Впрыск воды в двигатель: Как впрыск воды в цилиндры повышает мощность и экономичность двигателя

Содержание

Впрыск воды в инжекторный двигатель

Словосочетание «впрыск воды в цилиндры» звучит нелепо, ведь каждый автовладелец прекрасно знает, что попадание этой жидкости в двигатель грозит гидроударом и выходом из строя силового агрегата. Тем не менее такой вариант форсирования мотора с успехом применялся еще в первой половине прошлого века.

Правда, изначальной целью инженеров было не увеличение мощности ДВС, а борьба с детонацией топливно-воздушной смеси в цилиндрах.

Содержание

Эффект от присутствия воды в составе горючей смеси
Краткий экскурс в историю
Как работает система впрыска воды

Эффект от присутствия воды в составе горючей смеси

Как уже было сказано, первоначально впрыск воды применялся для борьбы с детонацией. Однако, как правило, использовался раствор воды и метилового спирта в различных пропорциях. Опытным путем было установлено, что оптимальное соотношение составляет 50/50. Сам по себе раствор играет роль антидетонационной добавки, а форсирование двигателя изначально было побочным эффектом, о котором узнали не сразу. Кроме того, вода является антиоксидантом и препятствует образованию углеродистых отложений в камерах сгорания.

Что же происходит в камерах сгорания при впрыске водного раствора метанола?

Вода обладает высокой теплоемкостью, благодаря чему существенно снижается температура в цилиндрах ДВС.
Поскольку более холодный воздух сжать намного легче, энергии во время такта сжатия затрачивается значительно меньше, т. е. повышается КПД двигателя.
Помимо этого, появляется возможность загнать в цилиндры больше воздуха, а вода, испаряясь, создает дополнительное давление, повышая степень сжатия.
Жидкость попадает в цилиндры в распыленном состоянии, и мгновенно обволакивается частицами бензина, в результате рабочая смесь становится более однородной, хорошо заполняет все доступное пространство, и сгорает более равномерно. Это обеспечивает дополнительный рост КПД и снижает вероятность детонации. Таким образом, мощность ДВС возрастает примерно на 10%.

Что касается метилового спирта, процесс его сгорания протекает с меньшей скоростью, чем у бензина, посему рост давления в цилиндрах протекает более плавно, и максимальное значение достигается позже. В результате увеличивается крутящий момент и мощность.

В идеальном случае наибольшее количество воды должно впрыскиваться на пике момента. Соотношение воды и воздуха должно находиться в пределах от 1/10 до 1/14. При меньшем количестве воздуха рабочая смесь будет сгорать не полностью, о чем просигнализируют «выстрелы» в глушителе, а при недостатке воды может возникнуть детонация.

Краткий экскурс в историю

Для автомобилей первой половины двадцатого века мощность двигателя внутреннего сгорания не имела решающего значения. В отличие от автоконструкторов, авиаинженеры боролись едва ли не за каждую лошадиную силу. По этой причине впрыск воды, а точнее ее смеси с метанолом, в массовом количестве впервые был использован именно на самолетах при работе ДВС в режиме форсажа.

Пионером в этой области стал немецкий Мессершмитт Bf.109 G-6 («Густав»). Именно на этот истребитель, выпуск которого начался осенью 1942 года, стала устанавливаться система MW 50 (от Metanol-Wasser), число указывало на процентное содержание метилового спирта. Были и другие системы: MW 0, MW 30, MW 75 и даже MW 100, впрыскивающая чистый метанол. Однако практика показала, что наилучшее форсирование ДВС достигается при впрыске 50-процентного раствора спирта.

Если говорить о конкретных цифрах, то двигатель этого «Мессера» на форсаже без впрыска метанола на высоте 1 км развивал мощность 1575 л. с., а включенная система MW 50 добавляла еще 225 л. с. (суммарная мощность увеличивалась до 1800 л. с.). В результате максимальная скорость самолета возрастала примерно на 40 км/ч, что давало большое преимущество в бою.

Свое применение впрыск воды нашел и в американской авиации. Советские же инженеры дальше опытных образцов не пошли. Далее, с появлением реактивных двигателей вопрос о необходимости впрыска воды в поршневые двигатели внутреннего сгорания самолетов отпал сам собой.

Как работает система впрыска воды

Принцип ее работы прост: во впускной коллектор двигателя устанавливается форсунка, через которую поступает вода. При работе мотора происходит следующее: вначале во впускной коллектор поступает топливно-воздушная смесь, затем туда же впрыскивается вода, которая охлаждает топливно-воздушную смесь, поступающую в цилиндры.

Благодаря тому, что частицы бензина обволакивают микрокапли воды, массовая доля горючего увеличивается, а из-за неиспарившейся жидкости возрастает степень сжатия в камерах сгорания. Скорость горения бензина, смешанного с водой существенно падает, следовательно, условия, способствующие детонации рабочей смеси возникнуть не могут.

Следует помнить, что измененный состав рабочей смеси в цилиндрах двигателя влияет на состав отработавших газов. Так, концентрация углерода и окислов азота существенно снижается, однако увеличивается доля углеводородов.

Форсированный таким способом ДВС может периодически работать нестабильно. Чаще всего это происходит при движении с малой скоростью при полностью открытой дроссельной заслонке. Причина в том, что система впрыска настроена неправильно, вследствие чего во впускной коллектор попадает избыточное или недостаточное количество жидкости.

Если система изготавливается и устанавливается своими руками, следует тщательно выбирать подходящий насос и форсунку. Только в этом случае:

впрыск воды во впускной коллектор будет осуществляться стабильно;
жидкость будет подаваться в мелкораспыленном виде.

Впрыск воды в двигатель – есть ли смысл

Рано или поздно в любом автомобильном сообществе обычно возникает тема про впрыск воды в двигатель, мол, кто-то где-то слышал, что это повышает мощность и позволяет снизить расход топлива. Тема многих привлекает, ведь это кажется манной небесной – можно не городить турбины, не ставить азот, а просто впрыснуть в мотор бесплатной воды и он сразу преобразится. Это кажется слишком невероятным, чтобы быть правдой. Но на самом деле в «водном» вопросе все еще интереснее чем кажется на первый взгляд – польза от впрыска воды в мотор есть, а вот смысла его ставить – нет. Запутались? Давайте разбираться.

Впрыск воды в двигатель

То, что добавление воды в двигатель может быть неплохой идеей, задумались еще более 100 лет назад, причем не какие-то гаражные тюнингаторы, а вполне приличные заводские инженеры. Правда, поначалу технологией пользовалось авиационное двигателестроение, но и в автомобильной промышленности за идеей посматривали. В послевоенные годы появился даже серийный автомобиль, в котором впрыск воды был реализован на заводе – Oldsmobile F-85 Jetfire.

Oldsmobile F-85 Jetfire 1962 года

С помощью воды GM боролась с детонацией. Потом долго с этой темой работал Saab, причем сразу не нескольких моделях.

Saab 99 Turbo 1967 года выпуска

Даже в наши дни выпускается BMW M4, в котором на одном из моторов тоже используется эта технология. Да что там говорить, даже в Формуле-1 в начале 80-х, до введения прямого запрета, некоторые команды ставили подобные системы и получали прибавку в мощности. Если столько неглупых инженеров работали над этой темой значит во впрыске воды есть смысл?

BMW M4 Coupe с системой впрыска воды в двигатель

Почему помогает

Да, смысл имеется. Далекому от физики человеку это может быть трудно понять. Как же так – двигатель работает на бензине, почему добавление воды как-то улучшает его характеристики. Но на самом деле все логично – вода позволяет охладить топливо-воздушную смесь, что уже само по себе и неплохо (для сжатия охлажденной смеси нужно затратить меньше энергии, значит больше мощности мотор передаст на колеса), а попадая в цилиндр, она к тому же испаряется и немного повышает степень сжатия, что как раз и дает прибавку в мощности. Кроме того, вода увеличивает скорость горения, что позволяет значительно снизить детонацию. В разные годы инженеры с помощью впрыска воды решали разные задачи. До появления интеркулеров – охлаждение смеси, после их появления – краткосрочное увеличение мощности, в повседневной жизни – снижение октанового числа топлива.

Схема работы двигателя Oldsmobile F-85 Jetfire

Техническая реализация впрыска может быть разной, но в самых примитивных вариантах очень дешевой. Любая емкость, шланг от капельницы, моторчик стеклоомывателя, форсунка для распыления во впускной коллектор, простая электрическая схема. Но это, конечно, ненадежно и рискованно – чуть перестарался с подачей воды и здравствуй, гидроудар. Сегодня уже придуманы системы впрыска с компьютерным управлением по данным с датчиком, это позволяет системе работать стабильно, но и, конечно, повышает стоимость установки. Сейчас многие компании наладили продажи готовых комплектов – однако стоят они 800-1000 долларов.

Комплект впрыска воды в двигатель AQUABAST WI-2.0

Почему не нужно ставить

После прочтения прошлого раздела у многих читателей наверняка появилась мысль, почему же система впрыска воды до сих пор не стоит на всех автомобилях в мире, если она относительно проста в реализации и улучшает работу мотора. И причины для этого, конечно, есть.

Во-первых, наличие воды в смеси ухудшает выхлоп, а экологические стандарты все строже и строже, автопроизводителям совсем не хочется бороться еще и с этой проблемой.

Система впрыска воды в двигатель

Во-вторых, настроить впрыск воды, чтобы он работал стабильно, задача совсем непростая, особенно если речь идет о впрыске во впускной коллектор. Как ни располагай форсунку, наполнение водой разных цилиндров все равно будет отличаться, а это почти гарантирует неустойчивую работу на полной мощности и при небольших оборотах под нагрузкой. Технология распределенного впрыска воды эту проблему чисто теоретически могла бы решить, но тут уже начинает сказываться цена вопроса – сегодня для бюджетных машин даже распределенный впрыск бензина слишком дорог и сложен, что уж говорить про воду.

Установленная система

В-третьих, вода для конечного потребителя оказывается не бесплатной. Воду из-под крана для впрыска в двигатель использовать нельзя. Вернее, конечно, можно, но из-за солей и добавок стенки цилиндров двигателя уже за пару тысяч километров покроются отложениями (вспомним кухонные чайники!), и тогда хлопот с мотором не оберешься. Так что, как минимум, вода нужна дистиллированная. А по-хорошему, нужно в нее добавлять метанол, чтобы и зимой можно было использовать, и двигатель работал ровнее. То есть помимо затрат на бензин у владельца машины появляется необходимость покупать (ну, или изготавливать самому) жидкость для впрыска. А это вряд ли позволит снизить стоимость эксплуатации.

Реальный пример

Экономическую сомнительность использования воды в массовом автопроме можно проследить как раз на примере BMW M4. Инженеры сообщают, что за счет воды удалось повысить мощность мотора на 14 л.с., при этом расход топлива снизился на 8%. Система потребляет 1,5 литра водно-метанольной смеси на 100 километров. Водяной бак на 7 литров, значит нужно его заправлять каждые 500 километров, примерно так же, как и бензин. Да, без воды автомобиль будет нормально работать, но без прибавки в мощности и экономии. Вот и считаем, выгода по бензину не такая уж и большая, прирост в «лошадях» есть, но тоже не глобальный, а мороки с системой много. Для обычного автомобиля это не окупится.

