С возникновением каждой новой системы также приходится добавлять контролирующий датчик и нагружать блок управления соответствующими функциями. Появились двигатели с фазовращателями на впускном валу? Получите еще один датчик контроля положения шестерни впускного распредвала. Фазовращатель еще и на выпуск? Плюс еще один датчик, управление наддувом, еще один, и так далее. При совершенствовании систем впрыска и управления зажиганием, зачастую появляются иные, либо дополнительные функции, так что надеяться на стандартизацию не приходиться. Появился Di-Motronic с азиатскими аналогами? Часть датчиков поменяла функции и принципы работы. Начиная с LH-Jetronic, системы впрыска самотестируются, но не всегда есть возможность вот так, в лоб, определить неисправность, поэтому обычно, современные автомобили снабжены шиной, к которой можно подключить диагностическое оборудование. С точки зрения удобства, стало безусловно лучше, поскольку электроника вещь достаточно надежная, однако теперь отремонтировать автомобиль без диагностического оборудования и соответствующих программ, стало практически невозможно, поскольку с механики все системы управления переведены на электронику, таковы веяния времени и с этим ничего не поделаешь, впрочем, подавляющее большинство пользователей сие устраивает, а значит, развитие идет в правильном направлении.

Было бы нечестно не рассказать ещё об одной системе впрыска - прямом впрыске. Изначально, после разработки системы компанией Mitsubishi, она считалась самой продвинутой. Однако экологи не дали ей шансов.

Совершенно понятный с экологической точки зрения посыл – снять как больше «лошадей» с минимального количества топлива находил все новые воплощения в металле. Как это возможно? Да нужно просто увеличить степень сжатия, избежав при этом детонации. Есть два разных пути – прямой впрыск и наддув, а соединив обе разработки вместе, получим вообще идеал экономии в отдельно взятом ДВС. Так-то оно так, но и здесь опять возникли сложности. Пионером прямого впрыска стала компания Mitsubishi, справедливо рассудившая, что если заставить работать мотор на обедненной смеси, тот будет кушать меньше бензина. В принципе, это очевидно. Старые наработки от Honda – те же форкамерные системы питания с послойным смесеобразованием взяли за основу. Идея простая – вокруг свечи богатая смесь, которая своевременно поджигается и заставляет загореться остальную смесь в камере сгорания – бедную, с гораздо меньшим соотношением топлива к бензину, нежели стехиометрическая. И это сработало! Первые GDI были чрезвычайно экономичны, обладали серьезным крутящим моментом почти во всем диапазоне оборотов и выдающейся мощностью. По сути, тот же 4G93, который устанавливался на Legnum`ы для внутреннего рынка, при объеме 1,8 литра, имел мощность 170 л.с. и выдающуюся экономичность. Просто здорово! Но не забываем про экологов, господа. Они всегда готовы выпрыгнуть как чертик из табакерки в самое неподходящее время. Выяснилось, что при работе на обедненной смеси, двигатель выделяет слишком много оксидов азота, с которыми не справляются обычные катализаторы. Японцы разработали под свой GDI оригинальный катализатор, но тот, как оказалось, моментально убивает сера, повсеместно содержащаяся в бензине. Даже в благополучной Европе содержание серы превышает допустимое, поэтому MMC оставила свои моторы Gasoline Direct Injection лишь для внутреннего применения, где нормы по вредным примесям в топливе устраивают катализатор.

За доработку прямого впрыска взялись сразу всем миром, поскольку стало ясно, что это направление весьма перспективно. В конце концов, пришли к тому, что послойное смесеобразование – идея не самая удачная, хотя и соблазнительная. Больших успехов добился Bosch со своим Di-Motronic. Ну как успехов… Характеристики, конечно, ухудшились и в плане экономичности, и в плане мощности. По сути, атмосферник GDI по литровой мощности почти соответствует надувному агрегату с Di-Motronic. Как я уже сказал, от послойного смесеобразования отказались и применили другую схему наполнения камеры сгорания. Форсунки начинали работать практически с самого начала такта сжатия, осуществляя ряд инъекций в цилиндр, обычно шесть, так что к моменту подхода поршня к ВМТ, бензиновоздушная смесь перемешивалась и становилась практически гомогенной. Какую-то экономию по сравнению с распределенным впрыском это дало, однако не ту, на которую все изначально рассчитывали. Собственно, иногда распределенный впрыск последнего поколения дает как минимум не худшие результаты, вспомнить хоть двигатели современных «Лексусов», на каждый цилиндр которых работают по две форсунки – прямого и распределенного впрыска, в зависимости от ситуации.

Глава 7 Фильтрация и очистка забортного воздуха

Ну а теперь заканчивая раздел о двигателях - немного об очень важном компоненте для мотора и для водителя - свежем воздухе.

