|
|
Расположение датчиков центрального
процессора на двигателе Yamaha Z300
(и его аналогов)
1 — датчик положения дроссельной заслонки;
2 — датчик температуры воздуха;
3 — датчик положения вала;
4 — блоки управления впрыском;
5 — модуль управления двигателем;
6 — датчик давления топлива;
7 — датчик температуры двигателя;
8 — датчик атмосферного давления.
|
|
|
|
|
|
Принципиальная схема работы топливной
системы двигателя “Yamaha Z300”
(и его аналогов)
1 — воздух;
2, 11 — на топливные инжекторы;
3 — топливный насос высокого давления;
4 — емкость сепаратора пара;
5 — топливный насос;
6 — сепаратор воды;
7 — датчики;
8 — аккумуляторная батарея;
9 — модуль управления двигателем;
10 — модуль управления впрыском.
|
|
В отличие, к примеру, от Suzuki и Honda, Yamaha не производит автомобилей,
и поэтому у конструкторов, которые разрабатывают силовые агрегаты,
глаз “не замылен” видом автомобильных блоков, клапанов, поршней
и т. д. Многие технические новинки они изобретают с чистого листа,
разумеется, опираясь на опыт постройки мотоциклетных и иже с ними
моторов. Отчасти именно такое положение вещей, а также традиционный
консерватизм в некоторых вопросах технологии производства позволяют
Yamaha быть в первых рядах и в области качества, и в сфере применения
оригинальных решений.
Лирика лирикой, однако, вернемся к технике. Относительно недавно
на свет появился любопытный 3.3 литровый подвесной лодочный мотор мощностью
300 л.с. Если быть точным, 300-сильных моторов появилось два: один
в “гражданской” серии — “Z300A” (“LZ300A”), другой — в известной
серии “VMax” — “Z300B”. Если абстрагироваться от некоторых отличий,
которые, естественно, есть у этих двух моторов, то можно сказать,
что они очень похожи.
Но главное — в конструкции их топливной системы использован один
и тот же принцип, или HPDI, что означает “непосредственный впрыск
топлива высокого давления”. И все основные чудеса типа экономичности,
чистоты, низких вибраций (отчасти) моторов — в основном результат
применения именно HPDI и ряда других сопутствующих технологий.
Практически все производители, выпускающие сегодня двухтактные
подвесные лодочные моторы с системами впрыска, за исключением моторов с впрыском
низкого давления, утверждают, что моторы оснащены поршнями, прочность
которых увеличена в 2–3 раза по сравнению с тем же параметром обычных
двухтактников. “Yamaha”, правда, четко нигде не указывает, во сколько
раз прочность поршней моторов с HPDI увеличена, однако намек на
это есть, и не один. О чем это говорит? Да, собственно, о том, что
в моторах с HPDI на некоторых режимах, которые очень хочется назвать
экономичными, топливная смесь искусственно обедняется, а благодаря
оригинальной форме камеры сгорания и четкой работе управляющего
компьютера, на который завязана не только система подачи топлива,
но и система зажигания, сгорание
получается максимально полным.
“Максимально полное сгорание” — это
не абсолютно полное сгорание, как некоторые могут подумать, а процесс,
при котором на сегодняшний день и при современных технологиях удается
сжечь максимальное количество компонентов топливно-воздушной смеси,
поступающей в цилиндр. Но, как известно, обедненные топливные смеси
имеют несколько другие режимы горения, нежели, условно скажем, классические,
и требуют более прочных и, главное, более жаропрочных элементов
поршневой группы. А поскольку моторы с HPDI могут работать на гомогенных
смесях, они, несмотря на большой рабочий объем и высокую мощность,
являются сегодня одними из самых экономичных в своем классе.
Камера сгорания этих моторов имеет специально разработанную конструкцию,
которая позволяет им при 2500–5500 об/мин постоянно работать на
гомогенной смеси, что, в свою очередь, ведет к экономии топлива.