Под капотом BMW M4 Safety Car с системой впрыска воды

А вот в гонках, где «мы за ценой не постоим», система впрыска воды весьма оправдана, особенно в дреге (хотя там приходится конкурировать с азотом), где ресурс не важен, стоимость эксплуатации тоже, а каждая снятая десятая секунды с результата повышает шансы на победу. Впрочем, те же задачи, что и с помощью воды, можно решить и другими способами, поэтому это тоже опциональный вопрос.

Так что получается парадокс, впрыск воды в мотор реально позволяет улучшить его характеристики, но по совокупности факторов такие системы себя почти никогда не оправдывают, как бы ни хотелось некоторым мечтателям заправляться из водопроводной сети и ездить на полной мощности.

Впрыск воды в двигатель что это

Тема многих привлекает, ведь это кажется манной небесной – можно не городить турбины, не ставить азот, а просто впрыснуть в мотор бесплатной воды и он сразу преобразится. Это кажется слишком невероятным, чтобы быть правдой.

Но на самом деле в «водном» вопросе все еще интереснее чем кажется на первый взгляд – польза от впрыска воды в мотор есть, а вот смысла его ставить – нет. Запутались? Давайте разбираться.

Впрыск воды в двигатель

Правда, поначалу технологией пользовалось авиационное двигателестроение, но и в автомобильной промышленности за идеей посматривали.

В послевоенные годы появился даже серийный автомобиль, в котором впрыск воды был реализован на заводе – Oldsmobile F-85 Jetfire.

Oldsmobile F-85 Jetfire 1962 года

Saab 99 Turbo 1967 года выпуска

BMW M4 Coupe с системой впрыска воды в двигатель

Почему помогает

Но на самом деле все логично – вода позволяет охладить топливо-воздушную смесь, что уже само по себе и неплохо (для сжатия охлажденной смеси нужно затратить меньше энергии, значит больше мощности мотор передаст на колеса), а попадая в цилиндр, она к тому же испаряется и немного повышает степень сжатия, что как раз и дает прибавку в мощности. Кроме того, вода увеличивает скорость горения, что позволяет значительно снизить детонацию. В разные годы инженеры с помощью впрыска воды решали разные задачи. До появления интеркулеров – охлаждение смеси, после их появления – краткосрочное увеличение мощности, в повседневной жизни – снижение октанового числа топлива.

Схема работы двигателя Oldsmobile F-85 Jetfire

Но это, конечно, ненадежно и рискованно – чуть перестарался с подачей воды и здравствуй, гидроудар. Сегодня уже придуманы системы впрыска с компьютерным управлением по данным с датчиком, это позволяет системе работать стабильно, но и, конечно, повышает стоимость установки.

Сейчас многие компании наладили продажи готовых комплектов – однако стоят они 800-1000 долларов.

Комплект впрыска воды в двигатель AQUABAST WI-2. 0

Почему не нужно ставить

Система впрыска воды в двигатель

Во-вторых, настроить впрыск воды, чтобы он работал стабильно, задача совсем непростая, особенно если речь идет о впрыске во впускной коллектор.

Как ни располагай форсунку, наполнение водой разных цилиндров все равно будет отличаться, а это почти гарантирует неустойчивую работу на полной мощности и при небольших оборотах под нагрузкой.

Технология распределенного впрыска воды эту проблему чисто теоретически могла бы решить, но тут уже начинает сказываться цена вопроса – сегодня для бюджетных машин даже распределенный впрыск бензина слишком дорог и сложен, что уж говорить про воду.

Установленная система

Так что, как минимум, вода нужна дистиллированная. А по-хорошему, нужно в нее добавлять метанол, чтобы и зимой можно было использовать, и двигатель работал ровнее. То есть помимо затрат на бензин у владельца машины появляется необходимость покупать (ну, или изготавливать самому) жидкость для впрыска.

А это вряд ли позволит снизить стоимость эксплуатации.

Реальный пример

Водяной бак на 7 литров, значит нужно его заправлять каждые 500 километров, примерно так же, как и бензин. Да, без воды автомобиль будет нормально работать, но без прибавки в мощности и экономии. Вот и считаем, выгода по бензину не такая уж и большая, прирост в «лошадях» есть, но тоже не глобальный, а мороки с системой много.

Для обычного автомобиля это не окупится.

Под капотом BMW M4 Safety Car с системой впрыска воды

Впрыск воды в двигатель: повышение мощности, миф или реальность

Всем привет! Автомобильная индустрия постоянно развивается и совершенствуется. При этом далеко не все слышали или знают что-то про впрыск воды в двигатель.

Да, всем известно, что существует система охлаждения, работающая практически на воде со специальными добавками. Существует и выхлопная система, в которой иногда бывает так, что вода капает из трубы. Но все же говорить о том, что в мотор специально подается вода с целью повышения эффективности его работоспособности, приходится. Как бы странно это ни звучало.

Но давайте рассмотрим этот вопрос более подробно. Узнаем, зачем и кто это делает, почему добавление пара или воды может давать какие-то преимущества, и как обстоят дела в современном автомобильном мире.

Как это работает

Имея в распоряжении дизельный или бензиновый мотор, традиционный инжекторный атмосферный или даже турбомотор, мало кому в голову придет намеренно подавать в цилиндры воды.

Скептики скажут, что подача в карбюратор или любой другой мотор воды приведет только к гидроудару.

Но существуют системы, которые можно даже собрать своими руками на Ардуино или купить через Алиэкспресс, которые осуществляют небольшой впрыск специальной смеси. Подобные разработки получили более широкое применение именно в машинах повышенной мощности.

Для обычных моторов внутреннего сгорания они вряд ли подойдут. А вот поставить на газотурбинный агрегат можно.

Водяной впрыск используется с целью повышения эффективности мотора и его характеристик. Получить дополнительную мощность можно разными способами, в зависимости от того, какая именно система будет использоваться.

Обычно на впускной коллектор устанавливается специальная форсунка. Говоря про воду, многие лукавят. По факту выполняется подача смеси из воды и метанола. Она перемешивается с топливовоздушной смесью.

То есть можно создать равномерную смесь и параллельно снизить температуру на участке впускного коллектора.

Мелкие капли охлаждают смесь, за счет этого повышается степень сжатия, снижается скорость сгорания смеси внутри цилиндров, параллельно снижая вероятность такого эффекта как детонация.

Дополнительно падение температурных показателей положительно воздействует на протекающие внутри камеры сгорания химические процессы, падает уровень вредных выбросов из выхлопной системы.

Обратная сторона

Помимо очевидных и рассмотренных преимуществ, у таких систем есть и свои недостатки.

Это далеко не идеальная система, что и отразилось во многом на ее активном применении.

Если скорость маленькая, либо дроссельная заслонка открыта полностью, наблюдается нестабильная работа силового агрегата. К числу главных причин такого поведения относят неравномерное распределение находящихся в цилиндрах жидкостей.

В некоторых цилиндрах обязательно будет появляться чрезмерно бедная смесь.

Эта проблема решается. Для этого можно поставить индивидуальную форсунку на каждый из цилиндров, которые будут находиться под управлением компьютера.

Важно понимать, что при добавлении смеси требуется использовать строго дистиллированную воду.

Если добавлять простую воду, непременно внутри камеры сгорания образуется нагар, ресурс снизится, мотор выйдет из строя раньше срока.

Ситуация в наше время

Не буду вдаваться в подробности, но скажу, что разработки водяной системы для повышения эффективности двигателя начались еще в начале 20 века, но наиболее широкое распространения получила во время Второй мировой. Система применялась для самолета и вертолета, участвующих в боевых действиях со стороны Германии и США.

Но в 2015 году специалисты из БМВ снова к ней вернулись. Только теперь агрегаты на газу (водометановой смеси) применялись с целью понизить расход топлива, а не увеличить мощность.

Первой машиной оказался пейскар на базе BMW M4, который был частью мотогонок серии MotoGP.

Специалисты из БМВ использовали несколько интересных идей. Одна из них заключалась в том, что при работе системы кондиционирования салона образующийся конденсат попадал в специальный бак. Так решалась проблема добычи воды для смеси. В итоге экономия бензина упала на 8% в сравнении с обычным двигателем.

Возможность установки на собственный автомобиль

Подобная схема на основе воды и спирта может быть использована практически на любом автомобиле, включая ВАЗ.

В сети появилось множество умельцев, которые разработали самодельные системы. Причем порой в их состав входят обычные капельницы и шприцы, применяемые в медицине.

Самодельные системы, давая больше мощности и увеличивая крутящий момент, по факту параллельно заливают воду в коллектор. Последствия очевидные. Это неравномерное распределение воды по цилиндрам. В некоторых случаях есть все шансы получить солидный гидроудар.

Поставив подобную систему, не удивляйтесь, если машина начнет заводиться и глохнуть, если в какой-то момент начнется активный перегрев двигателя, либо спустя время после монтажа водяного впрыска вы услышите стук клапанов. Все это вполне возможно при неправильном монтаже и использовании самодельных узлов. Да и заводские разработки ставить все равно рискованно, если мотор изначально не адаптирован под работу с водяным впрыском.

Чтобы не рисковать, есть смысл приобрести готовый комплект. Он состоит из специального насоса, блока управления, бачка для воды и форсунок. Наиболее дорогостоящие разработки дополнительно имеют в составе клапан, который отвечает за контроль количества воды и следит за давлением.

Водяная система (спирт и вода) по факту достаточно редкое и необычное явление в наше время. Есть ли перспективы у такой разработки, вопрос достаточно спорный. Оставляйте свои отзывы, если лично сталкивались с системами впрыска воды в мотор, и делитесь впечатлениями о них.

Подписывайтесь, оставляйте комментарии, задавайте вопросы и участвуйте в обсуждении темы!

Утоли мои печали: как впрыск воды повышает мощность мотора

Обыватель при упоминании системы впрыска воды в цилиндр скептически хмыкнет: если двигатель автомобиля получит гидроудар, ничего хорошего из этого не выйдет.

Но одно дело, когда при проезде глубокой лужи в двигатель через впускной тракт попадает большое количество воды, которую пытается сжать поршень – это приводит к разрушению шатунно-поршневой группы… Совсем другое – точечный впрыск специальной смеси в камеру сгорания.

Система впрыска воды чаще всего используется на высокофорсированных двигателях для улучшения их характеристик.

Откуда получается дополнительная мощность? Существует сразу несколько вариаций системы, различающиеся только точками установки.

Для этого во впускном коллекторе устанавливается специальная форсунка, подающая во впускной тракт водометанольную смесь, которая смешивается с топливной смесью, подаваемой в камеру сгорания.

Почему именно смесь воды со спиртом? Во-первых, такая жидкость замерзает при более низких температурах, а во-вторых, вода со спиртом обладает лучшим рассеиванием, из-за чего образуется более равномерная смесь и уменьшается температура во впускном коллекторе.

За счет мелкодисперсных капель смесь охлаждается, что позволяет повысить степень сжатия, а также уменьшить скорость горения смеси в цилиндрах, а это снижает возможность детонации.