Без фильтрующих элементов представить современный автомобиль невозможно. Уже к 40-м – 50-м годам прошлого века, как технические требования, так и конструкция фильтров в целом устоялись. Итак, двигатель более или менее защитили. А людей в салоне? Ведь уже к 70-м годам в крупных городах возникло такое явление как пробки, смог и превышение максимально допустимой концентрации вредных веществ.

Сегодня мы расскажем о фильтрации воздуха, как об основной проблеме сохранения здоровья мотора и своего собственного. Не надо недооценивать масштабы данной задачи, ведь она действительно довольно серьезна.

Итак, в первую очередь поговорим о фильтрации воздуха для ДВС, поскольку сначала появился именно воздушный фильтр и лишь затем салонный. Стехиометрическая смесь – это смесь, при которой топливо сгорает без остатка, представляет собой соотношение воздух/топливо 14,7/1, а сие означает, что потенциальная опасность от загрязненного воздуха примерно в 15 раз выше, нежели чем от топлива. Теперь же, когда и инженеры, и маркетологи вдруг резко «позеленели», данное соотношение также здорово увеличилось. Первопроходцы из Mitsubishi, создавшие первые GDI, заявляли о работоспособности своих моторов на обедненной смеси 21/1, Nissan`овцы с DIG вообще о пропорциях 30/1, но тут они скорее приняли желаемое за действительное. BOSCH с Di-Motronic также не остался в стороне от модных тенденций, так что со временем вопрос фильтрации воздуха стал еще актуальнее, так как мотору требуется его все больше. Разумеется, двигатель иногда (особенно часто в городе), работает в мощностном режиме, когда топливо сгорает не полностью и атмосферного кислорода ему требуется несколько меньше, однако, исключение из правил лишь подтверждает правило – ЭБУ ДВС всегда стремится перевести силовую установку в оптимальный режим – наименьшего потребления топлива, а уж в нынешние экологические времена сие стало вообще сверхидеей.

Грязь в ДВС, особенно на основе кремния, может попадать разными путями, а самый простой и доступный из них именно воздух. В канистру с моторным маслом вряд ли какой-нибудь вредитель сыпанет песочку, да и бензин в России принято бодяжить совершенно иными препаратами, тем паче автолюбитель вряд ли забудет поменять масляный фильтр при замене масла, а топливный при перебоях с подачей топлива. Но с воздушными фильтрами история иная, почему-то многие смотрят на этот фильтр как на второстепенный и это неправильно. В сильно запыленной местности, частицы кремния – пыль и песок, при попадании в двигатель без вариантов уменьшат его срок службы в несколько раз, а если этой пыли окажется ну очень много, получившаяся грязь вполне способна забить и систему смазки, а вот тогда мотору точно конец, причем прямо сейчас.

Не будем вспоминать все вехи развития и этапы пройденного пути, однако напомним, что раньше, да и ныне кое-где, на грузовой и коммерческой технике использовались циклонные фильтры, в которых поток воздуха закручивался, и тяжелые частицы оседали в определенном месте, а далее оные вытягивались эжектером, приводимым от выхлопной системы. Иногда применялось масло, где эти частицы оседали, но по нынешним временам, в любом случае, все подобные схемы дополняются стандартным воздушным фильтром.

Таким образом, мы плавно подходим к современным реалиям. Сегодня воздушные фильтры легковых автомобилей можно разделить на две группы: бумажные и нетканые (из синтетического волокна). С бумажными фильтрами все уже давно ясно, поскольку применяют их очень давно. Всем понятно, где их достоинства, где недостатки. Естественно, минусы бумажных фильтров пытаются всячески нивелировать: химики создают новые формулы пропиток, сама фильтровальная бумага совершенствуется, пропускаемые частицы становятся все меньше и даже укладываются в допуски для ДВС с прямым впрыском. И все равно, по всем показателям бумажный фильтр уступает нетканому, иногда почти на порядок. Так почему же фильтровальную бумагу до сих пор используют? Все очень просто – цена, именно она является зачастую решающим фактором, особенно на бюджетной технике.

Больше всего бумага не любит всяческого рода экстрима, которого не всегда удается избежать – например поездки по узкой дороге за грузовиком, да еще и в дождь. Мелкодисперсная смесь воды в воздухе вполне способна снизить пропускную способность размокшей бумаги в несколько раз, а то и вообще перекрыть кислород мотору. С нетканым фильтром такой фокус не пройдет, поскольку синтетическое волокно размокнуть не может. Сопротивление воздуху в сложных условиях у нетканых фильтров значительно меньше, а поглощающая способность намного выше: 900-1100 г/мг. ( у бумаги всего 190-220 г/мг.)

Не последнюю роль в этом деле играет и сама схема фильтрации: у бумаги она поверхностная (ну почти), а в нетканых фильтрах, поглощенная пыль распределяется по всей глубине рабочего элемента.

