаты их усилий на карту важно по двум причинам. Во-первых, это демонстрирует, насколько быстро мир вокруг нас избавляется от машин с двигателем внутреннего сгорания. Во-вторых, это подталкивает власти и жителей других городов ставить себе ещё более амбициозные цели.
Активисты Greenpeace призвали европейских транспортных министров, встреча которых проходила 6 июня в Люксембурге, не разрушать климат
Что дальше?
Чтобы решить проблему изменения климата и защитить здоровье людей от вредных выбросов, мы должны избавиться от бензиновых и дизельных машин. Но нельзя менять их на такое же количество электрических. По прогнозам правительства Великобритании, в таком случае загруженность дорог возрастёт на 51 %, так как более низкая стоимость использования электромобилей будет стимулировать людей чаще садиться за руль.
Вместо этого нужно развивать города так, чтобы у людей было меньше необходимости в личном автомобиле. Для этого нужны совершенствовать общественный транспорт, создавать инфраструктуру для пешеходов и велосипедистов, поощрять использование каршеринга. Нужно строить города для людей, а не для машин.
Эти меры хорошо известны и многие города движутся в этом направлении уже несколько десятилетий. Но в условиях климатического кризиса нужно действовать намного быстрее.
В январе 2019 года администрации Москвы и Санкт-Петербурга объявили о введении зон с ограничением движения транспорта с экологическим классом ниже «Евро-4». Данные меры, направленные на снижение загрязнения воздуха в крупных городах предложил президентский Совет по правам человека. Однако детальные планы пока не представлены.
Мы призываем администрации Москвы и Санкт-Петербурга ввести ограничения на неэкологичный транспорт с 2020 года и предоставить план расширения этой зоны (как по классам «Евро», так и по территории) и введения новых ограничительных мер. При этом внедрять ограничения нужно вместе с развитием общественного транспорта, пешеходной и велосипедной инфраструктуры. Это приведёт к значительному снижению загрязнения воздуха. По оценке Национального центра транспортных исследований (НИИ автомобильного транспорта), в Москве эти меры позволят к 2030 году снизить выбросы на треть.
Блог и карта подготовлены в рамках международного проекта Greenpeace Clean Air Now. Создание карты — Василий Яблоков и Адриан Фернандес, русская версия текста — Константин Фомин, экспертиза — Василий Яблоков и Рашид Алимов, инфографика — Елена Макурина.
Двигатель работает на воздухе
Двигатель работает на воздухе
Да, это не опечатка. Бензиновые двигатели внутреннего сгорания, вопреки расхожему мнению, действительно работают на воздухе, а вовсе не на бензине. И причина, тут кроется вот в чем.
Воздуха в цилиндрах двигателя гораздо больше, чем топлива, а чего больше, то так сказать и правит балом. Эта фраза звучит неубедительно и весьма непонятно. Поэтому давайте разбираться дальше, чтобы стало яснее.
Вы наверняка знаете, что в цилиндрах двигателя происходит сгорание рабочей смеси, в результате чего происходит тепловое расширение, заставляющее крутиться коленчатый вал и далее, через череду механизмов, крутятся колеса.
Из чего состоит эта рабочая смесь? Многие, вероятно скажут, из бензина, из чего же еще? А вот и нет! Во первых, сам бензин конечно же присутствует в рабочей смеси, но совершенно не в том виде и не в том количестве, как кажется. Бензин поступает в цилиндры в виде пара, распыленного на мельчайшие частицы, а не в виде жидкости. Потому, что если жидкость попадет в цилиндр, даже при том, что это бензин, может произойти просто гидроудар и двигатель выйдет из строя. Во вторых, для поджигания бензина нужен воздух, много воздуха. Поэтому, рабочая смесь и называется воздушно-топливной.
Почему это так? А вот почему! Главный момент для понимания всего. Бензин, оказавшись внутри цилиндра, не горит! Это удивительно для многих, ведь все знают, что бензин вспыхивает молниеносно от любой, можно сказать искры. Но внутри двигателя все по-другому. Там высокое давление и бензин приобретает другие свойства. Бензин в двигателе получает возможность сгорать, только при соблюдении определенных условий, а именно необходимо, чтобы бензин перешел из жидкого состояния в газообразное, для этого и служит карбюратор на старых машинах, а на современных машинах форсунки, распыляющие бензин на мельчайшие капли, тем самым переводя его в газообразное состояние. А также бензин должен быть в сочетании с воздухом, причем в определенном соотношении, иначе воздушно-топливная смесь опять же не загорится.