Также снижение температуры горения топливно-водяной смеси влияет на химические процессы в камере сгорания, что уменьшает концентрацию вредных выбросов азота и углекислых газов.

Опыты российских конструкторов на дизельных двигателях с экспериментальными системами показали снижение выбросов оксидов азота в три-четыре раза, а выбросов СО2 – в 1,2 раза.

Казалось бы, одни плюсы! Но, как и все в мире, идеальных вещей не бывает. В отработавших газах увеличивается концентрация несгоревших углеводородов, что немного увеличивает расход топлива автомобиля. На малой скорости или полностью открытой дроссельной заслонке двигатель может работать неустойчиво.

Одной из ключевых причин является неравномерное распределение жидкости по цилиндрам – в некоторых из них неизбежно создается обедненная смесь. Обычно такую проблему можно решить, установив систему с индивидуальными форсунками на каждый из цилиндров, управляемых компьютером.

Кроме того, пользователи часто забывают, что в систему необходимо заливать только дистиллированную воду. Ведь растворенные в обычной воде соли могут привести к образованию нагара в камерах сгорания, и, как следствие, уменьшить ресурс двигателя. Посмотрите на накипь в чайнике – вы же не хотите, чтобы подобная гадость была и внутри цилиндров?

С чего все началось?

Впервые в мировой практике впрыск воды в цилиндры двигателя применил венгерский инженер Bcnki в начале XX века. Еще спустя несколько лет профессор Хопкинсон из Англии успешно применил экспериментальную систему впрыска воды для улучшения характеристик промышленных двигателей.

А наибольший вклад внес Гарри Рикардо, создатель одноименной марки, занимающейся выпуском автомобильных комплектующих.

На его счету – многочисленные исследования, несколько патентов и даже монография High-Speed Internal Combustion Engine, в которых подробно описаны методы и испытания двигателей с впрыском воды.

В результате всех испытаний Рикардо представил двигатель, оснащенный системой впрыска смеси воды с метанолом, благодаря которой удалось добиться увеличения характеристик мотора почти что двукратно! Широкое применение водометанольные смеси нашли во время Второй мировой войны. Первую скрипку сыграли авиаторы, которые в погоне за скоростями и высотой искали любые ухищрения, чтобы выжать максимум мощности из поршневых двигателей, которых к концу войны все равно заменили реактивной авиацией.

В 1942 году на вооружение ВВС Германии поступил иcтребитель Focke-Wulf 190 D-9, оснащенный системой впрыска водометанольной смеси во время форсажа. Причем он был не единственным в своем роде в Люфтваффе. Похожей системой впрыска оснащались двигатели Daimler-Benz 605 и BMW 801D для Messerschmidt Bf-109, а также Junkers Jumo 213A-1.

Стоит отметить, что авиационные двигатели того времени уже имели системы турбонаддува, и впрыск воды, по сути, играл роль интеркулера. Водометанольная смесь MW-50 впрыскивалась во впускной тракт авиационного двигателя, где смешивалась с топливной смесью, устремляясь в камеру сгорания.

В результате контакта с раскаленными стенками цилиндров вода превращалась в пар, который, расширяясь, создавал в цилиндре избыточное давление, а предварительное охлаждение топливной смеси на впуске способствовало увеличению ее объема в цилиндре и улучшало эффективность сгорания топлива.

В результате мощность немецких моторов кратковременно увеличивалась на 20-30 процентов, что давало последним преимущества по набору высоты и максимальной скорости.

На фото: Messerschmitt Bf-109

Собственные системы впрыска воды разработали и союзники. Так, американская компания Pratt & Whitney в своем двигателе J57 для бомбардировщика В-29 установила похожую систему для повышения характеристик двигателя на малых и средних высотах. Похожую систему с успехом применяли и на истребителях.

В 1943 году по приказу НКАП моторный завод №45 должен был разработать документацию на советскую систему впрыска воды для двигателей АМ-38Ф.

Опытная партия из пяти самолетов Ил-2, оснащенных двигателем с впрыском воды, была построена на заводе №18, однако после испытаний система была признана слишком дорогой и сложной в настройке.

На фото: ИЛ-2

С развитием в конце войны реактивных двигателей работы по увеличению мощности поршневых агрегатов были практически свернуты, и богатый опыт форсировки отошел на задний план. Но о системах вспомнили автомобильные компании.

Первым впрыск водометанольной смеси на серийном автомобиле стали применять американцы из General Motors, которым такая система оказалась нужна для повышения детонационной стойкости турбомотора Oldsmobile F-85 Jetfire.

Что из этого получилось, мы уже рассказывали вам ранее.

На фото: Oldsmobile F-85 Jetfire Hardtop Coupe 1963

Еще одним производителем, вспомнившем о полезных свойствах водометанольной смеси, стал шведский Saab, где до начала 1980-х годов устанавливали систему впрыска воды на Saab 99 Turbo S. Правда, с появлением интеркулеров, охлаждающих воздух во впускном тракте, такие системы на серийных автомобилях плавно сошли на нет, но не были забыты в автоспорте.

В 1983 году команды Формулы-1 Renault и Ferrari установили на свои болиды системы впрыска воды, позволившие итальянцам в итоге занять первое место в кубке конструкторов. На машинах были установлены баки объемом 12 литров для хранения смеси спирта и воды, регулятор давления и водяной насос, однако впоследствии подобные системы были запрещены регламентом.

На фото: Renault RE40 ‘1983

Похожие системы пытались внедрить в середине 1990-х в WRC, но и там они получили запрет через недолгое время, как и на ле-мановских спортпротипах. Очень широкое распространение баки с водой получили у американских гонщиков на ¼ мили.

Могучие американские «восьмерки» дрегстеров, снабженные механическими нагнетателями, требовали серьезного охлаждения, а интеркулеры еще не получили широкое распространение.

Тогда некоторые светлые головы и вспомнили о полезных свойствах водно-спиртовой смеси, подаваемой в двигатель.

Так, суперкар Porsche 911, доработанный фирмой 9ff, в 2005 году установил рекорд скорости 388 км/ч для автомобилей, официально сертифицированных для дорог общего пользования. Его оппозитная «шестерка» с двумя турбокомпрессорами на пару с обычными интеркулерами была также оснащена системой впрыска воды.

Впрыск воды, наши дни

На некоторое время интерес к системам от производителей угас, но в 2015 году про технологии вспомнили мотористы BMW, решившие применить впрыск воды уже не для повышения мощности, а для снижения расхода бензина.

Первым автомобилем, опробовавшем систему впрыска воды с метанолом, стал пейс-кар BMW M4, участвующий в гонках MotoGP.

Но если там была установлена обычная форсунка, подающая смесь во впускной коллектор, то на опытном трехцилиндровом турбомоторе рабочим объемом 1,5 литра система стала более продвинутой.

Вода смешивается с топливной смесью с помощью топливного насоса высокого давления Bosch, срабатывающему только на оборотах мотора свыше 4 000. Водно-топливная смесь через форсунку впрыскивается в саму камеру сгорания. В результате мощность 201-сильного двигателя увеличилась на 14 л. с.

, возросла детонационная стойкость двигателя, что позволило поднять степень сжатия с 9.5:1 до 11,0:1 и в целом улучшить отдачу мотора на низких и средних оборотах.

Объем водяного бака с подогревом – 7 литров, а в обычных условиях автомобиль расходует около 1,5 литра воды на 100 км пути, что означает необходимость пополнения системы почти каждые 500 километров.

На фото: BMW M4 Coupé MotoGP Safety Car (F82) ‘2015

Однако инженеры BMW предусмотрели и другие способы добычи воды: при работе кондиционера конденсат из системы автоматически сливается в бак. Все эти ухищрения позволяют экономить почти 8% топлива на 100 км пути в смешанном цикле, а особенно эффективно система может работать в паре с гибридным приводом. Правда, о таких гибридах в БМВ пока молчат.

Серийный выпуск двигателей с водометанольной системой впрыска по планам должен начаться уже в конце этого года, причем поставляться такие БМВ будут и в Россию. На наше счастье, из-за повышенной стойкости к детонации эти машины будут менее требовательны к октановому числу – заправляться можно будет обычным Аи-95.

Можно ли поставить такую систему себе на машину?

Если очень хочется, то можно. Начитавшись интернета, умельцы делают самодельные системы, используя в качестве элементов капельницы, медицинские шприцы и прочие изделия, устанавливают во впускном коллекторе за дроссельной заслонкой и… такие системы работают.

Впрочем, все плюсы от повышенной мощности или крутящего момента перечеркиваются одним жирным минусом. Ведь по сути такой самопал просто льет огромное количество воды в коллектор, не распыляя ее, в результате чего водяная взвесь поступает во все цилиндры неравномерно.

О последствиях мы уже говорили выше – в некоторых цилиндрах воды больше, чем в остальных, что приводит к обеднению смеси в отдельных цилиндрах и неравномерную работу мотора.

В худшем случае количество воды, поступаемой в цилиндр, так велико, что приводит к шансу получить тот самый пресловутый гидроудар.

Для тех, у кого есть чуть больше денег, продавцы тюнинг-аксессуаров предлагают комплект из насоса высокого (около 5-10 бар) давления, электронного блока управления насосом, форсунок для впрыска смеси и, естественно, бачка для воды. В самых дорогих системах применяется клапан, регулирующий давление и количество поступаемой воды.

Принцип работы такой системы прост: блок управления, подключенный к датчику расхода воздуха двигателя, анализирует полученную информацию и рассчитывает подачу воды, дав команду насосу.

Несмотря на кажущуюся простоту, и здесь возникают определенные сложности.

Впрыск воды происходит только на определенных режимах работы двигателя, обычно подобные системы работают при оборотах двигателя свыше 3 000 об/мин.

К тому же система почти не контролирует подачу смеси, а только подает команду на включение/выключение насоса. Основным ограничением на количество впрыскиваемой воды становится только производительность самой форсунки.

Кстати, пока блок даст команду насосу на запуск, пока насос включается и начинает перекачивать воду, происходит задержка между отправкой команд на впрыск топлива и впрыск воды, что неминуемо снижает эффективность всей системы.

Главными спецами по системам впрыска воды для автомобильных двигателей были признаны конструкторы британской фирмы Aquamist, в 1990-е поставлявшие комплекты для болидов WRC, пока их не запретили. И цена на тюнинг-киты колеблется в районе 3 000 долларов. В общем, пока впрыск воды остается довольно экзотическим, недешевым и, положа руку на сердце, не таким уж эффективным средством форсировки.

Как впрыск воды в цилиндры повышает мощность и экономичность двигателя

Впрыск воды в цилиндры звучит несколько необычно. Как вода, являясь негорючей жидкостью может повысить мощностные или экономические показатели двигателей? Но это работает.

Конечно, вода не является топливом и не может передавать энергию, но она может выполнить другие, достаточно важные функции, позволяя увеличивать степень сжатия двигателя без возникновения побочных явлений.

А это ключ к повышению мощности при меньшем расходе топлива.

Исследованиями доказано, что при увеличении степени сжатия увеличивается и мощность, но при этом возрастает опасность, что смесь воздуха и бензина воспламенится еще до того, как появится искра.