Напоследок стоит вспомнить о спортсменах, им тоже необходимы воздушные фильтры, но так как в автоспорте имеет значение каждая сотая доля лошадиной силы, оные используют фильтра «нулевого» сопротивления. Ну совсем «нулевого» ничего не бывает, однако сопротивление на впуске у таких фильтров действительно ниже гражданских. Они бывают бумажными, синтетическими, одноразовыми или многоразовыми. В последнем случае, фильтрующий элемент по мере загрязнения необходимо снимать и стирать, а после того, как он высохнет, дополнительно пропитывать специальным составом. В любом случае, доморощенным любителям тюнинга стоит помнить – качественные тюнинговые запчасти и расходники стоят соответствующих денег.

Теперь о ТО, замене, маркетинге и тому подобных сервисных составляющих. Как определить, что воздушный фильтр в вашей машине пора менять? Опытный человек определит это по внешнему виду и не будет дожидаться, пока мотор начнет терять мощность. А неопытный? А неопытному поменяют мастера в техцентре, причем не факт, что старый фильтр окажется действительно грязным. Вообще, ко всяким рекомендациям, в том числе и от самих автопроизводителей и их дилеров, стоит относиться критически: судите сами – если вы участвуете в ралли Дакар, у вас уже к концу первого участка воздушный фильтр будет полон песка, а если ездите на работу по чисто вымытым с мылом улочкам Брюсселя, возможно, вы надумаете раньше поменять машину, чем воздушный фильтр.

Так неужели нельзя как-то точно определиться с воздушным фильтром на основе реальных данных? Самое смешное, что сделать это достаточно легко, и давно все уже сделано, вот только остается загадкой – почему сие прижилось лишь на некоторых типах коммерческой и сельскохозяйственной техники? На практике все выглядит очень просто – за фильтром устанавливается датчик разрежения, который срабатывает в тот момент, когда мотор только-только начал терять мощность. Но дилерам тоже надо что-то кушать и это все хорошо понимают.

Теперь о самих воздушных фильтрах, брендах и требованиях к внешнему виду. Далеко не факт, что супер раскрученный бренд окажется лучше, тут принимается во внимание целый ряд факторов: сопротивление на впуске, способность к фильтрации мелких частиц и, конечно же, поглощающая способность. При покупке в торговой точке все эти показатели проверить не получится, однако можно посмотреть на качество упаковки и сам фильтр. Если бумага или синтетическое волокно неплотно прилегают к уплотнителям, есть щели, а сам уплотнитель выглядит неаккуратно и весь в облое, от такой покупки лучше отказаться. Вполне возможно, подобный фильтр неплотно сядет в посадочное место и воздух пойдет в обход. Гнаться за супер брендами и уж тем более оригиналом особо не стоит, но и левые, никому не известные марки желательно избегать.

Салонные фильтры появились значительно позже и, как уже было отмечено ранее, не от хорошей жизни. Постепенно, особенно городах - крупных промышленных центрах и узлах управления с развитой сетью дорог, и огромным количеством автотранспорта, атмосферный воздух вобрал в себя практически всю таблицу Менделеева, появилось даже такое понятие как предельно допустимая концентрация – это такая концентрация вредных веществ, при которой здоровью человека якобы ничто не угрожает, однако и она по ряду не слишком полезных элементов частенько оказывается превышенной. Дальше – больше: выяснилось, что концентрация этих самых вредных веществ имеет обыкновение накапливаться, и в салоне автомобиля их в 5-6 раз больше, чем на улице. Сие легко объяснимо – циркуляция воздуха вне автомобиля происходит значительно быстрее.

Кроме всех этих прискорбных фактов с ПДК, с которой бороться сложно, всплыл еще один момент – твердые частицы в виде той же пыли, взвеси мелких промышленных отходов, канцерогенов и аллергенов постоянно находятся в воздухе, затем попадают в салон автомобиля через систему вентиляции и беспрепятственно там концентрируются. Чтобы лучше понять масштабы проблемы, приведу лишь один факт: ДВС, начиная уже с ЕВРО-4, меньше загрязняет окружающую среду, чем просто выработка от шин – мелкодисперсная резиновая смесь, висящая в воздухе. Так что сперва начали решать проблему с твердыми частицами. Тут прослеживается прямая аналогия с воздушными фильтрами ДВС, однако с рядом дополнений: сопротивление на впуске у фильтров салона должно быть значительно меньше, поскольку разряжение, которое дает силовой агрегат и слабенький электромотор вентилятора отопителя сильно разнятся, а способность к фильтрации, у подобных элементов, наоборот, желательно сделать побольше. И это тоже логически понятно. Так что поначалу появились обычные фильтры – бумажные или синтетические, которые работали по знакомому принципу. Уже потом дополнительно выяснилось, что вся эта грязь, скапливающаяся на салонном фильтре, способствует размножению болезнетворных бактерий, которые мотору нипочем, а вот на людей действуют крайне негативно. Возник вопрос – как их нейтрализовать и в дело тут же вступили химики. Фильтры стали пропитывать различными антибактериальными растворами, а некоторые компании, такие как VALEO, к примеру, вообще запатентовали съемные антибактериальные картриджи.