Копаем дальше. Со стороны бензина вроде все ясно. А вот со стороны воздуха, зачем он то нам нужен? И как раз здесь и приоткрывается крышка, за которой находится глубинное понимание процессов, происходящих в двигателе. Именно воздух является основным материалом, заставляющим двигатель внутреннего сгорания, работать.
Именно от объема воздуха зависит мощность двигателя. Потому что воздух, поступивший в цилиндр, под действием поршня идущего вверх, сжимается и параллельно из-за этого разогревается до огромных температур, позволяя, благодаря этому, произойти возгоранию воздушно-топливной смеси от искры. И чем больше степень сжатия этого воздуха в цилиндре, тем соответственно и больше отдача теплового расширения после вспышки рабочей смеси, т.е. выше мощность двигателя.
Увеличить мощность, можно не только увеличением степени сжатия, но и путем увеличения количества воздуха, поступившего в цилиндр. Для этого, на современных двигателях применяются турбонаддувы и компрессоры. Которые служат косвенным доказательством того, что двигатель работает на воздухе. Ведь применяется турбонаддув именно воздуха, а не «турбоналив» бензина. Бензина в цилиндр можно подать сколько угодно, толку от этого не будет. Лишний бензин или просто вылетит в трубу не сгорев, либо двигатель не будет работать вовсе.
А вот от увеличения количества воздуха в цилиндрах, прямо пропорционально растет и производительность двигателя, т.е. мощность.
Вот общими словами, я постарался вам объяснить, что правильнее будет все-таки, если и не говорить (чтобы не крутили пальцем у виска), то хотя бы понимать и знать, что бензиновый двигатель, работает на воздухе, а горючее топливо служит, хоть и важным, но не первостепенным элементом при работе двигателя, а этаким своеобразным детонатором.
Обычный автомобильный двигатель внутреннего сгорания работает, как известно, н
  К 100-летию карбюратора
Обычный автомобильный двигатель внутреннего сгорания работает, как известно, на бензине. Точнее, на парах бензина, смешанных с воздухом во вполне определенном соотношении. Эту смесь надо предварительно приготовить, т. е. распылить бензин в воздухе, и подать в цилиндры двигателя.
Приготовить топливо-воздушную смесь можно традиционным способом — во внешнем устройстве — карбюраторе, в котором для распыления и испарения бензина используется создаваемое двигателем разрежение. Можно и по-другому — принудительной, под давлением подачей бензина в воздушный поток — это будет т. н. впрыск топлива.
Подавать приготовленную смесь в цилиндры тоже можно по-разному. Можно предоставить двигателю, как обычно, самому всасывать смесь. А можно поставить компрессор и загонять ее туда под давлением — получится двигатель с наддувом воздуха.
Все сказанное объединяет весьма широкий круг вопросов, связанных с системами питания двигателя, которым мы решили посвятить несколько статей — в одном номере столь объемистый материал не поместится. Сделать это мы планируем следующим образом.
Сначала карбюратор — самое старое и известное устройство для приготовления топливо-воздушной смеси. На современных автомобилях карбюратор встречается уже редко. Но прослужил он человечеству верой и правдой целый век, поэтому совсем обойти его вниманием было бы неправильно. После этого мы рассмотрим системы впрыска топлива, пришедшие на смену карбюратору. И напоследок хотим разобраться с системами наддува воздуха.
А пока, 100-летний юбилей карбюратора.
Вашему вниманию предлагаются заметки ведущего научного сотрудника Центрального научно-исследовательского автомобильного и автомоторного института (НАМИ), кандидата технических наук А. В. Дмитриевского, принимавшего участие в создании многих моделей отечественных двигателей.
Карбюратор (от французского carburateur) автомобильного двигателя немолод. Описание конструкции Луиджи де Кристофориса (Luigi de Christophoris), например, относится к 1814 году. В 1838 году Уильяму Бартнеру (William Bartner) был выдан патент на карбюратор для двигателя внутреннего сгорания. Один из первых автомобилей с карбюраторным двигателем был построен макленбургским механиком Зигфридом Маркусом (Siegfried Markus) еще в 1864 году. Четырехтактный двигатель внутреннего сгорания, работающий на жидком топливе, появился в 1876 году в Кельне. Создатель — Николаус Отто (Nikolaus Otto). Двигатель имел всего один цилиндр.