То есть произойдет так называемое детонационное горение со стремительным распространением пламени (скорость горения при детонации нарастает скачкообразно и достигает 1500 … 2500 м/сек, тогда как при нормальном — около 25 м/сек).

Это может быть фатальным для двигателя, поскольку при этом в результате взрывного горения часть топлива не успевает полностью сгореть, что внешне сопровождается появлением дымного выхлопа темного цвета.

При этом вследствие взрывного сгорания двигатель работает неуравновешенно, происходит перегрев его деталей, прогорают поршни и клапаны, пригорают поршневые кольца, резко повышается износ цилиндропоршневой и кривошипно-шатунной групп. И не допустить детонации повышением октанового числа бензина, которое характеризует стойкость его к детонации, становится невозможным, поскольку все имеет свои пределы.

Однако, на помощь может прийти вода, которая охлаждает поступающую в цилиндр смесь при большой нагрузке двигателя и предотвращает ее преждевременное возгорание.

В конце концов, ничего нового под солнцем. Этот принцип годами использовался в авиадвигателях и автоспорте. Были также попытки и на серийных автомобилях.

Однако, для массового производства автомобилей это было слишком дорого и сложно.

В последние годы наблюдается возврат к подзабытым технологиям в связи с необходимостью повышения экономических и экологических показателей поршневых двигателей.

В частности, компания Bosch, произвела тестирование системы впрыска воды в двигатель, которая предназначена для 3-х и 4-цилиндровых агрегатов с наддувом.

Специальная форсунка впрыскивает небольшое количество водяного тумана перед впускным клапаном во время всасывания смеси в цилиндр. Впоследствии вода испаряется, охлаждая при этом смесь воздуха и топлива, да и саму камеру сгорания.

Впрыск водяного тумана во впускной коллектор снижает температуру в цилиндре. Следовательно, двигатель может иметь более высокую степень сжатия и, соответственно, более высокую мощность при меньшем расходе топлива. Иллюстрация технологии Bosch WaterBoost.

Сущность процесса

В поршневом двигателе впрыск воды существенно понижает температуру топливовоздушной смеси, что увеличивает ее плотность и, следовательно, большая масса смеси, поступает в цилиндр, обеспечивая повышение литровой мощности.

Вода, находящаяся в небольших каплях, поглощает тепло (и понижает давление) при сжатии заряда, тем самым уменьшая работу, на его сжатие.

Дополнительный эффект возникает во время сгорания, когда вода поглощает значительное количество тепла при испарении, снижая пиковую температуру и, как следствие, обеспечивает уменьшение образование NOx, а также снижает потери тепловой энергии, которая поглощается стенками цилиндра.

Это позволяет преобразовать дополнительную часть энергии, получаемой при сгорания из тепловой в механическую давления на поршень. Когда капли воды испаряются, поглощая тепло, они превращаются в пар под высоким давлением. Конечный результат – получение заряда топливовоздушной смеси с более высоким октановым числом, который выдерживает высокие степени сжатия без возникновения детонации.

Контроль над впрыском воды очень важен. Такой впрыск следует применять только тогда, когда возникают соответствующие условия. Обычно это происходит, когда двигатель сильно форсирован и работает на полную мощность.

В противном случае, а также когда воды впрыскивается слишком много, значительно снижается температура в процессе сгорания, что приводит к отрицательным эффектам — снижению мощности и увеличению расхода топлива.

В принципе, прямой впрыск воды в поршневом двигателе возможен в любой точке цикла двигателя, в зависимости от желаемого эффекта, даже в конце рабочего такта или во время такта выпуска, но тогда будет использоваться только для снижения температуры двигателя.

Обычно в двигателе впрыск воды происходит прямо перед впускным клапаном. Это охлаждает всасываемый воздух, делая его более плотным (больший объемный КПД) и предотвращает детонацию топлива в цилиндрах.

Не все так просто

Большинство современных двигателей транспортных средств заранее запрограммированы на определенные пропорции топлива и воздуха, поэтому добавление воды без перепрограммирования электронного блока управления (ЭБУ) или иного изменения этих соотношений, скорее всего, не принесет никакой пользы и может даже снизить его показатели или вовсе повредить двигатель.

Кроме того, системы управления большинства современных топливных систем в которых не предусматривался впрыск воды, не могут определить наличие воды в смеси, и, соответственно, не могут определить новую оптимальную степень сжатия или иным образом воспользоваться преимуществами более низких температур цилиндров.

В большинстве случаев в обычных предварительно запрограммированных двигателях автомобилей использование метода непрямого впрыска воды приводит к потере мощности, поскольку водяной пар заменяет воздух, который требуется для осуществления процесса сгорания и выработки энергии.

Как правило, хороший результат получают только двигатели, специально переоборудованные для впрыска воды и имеющие соответствующие прошивки системы управления.

Кроме того, двигатель может быть поврежден, если впрыскивается слишком много воды или если сам инжектор неисправен и заливает цилиндр.

Вода не сжимается, и слишком много воды в цилиндре во время такта сжатия может вызвать гидроудар, когда объем жидкости в двигателе близок или превышает объем между поршнем и головкой цилиндра двигателя в верхней мертвой точке, что приводит к чрезвычайно высокому давлению в цилиндре, которое может вызвать разрушение головки, поршней, шатунов, а также другие повреждения двигателя. Такие ситуации обычно являются фатальными требует его капитального ремонта или даже замены двигателя.

Многие «специалисты» утверждают, что, вставив трубку для подачи воды во впускном коллекторе, гарантируют увеличение пробега или повышение мощности. Однако, если при этом не перепрограммируется ЭБУ автомобиля или не будут внесены существенные изменения в двигатель, в конечном итоге может произойти потеря мощности и его повреждение.

Удачные апробации Bosch

Компания Bosch совместно с BMW разработала технологию впрыска воды под названием WaterBoost. Компания заявляет о повышении мощности двигателя до 5%, снижении выбросов в отработавших газах до 4% и снижении расхода топлива до 13%.

Несколько лет назад Bosch произвела исследования впрыска воды в двигатель на автомобиле BMW.

При этом было выполнено тестирование системы на экспериментальном 1,5-линдровом бензиновом двигателе, степень сжатия которого увеличили с 9,5 до 11,5.

Благодаря этому он развивал почти удвоенную мощность — 160 кВт, да еще и при значительно меньшем расходе топлива. Также BMW применила впрыск воды на M4 GTS — трехлитровому 6-цилиндровому двигателе.

Впрыск воды — также называемый «впрыск противодетонанта» — это технология, которая, как утверждается, снижает как расход топлива, так и выбросы CO2, одновременно повышая мощ-ность двигателя.

Пяти литров дистиллированной воды хватает примерно на 3000 километров пробега. Даже если вода закончилась, двигатель будет продолжать работать в обычном режиме, но с меньшим крутящим моментом из-за подачи меньших доз топлива или снижении давления в турбонагнетателе. Bosch, применяя впрыск воды, заявляет, что у двигателя внутреннего сгорания все еще есть в запасе несколько козырей.

По заявлению Bosch, впрыск воды в цилиндры сэкономит в среднем четыре процента топлива, а при высоких нагрузках — до 13 процентов. Система, конечно же, требует специального резервуара для дистиллированной воды, который будет нагреваться, чтобы не замерзнуть зимой, и вся вода из системы впрыска после выключения двигателя будет возвращаться обратно в бак.

Но не все автомобилестроительные фирмы разделяют взгляды Boschю.

Так, Mercedes-Benz заявил, что хорошо знаком с этой технологией, но считает ее нерентабельной, поскольку система слишком сложная, дорогая и ее эффект до конца неясен.

Они также исследовали технологию снижения температуры камеры сгорания впрыском воды, но считают ее не вполне подходящей на сегодняшний день с точки зрения снижения выбросов.

Как впрыск воды повышает мощность мотора

Журнал Теперь, когда к ДВС все чаще в компанию стали добавлять электромоторы, кажется, что предел форсирования обычного мотора достигнут. Но нет — вы забыли про впрыск воды!

Уже более ста лет автомобильные инженеры работают над повышением отдачи мотора. Поначалу все было просто: больше литраж, больше цилиндров, больше мощности! Но довольно быстро стало понятно, что replacement for displacement все-таки необходим: в ход пошли компрессоры, турбины, усложнение ГРМ с многоклапанными конструкциями и регулируемыми фазами, распределенный и непосредственный впрыск, облегчение поршневой группы… Теперь, когда к ДВС все чаще в компанию стали добавлять электромоторы, кажется, что предел форсирования обычного мотора достигнут. Но нет — вы забыли про впрыск воды! Разберемся, зачем это делается и почему до сих пор не применяется в массовом автомобилестроении.

Но одно дело, когда при проезде глубокой лужи в двигатель через впускной тракт попадает большое количество воды, которую пытается сжать поршень — это приводит к разрушению шатунно-поршневой группы…

Совсем другое — точечный впрыск специальной смеси в камеру сгорания.

Как это работает?

Система впрыска воды чаще всего используется на высокофорсированных двигателях для улучшения их характеристик.

Откуда получается дополнительная мощность? Существует сразу несколько вариаций системы, различающиеся только точками установки.

За счет мелкодисперсных капель смесь охлаждается, что позволяет повысить степень сжатия, а также уменьшить скорость горения смеси в цилиндрах, а это снижает возможность детонации.

Также снижение температуры горения топливно-водяной смеси влияет на химические процессы в камере сгорания, что уменьшает концентрацию вредных выбросов азота и углекислых газов.

ОПЫТЫ РОССИЙСКИХ КОНСТРУКТОРОВ НА ДИЗЕЛЬНЫХ ДВИГАТЕЛЯХ С ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫМИ СИСТЕМАМИ ПОКАЗАЛИ СНИЖЕНИЕ ВЫБРОСОВ ОКСИДОВ АЗОТА В ТРИ-ЧЕТЫРЕ РАЗА, А ВЫБРОСОВ СО2 — В 1,2 РАЗА.

Одной из ключевых причин является неравномерное распределение жидкости по цилиндрам — в некоторых из них неизбежно создается обедненная смесь. Обычно такую проблему можно решить, установив систему с индивидуальными форсунками на каждый из цилиндров, управляемых компьютером.

Кроме того, пользователи часто забывают, что в систему необходимо заливать только дистиллированную воду. Ведь растворенные в обычной воде соли могут привести к образованию нагара в камерах сгорания, и, как следствие, уменьшить ресурс двигателя. Посмотрите на накипь в чайнике — вы же не хотите, чтобы подобная гадость была и внутри цилиндров?

С чего все началось?

На его счету — многочисленные исследования, несколько патентов и даже монография High-Speed Internal Combustion Engine, в которых подробно описаны методы и испытания двигателей с впрыском воды.

Читать далее на сайте kolesa.ru

повышение мощности, миф или реальность

Содержание статьи

Как это работает
Обучение на права от военкомата: условия получения
Обратная сторона
Прицеп для катера: особенности конструкции, какой выбрать
Ситуация в наше время
Возможность установки на собственный автомобиль
Знаки “Сужение дороги”: как правильно трактовать, у кого приоритет

Как это работает

Скептики скажут, что подача в карбюратор или любой другой мотор воды приведет только к гидроудару.

