Впрысковые моторы Yamaha Z300 с системой HPDI

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».

В конструкции топливной системы обеих моделей 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.

В моторах с HPDI на некоторых режимах, которые очень хочется назвать экономичными, топливная смесь искусственно обедняется, а благодаря оригинальной форме камеры сгорания и чёткой 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 удаётся сжечь максимальное количество компонентов топливно-воздушной смеси, поступающей в цилиндр. Но, как известно, обеднённые 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 объём и высокую мощность, являются сегодня одними из самых экономичных в своём 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, ведёт к экономии топлива. Для того чтобы во всех цилиндрах топливная смесь поджигалась в определённое время и возможная неоднородность бензина (что наблюдается не только у нас) не повлияла на работу силового агрегата (без учёта 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 объёмом 2.6 л давление в топливной магистрали достигает 700 psi (48 атм). Проведённые 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 счёт 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 жёстких 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 счёт 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, причём 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 возьмётся.