Для восстановления исторической справедливости стоит отметить, что спустя 3 года в России Огнеславом Костовичем был создан невиданный по тем временам 8-цилиндровый четырехтактный двигатель на жидком топливе, скомпонованный по схеме «боксер», которой впоследствии прославилась фирма Porsche. Но это был секретный двигатель для дирижабля. А родиной автомобиля принято считать Германию, где в 1885—1886 годах Готтлиб Даймлер (Gottlieb Daimler) и Карл Бенц (Carl Benz) построили свои первые конструкции на колесах — по сути, самобеглые коляски, но оснащенные четырехтактными карбюраторными двигателями.
Карбюратор Карла Бенца представлял собой устройство с поплавковым механизмом и поверхностным испарением (рис. 1). Идея испарения топлива с поверхности оказалась не слишком плодотворной и такие конструкции продержались недолго.
Первый относительно приличный карбюратор появился лишь 10 лет спустя — в 1895 году, который мы и будем считать датой его рождения. Это была конструкция пульверизационного типа, разработанная Г. Даймлером и В. Майбахом (W. Maybach) (рис. 2) и послужившая прообразом всех современных карбюраторов. Установлена она была на 2-цилиндровом V-образном двигателе. (Кстати, первая система впрыскивания топлива специальным насосом на четырехтактном двигателе появилась годом раньше. Но об этом потом.)
Действие предложенного Г. Даймлером и В. Майбахом карбюратора, как впрочем и любого устройства пульверизационного типа, основано на том, что с увеличением скорости потока давление в нем уменьшается (помните трубку Вентури из школьного курса физики?). Всасываемый двигателем поток воздуха проходит через сужение камеры дроссельной заслонки, создаваемое при этом разрежение увлекает капли бензина, который при этом испаряется — получается топливо-воздушная смесь. При открывании заслонки количество проходящего воздуха увеличивается, увеличивается и количество увлекаемого им бензина.
Такая схема дозирования топлива была, конечно, слишком примитивной. Дело в том, что известное соотношение 1 кг бензина/14,7 кг воздуха справедливо только при установившихся нагрузках на двигатель. На частичных нагрузках для экономии топлива смесь целесообразно обеднять. Во время разгона и, особенно, во время пуска двигателя, наоборот, требуется обогащение смеси. При торможении двигателем целесообразно вообще отключать подачу топлива. Попытки выполнить эти требования привели к тому, что элементарный карбюратор постепенно начал обрастать дополнительными системами.
В 1907 году был создан карбюратор с цилиндрическим распылителем в середине воздушного потока с очень сложной системой эмульсирования, объединяющей смесь при повышенных нагрузках. Вслед за ней появились системы компенсации смеси Zenith, Palace (1912 г.), Cudell, принципы работы которых используются и сегодня.
Современный карбюратор, независимо от того, кем он изготовлен или к какому типу относится, содержит ряд обязательных систем и устройств. Это поплавковая камера, дозирующие системы, распыливающие топливо диффузоры, системы управления подачей воздуха, система холостого хода, пусковые устройства, различные дополнительные устройства для обогащения и обеднения смеси в зависимости от режима работы двигателя и др. Читателей, интересующихся деталями конструкции и тонкостями регулировки конкретных устройств, мы вынуждены отослать к специальным изданиям. А здесь хотелось бы вспомнить лишь несколько эпизодов из длительной и часто сложной истории создания отечественных карбюраторов.
По мере роста мощности двигателей на автомобилях массового производства появились двух- и четырехкамерные карбюраторы с последовательным открытием дроссельных заслонок. Конструкции усложнялись все больше и больше. От карбюратора требовалось обеспечить хорошее распыливание топлива при малых расходах воздуха, и как можно меньшее аэродинамическое сопротивление — при больших. Одним из возможных решений было сделать сечение диффузоров карбюратора переменным, изменяющимся в зависимости от расхода воздуха. За дело взялись изобретатели. Появились сотни патентов на карбюраторы с переменным сечением диффузоров, сразу завоевавшие признание на одно- и двухцилиндровых двигателях. С многоцилиндровыми двигателями было сложнее.