Но тут важно понимать один нюанс. Есть такое понятие как гидроудар, обусловленный попаданием большого количества жидкости в мотор через впускной тракт. Такое может происходить при проезде глубокой лужи. Но существуют системы, которые можно даже собрать своими руками на Ардуино или купить через Алиэкспресс, которые осуществляют небольшой впрыск специальной смеси. Подобные разработки получили более широкое применение именно в машинах повышенной мощности. Для обычных моторов внутреннего сгорания они вряд ли подойдут. А вот поставить на газотурбинный агрегат можно.

Не все понимают, почему применяется сочетание воды и спирта. Эта смесь имеет достаточно низкую температуру замерзания. Плюс это сочетание позволяет получить жидкость с лучшим эффектом рассеивания. То есть можно создать равномерную смесь и параллельно снизить температуру на участке впускного коллектора. Мелкие капли охлаждают смесь, за счет этого повышается степень сжатия, снижается скорость сгорания смеси внутри цилиндров, параллельно снижая вероятность такого эффекта как детонация.

Обратная сторона

Помимо очевидных и рассмотренных преимуществ, у таких систем есть и свои недостатки.

Это далеко не идеальная система, что и отразилось во многом на ее активном применении.

В результате работы образуются отработавшие газы. В них наблюдается повышенная концентрация углеводородов, которые не сгорают. Это негативно влияет на показатели расхода топлива. Если скорость маленькая, либо дроссельная заслонка открыта полностью, наблюдается нестабильная работа силового агрегата. К числу главных причин такого поведения относят неравномерное распределение находящихся в цилиндрах жидкостей. В некоторых цилиндрах обязательно будет появляться чрезмерно бедная смесь.

Важно понимать, что при добавлении смеси требуется использовать строго дистиллированную воду.

Ситуация в наше время

Автомобиль Porsche 911, поставивший в 2005 году рекорд скорости среди машин, допущенных к эксплуатации по обычным дорогам, используя системы водяного впрыска разогнался до 388 километров в час. Затем про систему на некоторое время забыли, интерес к ней упал. Но в 2015 году специалисты из БМВ снова к ней вернулись. Только теперь агрегаты на газу (водометановой смеси) применялись с целью понизить расход топлива, а не увеличить мощность. Первой машиной оказался пейскар на базе BMW M4, который был частью мотогонок серии MotoGP.

Возможность установки на собственный автомобиль

Подобная схема на основе воды и спирта может быть использована практически на любом автомобиле, включая ВАЗ.

Подписывайтесь, оставляйте комментарии, задавайте вопросы и участвуйте в обсуждении темы!

Watch this video on YouTube

Впрыск воды в двигатель!? Ecomax

Как это работает?

Некоторые заметки

Исследования

Бывалые автомобилисты наверняка помнят о удачных и неудачных попытках впрыска воды в двигатель. Это обусловлено отсутствием «умных» систем управления и технологий, которые бы оптимизировали подачу воды и параметров двигателя.

Система впрыска воды Ecomax! система экономии топлива построена на базе современных технологий с использованием микро ЭВМ и представляет собой законченное устройство, которое устанавливается на автомобиль.

Использование микро ЭВМ делает систему водного инжектора простой в эксплуатации и достичь максимальной эффективности. Так же, применение микро ЭВМ позволяет точно рассчитывать и дозировать необходимое количество воды, топлива, которое зависит от режимов работы двигателя, его температуры, частоты вращения коленчатого вала, положения дроссельной заслонки и т.д.

Настройка системы «Ecomax-2» производится при помощи персонального компьютера. Все необходимое для настройки поставляется в комплекте. Большая часть параметров и настроек доступна для регулировки на электронном блоке управления Ecomax.

Система «Ecomax-2» имеет возможность непосредственно производить коррекцию времени впрыска топливных форсунок по таблицам (картам), записаных в блоке «Ecomax-2». Для нормальной работы ЭБУ автомобиля, сигнал лямбда зонда эмулируется.

Система Ecomax-3 отличается от Ecomax-2 отслутствием дисплея и меньшими габаритами. Цена одинаковая.

Система водного инжектора позволяет вам:

✔ увеличить мощность двигателя, возможность дополнительного форсирования двигателя*;

✔ снизить расход топлива — экономия до 30% **;

✔ устранить детонацию;

✔ снизить ударные нагрузки на кривошипно-поршневую группу;

✔ устранить нагар в камере сгорания;

✔ возможность использования бензина с более низким октановым числом;

✔ возможность изменения параметров чип тюнинга без перепрошивки блока управления автомобиля даже не опытному пользователю в процессе эксплуатации ;

✔ отображение расхода топлива на блоке управления;

✔ Программное обеспечение в комплекте.

Карта (таблица) впрыска топлива или воды

Запись параметров двигателя на график

Настройка эмулятора лямбда зонда

Принцип работы системы

Из ёмкости вода поступает на насос с фильтром, затем, под высоким давлением — на инжекционную форсунку. Форсунка устанавливается на впускном коллекторе таким образом, чтобы создать мелкодисперсную смесь воды и воздуха. Насос и форсунка получают управляющие сигналы с блока управления, мозгом которого является микро ЭВМ. Микро ЭВМ рассчитывает порцию воды индивидуально для каждого такта двигателя. Микро ЭВМ оперирует математическими выражениями, в которые подставляются значения, полученные от датчиков и значения, которые были заложены в память при наладке системы.

Если устройство установлено на двигатель с инжекторным впрыском топлива, блок управления получает и обрабатывает сигналы управления, поступающие с форсунок, дозирующих подачу топлива. Блок управления так же получает и обрабатывает сигналы от датчиков температуры двигателя и наличия воды в бачке. Управляющие сигналы, выработанные блоком управления, поступают на насос и форсунку, отвечающую за подачу воды. А так же, вырабатываются сигналы, влияющие на подачу топлива, чем и достигается максимальная эффективность системы.

Максимальная эффективность системы достигается за счет непосредственной коррекции времени впрыска топлива. Для того, что бы компьютер автомобиля нормально воспринимал вмешательство, сигнал лямбда – зонда формируется блоком Ecomax-2.

Если устройство установлено на двигатель с карбюратором, блок управления обрабатывает сигналы от катушки зажигания, датчика температуры, датчика положения дроссельной заслонки, датчика наличия воды. Для наиболее эффективной работы устройства совместно с карбюратором, необходимо произвести настройку карбюратора (необходимо уменьшить подачу топлива). Управляющие сигналы, выработанные блоком управления, поступают на насос и форсунку, отвечающую за подачу воды.

Схема подключения «Ecomax-2» на инжекторе

Часто задаваемые вопросы

Вопрос

Ответ

Почему увеличивается мощность?

У нас есть несколько ответов:

1. За счет подавление дедонации;

2. Система может использоваться для значительного увеличения давления наддува с целью подавить детонацию и сжечьб больше топлива для увеличения мощности.

3. Вода попадает через форсунку во впускной коллектор под давлением в виде мельчайших капель воды. Далее, продвигаясь по впускному коллектору, вода смешивается с распыленным топливом. При этом, топливо обволакивает микро капли воды (представьте ведро с водой в которое добавили несколько капель топлива – топливо окажется на поверхности).

В цилиндре, по команде свечи зажигания, смесь воспламеняется (представьте ведро с водой, на поверхности которого плавает бензин, попробуйте поднести спичку к этому ведру, бензин загорится). Горение – это химическая реакция окисления топлива кислородом, который содержится в воздухе. В ходе этой реакции высвобождается большое количество тепла и газа, который толкает поршень (пиковая температура горения в цилиндре – 2000⁰С). В нашем случае, процесс горения (окисления топлива) происходит на поверхности микро капель воды, вследствие чего, вода превращается в пар. Этот процесс несколько охлаждает камеру сгорания, препятствуя детонации. Таким образом, препятствуя детонации, можно сжечь больше топлива и получить большую мощность.

Кроме того, обволакивая микро капли воды, площадь поверхности топлива значительно увеличивается, что отражается на полноте сгорания в лучшую сторону.

Почему можно ездить на обедненных смесях?

Потому, что при использовании воды пропадает детонация, (как известно, обеднение топливной смеси провоцирует детонацию). Получаемый пар занимает дополнительный объём, площадь поверхности топлива увеличивается за счет того, что топливо обволакивает микро капли воды и это приводит к более полному сгоранию топлива.

Будет ли ржаветь двигатель?

Нет, не будет, так как вода подаётся только на горячем двигателе. Попадая на горячие поверхности двигателя, вода быстро испаряется, всасывается в цилиндры, а оттуда выбрасывается в атмосферу.

На хоостых оборотах вода не впрыскивается.

Известно ли вам, что в бензине содержится некоторое количество воды. Тем не менее, двигатели проходят сотни тысяч километров без ржавчины. Например, такая же ситуация и с обычным спиртом 96% , в котором содержится 4% воды. Получить спирт 100% сложно и если его поместить в открытой ёмкости – «идеальный» спирт сразу впитает в себя атмосферную влагу, которая и займёт 4% объёма спирта. Разница спирта и бензина состоит в том, что при превышении критического соотношения вода/спирт (бензин) вода растворяется в спирте и не растворяется в бензине, поэтому автомобилисты панически боятся воды в баке.

Знаете ли вы, что при полном удалении воды из бензина – бензин перестаёт гореть! Но это не относится к той воде, которая содержится в виде взвесей в баке.

Знаете ли вы, что в результате дожигания топлива в катализаторах современных автомобилей образуется вода? Наверняка Вы обращали внимание, как льется вода из глушителей иномарок…

Возможен ли гидро удар?

Всем известно, что вода – это несжимаемая жидкость. И если большое количество воды попадает в цилиндр, происходит гидроудар и разрушение двигателя.

В нашем случае вода попадает в цилиндр в виде микро капель, которые занимают объём не более 1/20 от объёма воздуха и камеры сгорания. Воздух, в свою очередь может сжиматься в очень большом диапазоне. Таким образом, впрыск воды не может привести к гидро удару.

За счет чего впрыск воды помогает охлаждать двигатель?

Вода имеет большую теплоёмкость, поэтому, превращаясь в пар, вода поглощает часть тепловой энергии, которая образовывается в двигателе.

За счет чего получается экономия?

Большой эффект экономии и увеличения мощности можно получить при предрасположености двигателя к детонациии (большинство отечественных авто), увеличении степени сжетия, увеличении давления наддува, при использовании забеднённых топливных смесей и низкооктановых бензинов.

Экономический эффект достигается за счет обеднения топливной смеси, возможность езды на низкооктановых бензинах.

В инжекторных двигателях обеднение топливной смеси происходит следующим образом: система управления инжекторных двигателей (ЭБУ) представляет собой автоматизированую самообучающуюся систему управления, которая анализирует внешние воздействия и по заданному алгоритму определяет нужное количество топлива и формирует управляющие сигналы для форсунок. Если на автомобиле установлена система «Ecomax — 2», впрыск топлива корректируется блоком надлежащим образом. Это позволяет корректировать качество смеси в большем диапазоне и получить больший эффект.

