Как выглядит и как работает система подачи топлива в моторах семейства TLDI?
Любой современный мотор с системой впрыска топлива обязательно оборудован следующими агрегатами: "подъемным" насосом, извлекающим топливо из бака, еще одним насосом, создающим необходимое для работы давление в топливной магистрали, форсунками, регулятором давления и, разумеется, бортовым компьютером, "вшитое" программное обеспечение которого отвечает за создание качественной топливной смеси в любых условиях работы и осуществляет взаимодействие работы систем зажигания и впрыска топлива. "Tohatsu" TLDI — не исключение, но в отличие от многих современных двигателей в его системе впрыска используется низкое давление, составляющее около 5,5 атм. Это не только упрощает конструкцию двигателя, но и снижает ее общий вес. Еще одним достоинством системы впрыска с низким давлением воздуха является очень малый размер получаемых капель топливно-воздушной смеси — не более 10 мкм — что обеспечивает ее более полное и эффективное сгорание.
Компьютер двигателя сам по себе ничего не может — он получает данные, опираясь на которые задает агрегатам систем зажигания и впрыска необходимые условия работы. "Информаторами" компьютеров служат датчики, которые отслеживают такие параметры, как температура элементов двигателя, угол поворота рукоятки (или рычага) газа, уровень масла, угол поворота коленчатого вала, температура воздуха и т.д. Перерабатывая всю эту информацию, компьютер постоянно выдает решения о необходимом процентом соотношении топливно-воздушной смеси в данный момент, точном времени и количестве подачи ее в камеру сгорания, а также о моменте поджига смеси искрой. Для образования более качественной топливной смеси фирма "Tohatsu" применяет подачу воздуха в систему впрыска под давлением, которое образуется благодаря специальному насосу низкого давления. Подобное решение практически полностью исключает и зависимость работы двигателя от температуры и плотности атмосферного воздуха.
Если же говорить упрощенно, то в данном случае обычный двухтактный мотор "обвесили" системами впрыска и зажигания, присоединили к нему пару топливных насосов и воздушный насос, добавили форсунки и в итоге получили двухтактный мотор нового поколения.
Что дает система впрыска?
Во-первых, качество топливно-воздушной смеси, подаваемой системой впрыска, почти не зависит ни от давления воздуха, ни от его температуры и даже от влажности. В этом и заключается главное отличие инжекторных систем от карбюраторных, которые принципиально, в силу своей конструкции, "привязаны" к атмосферному давлению. В инжекторном двигателе топливная смесь создается не механическим способом (путем перемешивания в карбюраторе струи топлива и потока воздуха), который далеко не идеален, а под контролем компьютера, который, в свою очередь, настроен таким образом, чтобы в зависимости от различных параметров процентное соотношение "воздух-бензин" было оптимальным для данного конкретного режима работы. Независимость качества топливной смеси от давления и температуры воздуха облегчает запуск двигателя в холодную погоду и улучшает его работу при высокой температуре воздуха. Необходимо заметить, что теоретически настройку работы бортового компьютера можно менять, "перепрошивая" его новым программным обеспечением — но делать это крайне желательно только в условиях сервис-центра и только по рекомендации специалиста. Такие смены "про-шивок" в ряде случаев могут быть необходимы, например, при вынужденной работе в течение продолжительного времени на топливе, качество которого ниже рекомендованного. Кроме того, существуют версии "прошивок", позволяющих "придушить" двигатель, сделав его более "задумчивым", с одной стороны, и экономичным — с другой, или, наоборот, более "азартным", но прожорливым. Однако надо учитывать, что инженеры фирмы-изготовителя едят свой хлеб отнюдь не даром, и оригинальная настройка всегда представляет собой оптимальный (для потребительского двигателя) баланс между мощностью, экономичностью и моторесурсом.
Во-вторых, благодаря достаточно жесткому контролю со стороны компьютера и форме камеры сгорания, в которой сосуществуют форсунка и свеча зажигания, образуются точно рассчитанные завихрение и распыление топливной смеси, что улучшает сгорание топлива, значительно увеличивая энергоотдачу. В силу постоянного, но гибкого контроля за углом поворота коленвала со стороны компьютера, впрыск топлива в камеру сгорания и зажигание происходят в наиболее выгодный для данных условий работы момент. Все вместе взятое ощутимо влияет не только на стабильность работы двигателя и его долговечность (инжекторные двигатели гораздо меньше подвержены такому неприятному явлению, как детонация), но и на быстроту реакции двигателя на изменение положение рукоятки газа. Инжекторный мотор более чутко реагирует на действия водителя и быстрее выходит на максимальные обороты. Имея номинально столько же лошадиных сил, сколько и его карбюраторный собрат, TLDI за счет лучшего сгорания смеси обеспечивает более быстрый разгон в любых условиях, и даже при резком повороте рукоятки газа он не рискует захлебнуться от недостатка воздуха, что иногда происходит с карбюраторными моторами.