Первый карбюратор с переменным сечением диффузора в нашей стране появился на автомобиле ЗИС-101 еще до войны. А после войны на Московском карбюраторном заводе (МКЗ) было создано целое КБ. Закрытое — из специалистов-зэков. Люди работали напряженно, почти без сна — за успешное завершение работ была обещана амнистия. В рекордно короткие сроки были созданы карбюраторы К-80 и К-81 (рис. 4), предназначенные для грузовых автомобилей. На просьбу передать карбюратор на испытания в НАМИ — жесткий отказ, работа секретная. Но однажды главный конструктор МКЗ Панфилов с ужасом увидел этот карбюратор на столе у одного из научных сотрудников НАМИ. «Где взял?» — «Купил на Коптевском рынке за 15 рублей». Там продавалось все.
Отличительной особенностью К-80 и К-81 была пара крылышек в каждом диффузоре. По мере увеличения расхода воздуха крылышки расходились, увеличивая проходное сечение. Однако в дальнейшем выяснилось, что, несмотря на прекрасные характеристики, полученные при заводских испытаниях, карбюраторы не выдерживали жестких требований эксплуатации. Износ подвижных деталей, изменение упругости стягивающих крылышки пружин приводили к нарушению регулировок. Не лучшим решением оказалось и применение диффузора прямоугольного сечения. Заводу пришлось вернуться к карбюратору обычной конструкции.
Примерно такая же судьба постигла и карбюраторы К-22, которые использовались на двигателях автомобилей Горьковского автозавода. В этой конструкции при повышении расхода воздуха расходились в стороны стальные пластинки, увеличивая проходное сечение. Со временем пластинки зарастали нагаром и смолистыми отложениями и карбюратор терял свои преимущества, требуя тщательной чистки и регулировки.
В конце 40-х годов в НАМИ изобретателем В. В. Норневским был создан карбюратор, в котором для изменения кольцевого сечения диффузора были применены два вращающихся цилиндра с выемками. Обычно в конструкциях с переменным сечением диффузоров для дозировки топлива использовалась коническая игла в топливном жиклере, приносящая много неприятностей и в производстве, и в эксплуатации. Норневский решил отказаться от иглы и попытался решить задачу подбором отверстий в распылителе. Приходя утром в лабораторию он обычно говорил: «Вот просверлю еще одну дырочку и Коня на живодерку», — имея в виду начальника лаборатории Конева. Испытав тысячи вариантов распылителей, Норневский создал чудо. Карбюратор обеспечивал нужные характеристики без иглы, без экономайзера, без ускорительного насоса. Из распылителя топливо, попадая в поток воздуха, идущий со скоростями, близкими к звуковым, превращалось в однородный туман. Но над изобретением висел злой рок. Однажды пришлось снять карбюратор с автомобиля. В воскресенье дежурные монтеры решили покататься. Бензонасос начал плевать топливо из трубки во впускной трубопровод, двигатель завелся, автомобиль поехал. Похоже, можно было обходиться вообще без карбюратора. Когда насос начал поливать топливом выхлопную трубу, машина загорелась. Злоумышленники сбежали. В 1952 году Норневский умер, так и не увидев свое детище в производстве.
Задача снижения расхода топлива стояла всегда. Работы над созданием экономайзера — устройства, отключающего подачу бензина в режиме принудительного холостого хода (ЭПХХ) начались в автомобильной лаборатории, возглавляемой академиком Е. А. Чудаковым, еще в середине 30-х годов. Работали много лет, но получалось плохо — ведь тогда не было электроники. А жаль. Это я прочувствовал на собственной шкуре в 1963 году во время ралли «Акрополис».
Шли мы на «Москвиче-407». Естественно, специально подготовленном, хотя внешне ничем не отличавшимся от серийной машины. После горной гонки недалеко от Афин вниз спускались группами. Изношенные к концу ралли тормоза держали плохо — вся надежда была на торможение двигателем. В результате забросало топливом свечу первого цилиндра. По условиям соревнований открывать капот нельзя — сразу получаешь много штрафных очков. Следующую гонку на аэродроме пришлось идти на трех цилиндрах. С соответствующим результатом. Если бы был ЭПХХ, этого бы не произошло.