В карбюраторных двигателях обеднение смеси производится путем замены главного жиклёра на жиклёр с меньшим сечением.

Почему можно ездить на низкооктановом бензине?

Потому, что основное отличие между 95-м и 80-м бензинами состоит в основном, в детонационной стойкости, а впрыск воды полностью подавляет детонацию. По калорийности бензины практически не отличаются.

Какие процессы протекают в камере сгорания с водой?

В камере сгорания вода превращается в пар, способствующий равномерному распределению смеси по объему камеры и более полному сгоранию.

При температуре выше 800^о С происходит взаимодействие сажистых остатков топлива с водяным паром и при этом выделяется водород:

С + Н2О = СО2 + Н2.

При температуре выше 1000^оС происходит термохимический процесс взаимодействия водяного пара и углеводородного топлива с выделением водорода:

CmHm + mh3O + Q = mCO + (m + 0,5 n)h3.

При температуре выше 2500^оС происходит термический процесс разложения воды на водород и кислород:

h3O _>h3+0.5 O2

Весь выделяемый водород сжигается, как топливо. В результате разности температуры кипения воды и углеводородного топлива при нагреве внутренняя часть капли — вода — превращается в пар, в то время как оболочка капли, состоящая из топлива, продолжает оставаться в жидком состоянии. Именно в это время капля взрывается. Производится дополнительное дробление топлива с помощью так называемых микровзрывов. Это наиболее характерная особенность горения эмульсии, способствующая более полному сгоранию и улучшению экономических показателей двигателя.

Угол опережения зажигания увеличивается. Если на обычном топливе он равен 16^о до верхней мертвой точки, то при соотношении 60% топлива и 40% воды он должен быть уже 25^о.

Новый автомобиль BMW с серийным впрыском воды

1. Максимальная эффективность впрыска воды достигается при обеднении топливной смеси вплоть до 50% (при правильной настройке соотношения воздух/топливо/вода) в зависимости от совокупности факторов.

2. Максимальный вращающий момент можно получить при соотношении воздуха и топлива 13,2:1 на атмосферном двигателе. На турбированном двигателе топливную смесь обычно делают более богатой.

3. Впрыск воды – для форсирования двигателя наиболее эффективен в соотношении 50/50 спирт/вода (или метанол) и воды. (По рекомендациям зарубежных коллег).

4. Впрыск воды требует установки более раннего угла зажигания (на 2о – 4о) по сравнению с обычным режимом работы двигателя. В инжекторных двигателях установка угла зажигания производится автоматически.

5. Чрезмерное опережение угла опережения зажигания вызовет падение мощности и перегрев двигателя.

6. Качество распыления водной смеси имеет непосредственное отношение к эффективности системы. Более мелкие капли охлаждают камеру сгорания лучше и более равномерно.

7. Впрыск воды позволяет работать при более высоких степенях сжатия без детонации на низкооктановом топливе. Более высокая степень сжатия увеличивает вращающий момент и КПД двигателя.

8. Охлаждение потенциальных горячих точек в камере сгорания устраняет калильное зажигание, которое является наиболее разрушительной формой неконтролируемого горения в камере сгорания.

Скачать инструкцию для «Ecomax-2»

Впрыск воды в двигатель: как сделать самому

Система впрыска воды в двигатель является одним из доступных способов тюнинга силового агрегата. Данное решение позволяет увеличить мощность, крутящий момент и экономичность ДВС, повысить детонационную стойкость и улучшить ряд других характеристик мотора.

При этом такой тюнинг не предполагает каких-либо серьезных доработок силового агрегата по «железу», то есть впрыск воды в инжекторный двигатель или карбюраторный мотор может быть установлен с минимальным вмешательством в конструкцию.

Для чего нужен и как работает впрыск воды в двигатель: плюсы и минусы

Для начала немного истории. Самой идее впрыска воды в мотор больше сотни лет. Наибольшее практическое применение такая система нашла в авиации применительно к поршневым авиамоторам.

В 1940-е годы немецкие и американские пилоты, а также летчики из других стран активно использовали впрыск воды для того, чтобы увеличить мощность своих авиамоторов. Если точнее, в силовые агрегаты впрыскивалась смесь воды и метанола.

Однако после появления реактивного двигателя большинство работ по усовершенствованию системы впрыска воды были свернуты. Только ближе к 1980-м впрыск воды снова стал применяться, но теперь уже на автомобилях. Другими словами, указанное решение стало способом тюнинга и форсирования поршневого автомобильного ДВС, активно применяется в автоспорте.

Теперь давайте взглянем, как вода может обеспечить дополнительную мощность, экономичность, а также какие плюсы имеет способ. Прежде всего, конструктивно впрыск воды реализуется во впускной коллектор через специальную форсунку. Получается, вода распыляется и становится еще одним компонентом в составе топливно-воздушной смеси из бензина и воздуха.
В результате горючая смесь получает эффективное охлаждение после впрыска воды, также топливный заряд с частицами воды становится «тяжелее», такой плотный заряд в цилиндрах сильнее сжимается поршнем перед воспламенением. Работа на такой смеси в ряде случаев немного уменьшает общую токсичность выхлопа.

При этом сама скорость сгорания смеси замедлятся, то есть двигатель не подвергается риску детонации топлива. Температура в камере сгорания также уменьшается. Таковыми являются основные плюсы системы в случае, если было принято решение установить впрыск воды в дизельный двигатель, бензиновый атмосферный или турбоагрегат и т. д.

Однако есть и минусы. Более существенным недостатком считается нестабильность работы мотора при полностью открытой дроссельной заслонке, а также когда частота вращения коленвала не является высокой, машина движется с небольшой скоростью. Эти нюансы возникают по причине того, что вода не совсем равномерно распределяется по цилиндрам мотора.
Еще одним неприятным моментом можно считать обязательное условие использовать исключительно чистую дистиллированную воду. Дело в том, что для эффективной работы всей системы необходимо подавать на 10 кг. горючего около 2 кг. воды. Вполне очевидно, что при соотношении 1/5 использование обычной воды приведет к тому, что с каждыми 2 кг. воды в камере сгорания будет откладываться около 200 мг. солей и других примесей.

В результате двигатель выйдет из стоя уже через 100-150 моточасов работы. Именно по этой причине для системы водяного впрыска нужна предварительная качественная очистка базового компонента. Что касается практической пользы, для увеличения только порога детонации намного проще использовать химические добавки в топливо, чем бороться с детонацией при помощи добавки воды в рабочую смесь.

В списке минусов также отмечен факт, что в морозы использовать данную систему впрыска достаточно сложно, так как вода попросту замерзает. Использование спиртовых добавок способно решить проблему только при незначительном похолодании. С наступлением сильных морозов всю систему нужно снимать или сливать воду, после чего отключать.

Впрыск воды в двигатель своими руками

Итак, давайте разберемся с тем, как сделать впрыск воды в инжекторный двигатель или карбюраторный мотор. Сразу отметим, что в свободной продаже имеются готовые установочные комплекты для реализации такого впрыска.

В комплекте находятся специальные форсунки, бак, управляющее устройство для точного дозирования воды, насос, шланги и другие элементы, необходимые для установки. Основным недостатком можно считать очень высокую стоимость комплекта (около 2.5 3 тыс. у.е).

Рекомендуем также прочитать статью о том, как повысить мощность двигателя. Из этой статьи вы узнаете о доступных способах повышения мощности мотора.

По этой причине энтузиасты предпочитают реализовать задачу самостоятельно.

Как правило, водяную форсунку со специальным соплом для наилучшего распыления ставят во впускном коллекторе, причем областью установки становится место за инжектором или карбюратором.
Далее воду на форсунку подает насос, который монтируется в салоне. Для этих целей подходит электронасос 12 В.
Вода поступает из бачка (часто используют дополнительно установленный бачок омывателя ветрового стекла),

В случае с карбюратором также применяется следующий простой вариант, исключающий форсунку:

Все элементы системы, перечисленные выше, соединяются при помощи резиновых трубок или трубочек от медицинской капельницы.
Далее на трубочку, установленную на выходе из насоса, ставится игла от шприца.
Указанной иглой следует проколоть резиновую трубку регулятора опережения зажигания.
Далее следует зафиксировать иглу при помощи герметика. От толщины иглы будет зависеть количество воды, которая подается.

Также используется способ, когда трубка от капельницы подключается к заранее сделанному отверстию в первой камере карбюратора. В этом случае вода будет затягиваться в двигатель посредством разрежения, напоминая принцип работы распылителя.

Чаще всего схема реализована так, что водитель сам физически включает подкачку через переключатель, получая временный прирост мощности. Главной особенностью является точная настройка самодельной системы с учетом производительности электронасоса. Рекомендуется придерживаться пропорций в соотношении вода/воздух 1 к 10-и или 1 к 14-и, то есть 30-35 литров для ДВС с рабочим объемом 1500 см3.

Вода во время впрыска становится мелкодисперсной субстанцией, частицы имеют размер около 0,01 мм. Такая частица сразу обволакивается жирным бензином. В итоге смесь становится однородной (гомогенная ТВС), равномерно и полноценно заполняет камеру сгорания. На такой смеси мотор демонстрирует больший КПД, отодвигается детонационный порог.

При этом очень важно понимать, что избыточное количество воды во впуске может привести к гидроудару двигателя, то есть к его серьезной поломке. Также отметим, что в случае с атмосферными моторами не следует ожидать значительного увеличения мощности и крутящего момента. Для таких агрегатов главным плюсом можно считать лучшую стойкость к детонации.

Что касается двигателей с турбонаддувом, в этом случае заметных плюсов немного больше. На таких моторах форсунку для впрыска воды устанавливают за турбокомпрессором или за интеркулером. В результате удается эффективно снизить температуру поступающей в цилиндры рабочей смеси. Готовые фирменные комплекты водяного впрыска в двигатель снижают этот показатель до 40-60 градусов по Цельсию.

В итоге получается так, что для сжатия холодной смеси двигатель тратит меньше энергии. Также в цилиндры удается подать больше кислорода. В самом начале может показаться, что после попадания в горячий ДВС вода начинает активное испарение, то есть места для кислорода остается меньше. Однако при испарении воды происходит ее увеличение в объеме, то есть наблюдается рост давления в цилиндре. Это позволяет на 7-10% увеличить мощность турбомотора.

Дополнительные рекомендации

Следует обратить внимание на то, что оптимально подавать в мотор не просто дистиллированную воду, а смесь спирта и воды в соотношении 1/1. Такая водно-спиртовая добавка лучше распыляется, в итоге образуется мелкодисперсная смесь из воды, воздуха, спирта и бензина.

Если вода позволяла, главным образом, уменьшить детонацию и лучше охлаждать смесь, наличие в смеси метанола обеспечило ряд дополнительных преимуществ. Дело в том, что скорость горения спирта намного медленнее того же бензина. В результате давление в цилиндре растет плавне, что позволяет увеличить крутящий момент применительно к количеству оборотов коленвала.

Рекомендуем также прочитать статью о том, как форсировать двигатель. Из этой статьи вы узнаете о том, что такое форсированный двигатель, а также какие существуют способы форсирования мотора.