Для того чтобы во всех цилиндрах топливная смесь поджигалась в определенное
время и возможная неоднородность бензина (что наблюдается не только
у нас) не повлияла на работу силового агрегата (без учета работы
систем зажигания и управления форсунками), бензин через форсунку
поступает в камеру сгорания под очень высоким давлением — до 1000
psi (69 атм), которое обеспечивает специальный насос высокого давления.
Для сравнения, у моторов “Yamaha” рабочим объемом 2.6 л давление
в топливной магистрали достигает 700 psi (48 атм). Проведенные лет
этак десять назад исследования показали, что высокое давление в
инжекторах не только делает подаваемую в цилиндр “аэрозоль” очень
мелкодисперсной, но даже немного изменяет свойства самого топлива
за счет его сжатия. Получается, что, чем выше давление, под которым
находится топливо перед впрыском в камеру сгорания, тем выше его
энергоотдача. А чтобы довести давление в системе до нужного и поддерживать
его во время работы мотора, “Yamaha” применяет принцип, аналогичный
заложенному в дизельных моторах с технологией Common Rail, предусматривающей
наличие аккумулятора давления.
При рассмотрении момента зажигания, режима сгорания и тому подобного
необходимо учитывать, что 3.3-литровый мотор работает в довольно
жестких условиях, и любое, даже минимальное, отклонение от требуемых
параметров может повлиять на стабильность его работы. По-этому,
чтобы исключить влияние внешних,условий на работу мотора, он оснащается
большим количеством датчиков, которые чутко улавливают изменения
внешней среды и своевременно сообщают об этом центральному управляющему
процессору, или ЕСМ. Он-то, опираясь на обширную базу данных, формирует
топливную смесь и определяет оптимальный момент впрыска и зажигания
для каждой конкретной ситуации. Мощность управляющего блока достаточно
велика, и обработка информации происходит в доли секунды. И даже
при резком, внезапном изменении, например, температуры, влажности,
количества кислорода в воздухе ECM на корню “пресекает” их влияние,
внося в работу систем свои корректировки.
Одним из уникальных особенностей подвесного лодочного мотора “Z300A” является наличие системы
принудительного охлаждения впускного тракта, за счет чего воздух
дополнительно охлаждается, что, в свою очередь, обеспечивает большую
стабильность работы мотора.
Теперь скажем об общей конструкции “Z300”. “Yamaha”, как любой
производитель моторов, опирается при их создании на какие-то свои
внутренние разработки, причем не только в части устройства систем.
В данном случае она остановила свой выбор на развале цилиндров в
76°. Чем конкретно вызвано подобное решение, сказать сложно, однако
мотор получился очень компактным, и отрицать этот факт вряд ли кто
возьмется.
Ну и, наконец, несколько слов о внешнем дизайне, которому “Yamaha”
уделяет немало внимания, ведь от облика продукции отчасти зависит
ее сбыт. Однако во внешнем дизайне главное — не зрительный образ,
а надежная защита элементов мотора от внешних воздействий и удобство
его эксплуатации. “Z300”, как и другие моторы “Yamaha”, имеет специальное
многослойное лакокрасочное покрытие, способное долгие годы оставаться
таким же прочным, как и при выходе с конвейера. Элементы самого
мотора (не двигателя) изготавливаются из специальных сплавов, слабо
подверженных коррозии и имеющих высокую прочность. Это особенно
актуально для тех моторов, которые обладают очень большой мощностью
и, как правило, используются для движения с максимальной нагрузкой.
Вот вкратце и все про серию лодочных моторов “Z300” с HPDI. Остается только
добавить, что появившиеся уже отзывы об этих моторах самые, как
принято говорить в большой литературе, что ни на есть положительные.
В этом году появился и новый 3.3-литровый мотор в серии “VMax”
мощностью 200 л.с., который имеет систему впрыска HPDI, расходующий
по сравнению с аналогами на 30% меньше топлива. За счет применения
маслосъемных колец специальной конструкции и изготовленных по новейшим
технологиям, расход масла у этих моторов снижен практически на 20%.
Материалы предоставлены
официальным
дистрибьютором Yamaha Motor Co., Ltd в России компанией
Петросет-Большой
Игорь Владимиров
Фото Yamaha
Катера и Яхты
май 2005
|