Когда началась эпоха борьбы за снижение токсичности выхлопа, пришлось вернуться к работам по ЭПХХ. В 1973 году мы создали соответствующую систему с электронным блоком управления и сумели запатентовать ее в 17 странах. Система, получившая название «Каскад», представляла из себя маленький карбюратор в корпусе дроссельных заслонок. На холостом ходу топливо подавалось через кольцевой распылитель в поток воздуха, идущий со скоростями, близкими к звуковым. Почти идеальное распыливание топлива обеспечило возможность снижения СО и СН на холостом ходу до величин в 5—8 раз ниже современных допустимых норм.
У новой системы сразу появилось много противников. Их основной довод: таких систем нет за рубежом. Тогда для снижения токсичности делались дополнительные воздушные клапаны и устройства, приоткрывающие дроссельную заслонку. В результате вместо того, чтобы тормозить, автомобиль делал прыжок вперед, увеличивался расход топлива, изнашивались тормоза.
Спасение разработки пришло от министра автомобильной промышленности В. Н. Полякова. Однажды он собрал главных заводских конструкторов и ведущих специалистов-разработчиков, которым устроил разнос: «Форд создал систему холостого хода, снижающую содержание СО на 10%, а вы ничего не делаете». Я пошел в контратаку — система «Каскад» снижала не только СО, но и СН на 20—30%. Кроме того, уменьшался расход топлива, повышалась эффективность торможения двигателем, а при выключении зажигания исключалась работа с самовоспламенением.
Гнев министра обратился на заводских конструкторов. Тем ничего не оставалось делать, как назвать сроки внедрения. Карбюраторы двигателей ВАЗ 2105 и 2107 с нашей системой пошли в производство. Начальник КБ ЛенКарЗа Магдычанский, занимавшийся однокамерными карбюраторами, тоже взялся за внедрение «Каскада», и через 2 года появились карбюраторы с этой системой для Ульяновских и Запорожских автомобилей. А вот другие специалисты начали изобретать похожие по принципу, но свои системы. На это ушло почти 10 лет.
Ну а бывшие враги вынуждены были превратиться в сторонников. Когда к нам в лабораторию пришел министр, один из руководителей схватил только что снятый с двигателя карбюратор, наклонил его, чтобы показать систему ЭПХХ, открыл дроссельную заслонку. и по серому костюму министра прошла длинная струя бензина из ускорительного насоса. Руководство побледнело и закачалось, но все обошлось благополучно.
Ужесточение требований к экономичности двигателей и токсичности выхлопа заставило зарубежные фирмы тоже заняться ЭПХХ. Фирма Pierburg в середине 80-х годов начала выпускать карбюраторы Ecotronic. Конструкция была громоздкая. Для приоткрывания на холостом ходу дроссельной заслонки использовался мембранный механизм размерами чуть ли не с сам карбюратор. Частота вращения двигателя поддерживалась специальным электронным блоком. На нагрузочных режимах оптимальный состав смеси устанавливался при помощи шагового электродвигателя, управляющего воздушной заслонкой, при этом учитывались температура охлаждающей жидкости и воздуха, скорость открытия дроссельной заслонки и некоторые другие параметры.
Карбюратор постепенно обрастал все новыми и новыми дополнительными устройствами — электромагнитными клапанами, соединяющими поплавковую камеру с адсорбером, улавливающим пары бензина при неработающем управлении системой вентиляции картера, схемами рециркуляции отработавших газов и др.
Окончательно добило карбюратор внедрение 3-компонентных нейтрализаторов отработавших газов, которые требуют регулировать состав смеси с точностью 0,5%. Не то, чтобы это была нерешаемая проблема. Удовлетворяющий этим требованиям карбюратор, например, был создан на ДААЗе на базе Solex. Два электромагнитных клапана (один в системе холостого хода, другой, устанавливаемый вместо экономайзера), работая в пульсирующем режиме, поддерживали заданный состав смеси. Но в целом вся система получилась слишком сложной. Двигатель так оброс трубками, проводами, клапанами, что на него было страшно смотреть. Соответственно, существенно снизилась надежность системы питания в целом. И резко возросла стоимость. Современный карбюратор такого типа с учетом расходов на его регулировку и обслуживание обходится уже не дешевле, а то и дороже распространенных систем впрыскивания топлива, которые к тому же обеспечивают лучшую динамику, топливную экономичность и токсичность при высокой стабильности основных показателей в процессе эксплуатации. Но об этом в следующий раз.