Хотелось бы еще раз отметить, что вода для впрыска должна быть дистиллированной, чтобы исключить образование отложений в камере сгорания. Также необходимо стремиться к наилучшему распылению, так как большее количество частиц позволяет добиться улучшения теплообмена и последующего испарения воды.

Это значит, что необходим мощный насос и отдельно подобранный распылитель форсунки. По этой причине способ с иглой от шприца многими специалистами и опытными тюнерами ставится под сомнение.

Подведем итоги

Напоследок добавим, что даже готовый комплект для впрыска не получится нормально использовать без предварительной тонкой настройки инжекторного или карбюраторного двигателя. Другими словами, потребуются дополнительные манипуляции с составом смеси (обеднение или обогащение), увеличение давления воздуха при наддуве, коррекция зажигания на более раннее и т.д.

Получается, купить готовый комплект или изготовить впрыск воды своими руками нельзя считать готовым решением. Намного важнее правильно настроить двигатель и саму систему с учетом дозированной подачи качественно распыленной смеси дистиллированной воды и метанола.

Преимущества и недостатки систем впрыска воды в двигатель

«Вода доставляет массу удовольствия».

Вы закончили настройку двигателя, но обнаружили, что при полной нагрузке двигатель глохнет или глохнет. Когда вы проводите диагностику автомобиля, вы обнаруживаете, что датчик детонации срабатывает для защиты двигателя.

Детонация в двигателе — это состояние, при котором топливо внутри двигателя воспламеняется преждевременно и возникает в двигателе, работающем при высокой степени сжатия. (Это также может быть вызвано другими факторами, включая низкое октановое число/низкое качество топлива или точки перегрева в двигателе.)

Для целей этой статьи мы предположим, что стук в двигателе возникает из-за того, что ваш двигатель хорошо настроен и работает с большими показателями сжатия, или из-за принудительной индукции.

Это также может быть вызвано добавлением или повышением мощности турбонагнетателя в вашем двигателе. Вы можете перестроить двигатель с поршнями с более низкой степенью сжатия, уменьшить поток воздуха в двигатель или использовать впрыск воды.

Так же, как пожарный брызгает водой на огонь, чтобы охладить его, впрыск воды в двигатель помогает подавить воспламенение. Это буквально замедлит горение топлива и обеспечит более полное сгорание. Некоторые сторонники впрыска воды перечисляют очищающий эффект, который он оказывает на двигатель и головку, но это не главное соображение.

Если вы не страдаете от стука в двигателе, впрыск воды не имеет значения, но может буквально спасти проект тюнинга, полный энтузиазма.

Вопрос в том, куда впрыскивать струю воды. Ваш основной выбор после компрессора (турбо или нагнетатель или до него). Затем у нас есть варианты введения в каждый прием или непосредственно перед ответвлением.

Ваш маршрут во многом зависит от коллектора и расположения компрессора. В идеале каждый коллектор впускного коллектора должен иметь форсунку для впрыска воды, требующую более сложного контроллера впрыска. Простейшие системы идут сразу после компрессора перед ответвлением, позволяющим потоку коллектора направлять заряд воды.

Ваша цель состоит в том, чтобы обеспечить одинаковое количество воды в каждом цилиндре, в противном случае двигатель выйдет из динамического баланса, и вам придется настроиться на самый слабый общий знаменатель.

Некоторые предпочитают работать с предварительным турбонаддувом с впрыском воды, но другие предполагают, что это может отрицательно сказаться на длительном сроке службы крыльчаток. Сторонники этого метода заявят, что это обеспечивает лучшее распыление воды во впускном коллекторе, а также снижает температуру на впуске, позволяя турбонаддуву работать более эффективно (сжатие воздуха повышает его температуру).

Мы, безусловно, согласны с тем, что попадание струи или крупных капель воды в рабочее колесо не имеет смысла.

Струя воды действительно должна начинаться только тогда, когда вы приближаетесь к порогу критического удара, поэтому нет смысла постоянно впрыскивать воду.

В идеальном мире вам потребуется около 10 дюймов длины впуска для равномерного смешивания топлива/воздуха и воды.

Размер сопла также имеет важное значение, и, как и в случае с топливной форсункой, вам нужен туман, а не струя. Допускается размер тумана около 50 микрон, при этом размер капель уменьшается по мере распыления. Форсунки меньшего размера (1 мм) намного эффективнее создают туман и обеспечивают распыление. Тепло двигателя (и теплота сжатия на впуске) завершит процесс распыления.

Как контролировать количество воды, впрыскиваемой в двигатель? Количество воды должно варьироваться в зависимости от нагрузки двигателя и оборотов. В качестве примера рассмотрим давление в коллекторе.

Давление в коллекторе может достигать 11 фунтов на квадратный дюйм при 3500 об/мин, а также достигать таких же 11 фунтов на квадратный дюйм при 7000 об/мин. Так как скорость двигателя на 100% больше, вам также потребуется как минимум удвоить впрыск воды. Это действительно окупается, чтобы получить контроллер впрыска воды хорошего качества, который учитывает число оборотов в минуту и показатели подачи топлива в уравнение. Скорость подачи топлива сама по себе является достаточно хорошим индикатором количества воды, поэтому грубый контроллер может принять это во внимание.

Поскольку впрыск воды замедляет горение, для большинства распространенных применений выиграет небольшое опережение времени на несколько градусов. Поскольку каждый движок уникален, вам необходимо тщательно настроить продвижение. Если вы зафиксировали небольшой или нулевой прирост мощности, скорее всего, у вас уже есть оптимальное время. Дальнейшее увеличение времени просто увеличит давление в цилиндре.

К недостаткам впрыска воды относится коррозия металлических зажимов и соединений впускного отверстия. Ржавые металлические детали, входящие в двигатель, — очень плохая идея. Поэтому проверьте воздухозаборник на наличие голых металлических зажимов и замените их на устойчивые к коррозии.

Следующее худшее, что может случиться, это внезапная потеря впрыска воды. Это может быть вызвано отказом форсунки, недостатком бака или неисправностью какого-либо другого компонента. Хорошая система впрыска воды будет иметь встроенную отказоустойчивость, которая снижает мощность двигателя, например, за счет снижения давления наддува в турбонаддуве. Чем лучше настроен двигатель, тем больше эта проблема.

На уличном автомобиле, настроенном на скоростную дорогу, датчик детонации должен иметь возможность регулировать подачу топлива, и это будет похоже на использование низкооктанового топлива. Пока вы держите обороты на низком уровне, вы сможете использовать автомобиль. Когда мы говорим о хорошо настроенной драг-машине, внезапная потеря воды и последующий стук могут быть катастрофическими и требуют серьезного размышления. Можно использовать резервную систему или двойную систему впрыска, обеспечивающую впрыск 50% в случае отказа одной из них.

Ежедневные проверки системы впрыска воды разумны, и чем лучше настроен автомобиль, тем важнее это. Всегда носите с собой немного запасной воды, проверяйте все линии подачи на предмет перетирания или трения. Используйте фильтрованную воду и периодически проверяйте водозаборник на наличие признаков коррозии.

Впрыск воды обычно оказывает такое же воздействие на двигатель, как и работа на топливе с более высоким октановым числом. Таким образом, это не имеет значения, если вы не страдаете от детонации. Однако на двигателях NA (без наддува) с добавленными турбинами это может сделать разницу между управляемым забавным автомобилем и неуклюжей собакой автомобиля.

Если вы хотите более подробно обсудить применение системы впрыска воды для вашего автомобиля, пожалуйста, присоединяйтесь к нам на нашем дружественном форуме и станьте частью тюнинг-сообщества TorqueCars .

Загляните на мой канал YouTube, мы регулярно добавляем новый контент…

ПОЖАЛУЙСТА, ПОМОГИТЕ: МНЕ НУЖНЫ ВАШИ ПОЖЕРТВОВАНИЯ, ЧТОБЫ ПОКРЫТЬ РАСХОДЫ НА РАБОТУ ЭТОГО САЙТА И ПОДДЕРЖАТЬ ЕГО РАБОТУ. Я не беру с вас плату за доступ к этому веб-сайту, и это спасает большинство читателей TorqueCars $100 в год — но мы НЕ ПРИБЫЛЬНЫ и даже не покрываем наши расходы. Чтобы мы продолжали работать, ПОЖАЛУЙСТА, Пожертвуйте здесь

Эта статья была написана мной, основателем Waynne Smith TorqueCars, и я ценю ваши отзывы и предложения. Эта запись была
подано в разделе «Модификации двигателя», «Принудительная индукция», «Впуск и выпуск», «Тюнинг». Вы можете оставить отзыв ниже или присоединиться к нашему форуму, чтобы подробно обсудить эту статью и модификацию автомобиля с нашими участниками.

Если вам понравилась эта страница , поделитесь ею с друзьями, разместите ссылку на нее на своем любимом форуме или используйте параметры закладок, чтобы сохранить ее в своем профиле в социальных сетях.

Пожалуйста, используйте наш форум , если вы хотите задать вопрос по настройке , и обратите внимание, что мы не продаем запчасти или услуги, мы просто интернет-журнал.

Помогите нам стать лучше, оставьте предложение или совет

Пожалуйста, посмотрите это видео и подписывайтесь на мой канал на YouTube.

Впрыск воды/метанола – Технические знания

| Практическое руководство — двигатель и трансмиссия

Химическое промежуточное охлаждение для повышения мощности.

Система впрыска воды/метанола остается популярной модернизацией на рынке высокопроизводительных автомобилей. Трудно поверить, что впрыск воды и чего-либо еще в двигатель в поисках большей мощности действительно может быть хорошей идеей, но правда в том, что впрыск воды/метанола полезен для всех двигателей с принудительным наддувом и без наддува, если все сделано правильно. Основной функцией впрыска воды/метанола является предотвращение детонации, но это не значит, что он не может также увеличить мощность/крутящий момент на 10-15 процентов при правильной настройке.

Что такое метанол?
Метанол представляет собой спиртовое соединение, состоящее из одного атома углерода, одного атома кислорода и четырех атомов водорода (Ch4OH), и его также называют древесным спиртом, карбиновой кислотой и метиловым спиртом. Эта ядовитая, легковоспламеняющаяся и относительно летучая жидкость встречается в природе, и ее домашнее использование восходит к третьему тысячелетию до нашей эры, когда египтяне использовали метанол в своих легендарных процессах бальзамирования. Впервые он был синтезирован в 1600-х годах, а затем был объединен с водой и использовался во время Второй мировой войны в двигателях истребителей и бомбардировщиков с наддувом. Спустя несколько быстрых лет его даже запретили как в F1, так и в NASCAR в 60-х за слишком большую мощность двигателей для соревнований.