В-третьих, TLDI (и его аналоги других фирм), имея общий вес, сопоставимый с весом обычного двухтактного мотора (который порой в 1.5 раза меньше четырехтактного той же мощности), потребляют топлива меньше, чем двухтактные, а порой и четырехтактные двигатели. По крайней мере, "Tohatsu" позиционирует свой 90-сильный мотор как самый экономичный в классе и в своих пресс-релизах утверждает, что TLDI в режиме холостого хода, например, на 34% экономичнее четырехтактного аналога и на 78% — двухтактного карбюраторного. TLDI оказывается более экономичным по отношению к четырехтактным моторам и при работе под нагрузкой в самых различных режимах: при 1500 об/мин — на 35%, при 3000 об/мин — на 18%, при 4500 об/мин — на 24% (данные производителя). Фирма "Tohatsu" не конкретизирует, по сравнению с какими именно моторами производились расчеты, однако, даже если взять за основу некий среднестатистический четырехтактный двигатель, то и по теоретическим выкладкам получаются примерно такие же результаты.
Но мощность мощностью, разгон разгоном, а потребителя волнуют не в последнюю очередь надежность и ресурс. На воде любое новшество всегда воспринимается не сразу, а осторожно — жизнь-то дается всего одна... Однако системы впрыска, как показывает и автомобильная практика, и опыт использования четырехтактных подвесных моторов, по большому счету живут долго и отказывают редко (по статистике — ничуть не чаще карбюраторов). К примеру, описываемая система TLDI проходила "полевые" испытания в течение шести лет, прежде чем была предложена покупателям. Единственное заметное отличие — это высокие требования к маслу и топливу, а также более качественная профилактика самих систем впрыска и зажигания.
TLDI использует в своей работе не "микстуру" бензина с маслом, а (как, впрочем, и большинство современных двухтактников аналогичной мощности) впрыск масла, поэтому требования к моторному маслу завышены оправданно. Что касается бензина, то тут любая инжекторная система требует неукоснительного соблюдения рекомендаций изготовителя. Системы зажигания в последние годы производители научились герметизировать достаточно тщательно, так что большая часть процесса профилактики сводится к простому осмотру соединений, проверке свечей и внешнему контролю механических элементов. Датчики, поставляющие информацию компьютеру, как правило, обладают очень большим ресурсом (зачастую, большим, чем ресурс самого мотора), но и их не грех лишний раз проверить, особенно если есть подозрения в точности работы системы впрыска (ухудшается разгон, появляются признаки детонации). Короче, чуть больше внимания, применение чуть более качественных горюче-смазочных материалов — и проблемы растворяются сами собой, за исключением, разумеется, поправки на случайность, невезение и т.д.
Практически все двухтактные моторы, работающие с системами непосредственного впрыска, а таких довольно много, обладают низкими показателями по шумности и выбросу вредных веществ. И хотя у нас на это обращают пока мало внимания, однако при покупке такие характеристики могут играть определенную роль — многим приятно осознавать, что, эксплуатируя свой мотор, не наносишь большого ущерба природе.
В принципе, многие производители по вполне понятным причинам пытаются сегодня продлить жизнь двухтактным моторам и применяют в них системы электронного впрыска топлива. В мелочах конструкции таких моторов могут отличаться, однако основной принцип остается тем же самым. И если судить по реакции заинтересованных лиц, у моторов типа TLDI и его аналогов большое будущее. Тот же "Mercury" выпускает серию под названием "OptiMax", достаточно схожую не только по основной идее, но и по сути. А вот, к примеру, "Selva" выпускает мотор "Bull Shark", оснащенный системой LPDFI, которая заметно отличается от TLDI — она не является системой непосредственного впрыска топлива в камеру сгорания.
В следующих номерах "КиЯ" мы рассмотрим системы впрыска других фирм.