Как это работает?
Проще говоря: помогает предотвратить детонацию. Вещества нагреваются при сжатии, а в традиционных бензиновых двигателях детонация, или «преждевременное зажигание», происходит, когда воздушно-топливный заряд цилиндра сжимается и нагревается до точки самовоспламенения во время фазы сжатия, прежде чем он может быть освещен в надлежащее время свечой зажигания. Если это произойдет за несколько градусов до поворота кривошипа, последствия могут быть неплохими. Но если это происходит дальше в такте сжатия, в экземплярах с высокой мощностью, это может легко разрушить внутренние компоненты двигателя. Системы впрыска воды/метанола подают мелкодисперсный туман смеси воды/метанола в заряд цилиндра двигателя, и по мере того, как смесь поглощает тепло и испаряется, температура внутри цилиндра снижается и снижается склонность к детонации. Современные новые автомобили, оснащенные датчиками детонации, очень хорошо предотвращают детонацию, замедляя момент зажигания в момент обнаружения детонации, также известной как «детонация», но делают это за счет значительного снижения выходной мощности и экономии топлива.

Хотя вода не является горючей, она обладает большей способностью охлаждать воздухозаборник, чем один только метанол. Вот почему большинство производителей рекомендуют впрыскивать в двигатель смесь метамфетамина и воды 1:1. Метанол также эффективно повышает октановое число топлива, что дает преимущества работы с более высоким октановым числом. Эффект испарения воды, а также повышение октанового числа метанола позволяют вашему двигателю работать с более опережающим опережением зажигания и/или наддувом для создания дополнительной мощности при правильной настройке. Общее эмпирическое правило заключается в том, что двигатель будет выдавать на один процент больше лошадиных сил на каждые 10 градусов снижения температуры на впуске. Многие энтузиасты обнаружили преимущества использования впрыска воды / метанола, эквивалентного использованию гоночного газа, но без ценника в 12 долларов за галлон.

С десятками комплектов для впрыска метанола, проданных сегодня на рынке, мы направились к гуру тюнинга SoCal HB Speed в Хантингтон-Бич, Калифорния, и протестировали комплект Devilsown DVC-30 Stage 2 на Mitsubishi EVO IX SE 2006 года. В то время как многие из комплектов их конкурентов используют детали, которые обычно можно найти в местных хозяйственных магазинах, Devilsown разрабатывает каждый компонент специально для каждого из своих комплектов метанола, чтобы обеспечить долгосрочную надежность. От держателя форсунки, уменьшающего внутреннюю турбулентность, до адаптеров бака со встроенными фильтрами и прогрессивных контроллеров метанола, разработанных специально для форсированных применений, Devilsown устраняет страх перед использованием впрыска воды/метанола, позволяя вашему двигателю работать с большим наддувом и синхронизацией. чтобы максимизировать мощность.

Электронный прогрессивный контроллер Devilsown DVC-30 является мозгом системы и преобразует напряжение MAP в значение форсирования, чтобы запустить насос воды/метанола при регулировке с помощью циферблата. Когда давление наддува достигает заданного уровня, насос активируется на 15-процентном рабочем цикле, а затем увеличивается в соответствии с наддувом, обеспечивая линейную характеристику. В качестве меры безопасности контроллер может быстро отключить насос, когда давление наддува падает ниже определенного порога, чтобы предотвратить пропуски зажигания или повреждение двигателя. Компактный дизайн прогрессивного контроллера был предназначен для установки внутри автомобиля, чтобы упростить настройку системы на лету, без необходимости открывать капот или использовать отвертки для регулировки ручек.

Этот насос с регулируемой скоростью на 250 фунтов на квадратный дюйм позиционируется как насос с самым высоким давлением на рынке. Этот насос высокого давления гарантирует, что распылительные форсунки выбрасывают мельчайшие капли для пикового распыления. Уникальная конструкция насоса DVL-8031 позволяет ему работать всухую без повреждений и включает в себя встроенный обратный клапан для защиты его внутренних компонентов для увеличения срока службы.

M1 Fabrication and Development, расположенная в Бреа, Калифорния, изготовила на заказ кронштейн для крепления 2,5-галлонного бака в багажнике нашего EVO IX.

Засорение форсунок является основной причиной отказа впрыска воды/метанола. Компания Devilsown разработала фитинги своих резервуаров для метанола с конусообразным экраном, который расположен наружу, против потока водно-метанольной смеси, для предотвращения засорения сопла.

При использовании с контроллером DVC-30 дополнительный самогерметизирующийся поплавковый выключатель активирует светодиодную систему предупреждения, чтобы предупредить, когда уровень воды/метанола достигает низкого уровня.

Компрессионные фитинги Devilsown имеют блокирующие зубья, позволяющие подсоединять напорные шланги простым нажатием или отсоединять, сдвинув язычок, для обеспечения герметичности.

Мы решили установить дополнительный пакет модернизации Devilsown, состоящий из трех футов нейлонового шланга высокого давления, фитингов для перемещения обратного клапана перед Y-образным соединением и дополнительных деталей для установки с двумя соплами.

Съемные ввинчиваемые фильтры с размером пор 80 микрон обеспечивают легкую очистку и превосходную фильтрацию. Форсунки никелированы для защиты от метанольной коррозии, что увеличивает срок службы. Каждая распылительная форсунка имеет встроенные уплотнительные кольца для предотвращения утечек. Определение правильного размера форсунки будет зависеть от рабочего объема двигателя, типа комплекта, давления насоса и мощности, но также может быть определено с помощью калькулятора форсунок Devilsown, расположенного на их веб-сайте (данного в конце этой статьи).

2,5-галлонный бак Devilsown — это первый бак для воды/метанола со встроенным поддоном и перегородкой для контроля жидкости. Конструкция поддона устраняет голодание насоса при резких поворотах, а перегородка уменьшает «выплескивание» жидкости во время спринтерского вождения. Бак изготовлен из полиэтилена высокой плотности толщиной 1/4 дюйма, который является тем же материалом и той же конструкцией, что и большинство гоночных топливных элементов.

M1 Изготовление и разработка приварили две заглушки к нашей заправочной трубе. Мы разместили одну форсунку перед корпусом дроссельной заслонки, а другую установили сразу после продувочного клапана.

Реактивный двигатель Devilsown для доставки воды/метанола в действии.

Повышение мощности двигателя с впрыском воды/метанола зависит не только от смеси воды/метанола. Вы должны настроиться, чтобы получить максимальную отдачу от него. Наш EVO IX, оснащенный турбонаддувом Tomei Arms M7960, распределительными валами Cosworth M2, головкой Cosworth с ЧПУ, Okada Projects Plasma Quad Pac и полным выхлопом Fujitsubo, показал базовую мощность 375 л. с. и 364 фунт-фут крутящего момента.

При динамической окраске EVO с установленным комплектом Devilsown мы обнаружили, что эффект повышения октанового числа смесью воды и метанола отражает настройку автомобиля на гоночном топливе. Впрыск воды/метанола позволил нам использовать то же соотношение воздух/топливо, что и при настройке газового насоса, но с добавлением меньшего количества топлива в карту нашего программного обеспечения для управления двигателем. При настройке с впрыском воды/метанола мы, как правило, получали те же соотношения воздух/топливо, что и настройки с насосом-топливом, но с меньшим расходом топлива и преимуществами повышенной детонационной стойкости. Мы смогли добавить синхронизацию и форсирование от 3800 оборотов в минуту до красной зоны, и получили 400 л.с. и 386 фунт-фут крутящего момента. Хотя мы могли бы получить еще больше мощности по сравнению с нашим базовым уровнем, цель состояла в том, чтобы использовать впрыск воды / метанола для защиты двигателя при экстремальных температурах трассы и напряженных дорожных гонках, а не просто стремиться к максимальной мощности.

10 вещей, которые вы должны знать о впрыске метанола, но боялись спросить.

Чанс Макклуркин, Devilsown

1) Какие выгоды можно ожидать от инъекций воды/мета?
В зависимости от текущей настройки вашего автомобиля, типа автомобиля и способностей вашего тюнера, все моды лучше всего реализуются с помощью какой-либо послепродажной настройки — та же теория применима к впрыску воды / метамфетамина. Но, как правило, увеличение мощности на 25-45 л.с. и столько же фунт-футов крутящего момента является обычным явлением, что делает впрыск метанола одним из лучших эффективных обновлений мощности для вашего автомобиля.

2) Может ли впрыск воды/мета повредить мой двигатель?
С большинством запасных частей всегда существует вероятность повреждения, но не в том случае, если устройство установлено и используется должным образом. Пока система впрыска работает правильно, она может приносить только пользу. Поскольку вода и метанол помогают растворить нагар, они также могут поддерживать чистоту свечей зажигания, клапанов и камер сгорания.

3) Можно ли использовать только впрыск воды без метанола?
Да, но вы не сможете воспользоваться октаноповышающими свойствами метанола, таким образом, вы получите охлаждение от воды, но не повышение октанового числа. Без метанола вы не сможете получить столько энергии.

4) Мы показали, какие преимущества может получить автомобиль с турбонаддувом от впрыска воды/метанола, но можно ли его использовать и на автомобилях без наддува?

Да, его можно использовать в N/A приложениях. Как правило, он используется, когда кому-то нужно больше октана или у него проблемы с детонацией.

5) Каковы наиболее важные вопросы при настройке комплекта метанола?
Наиболее важным вопросом является правильный размер сопла. Слишком часто люди отказываются от менталитета «немного хорошо, больше — лучше», поэтому мы рекомендуем соотношение воды и метанола 1:1. Двигатель может только проглотить столько воды в камерах сгорания, прежде чем он потеряет мощность.

6) Какие вспомогательные модификации необходимы для впрыска воды/метанола?
Как минимум, у вас должно быть какое-то управление двигателем, которое можно настроить для регулировки времени, наддува и топливных кривых, чтобы компенсировать эффекты повышения октанового числа и охлаждения. Вам не нужны впускной, выпускной, промежуточный охладители или усиленные внутренние компоненты. Хотя с большим количеством поддерживающих модов можно получить больше мощности.

7) Нужен ли насос высокого давления для подачи метанола? Почему бы не использовать заводской насос стеклоочистителя?
Вода/метанол должны быть впрыснуты выше 60 фунтов на квадратный дюйм для правильного распыления в двигателе. Давление ниже этого уменьшит охлаждающий эффект, поскольку более крупные капли, выходящие из насоса низкого давления, уменьшат общую площадь поверхности и практически не приведут к увеличению производительности.

8) На сколько хватит двухлитрового бака?
В приложениях с высоким наддувом / высокой мощностью для пробега в четверть мили будет использоваться до 1/8 бака. Следует подумать о большем баке, если в шоссейных гонках используется давление наддува более девяти фунтов на квадратный дюйм, где двухквартовый бак будет работать всухую всего за пять-шесть двухмильных кругов. При обычном уличном использовании в автомобиле мощностью 400 л.с. двухлитрового бака обычно хватает примерно на 450 миль.

9) Можно ли использовать жидкость для омывания ветрового стекла?
Большинство жидкостей для стеклоочистителей содержат гликоль или моющее средство, которые могут засорить форсунку. Мы рекомендуем нашу запатентованную метанольную смесь: Devilsown Brew. Метанол не только улучшает качество топлива, но и улучшает эффект промежуточного охлаждения во впускном тракте. Можно использовать денатурированный спирт, но мы настоятельно рекомендуем нашим клиентам использовать метанол для лучшей и стабильной работы.

10) При каком уровне наддува следует вводить воду/метанол?
Системы для нагнетателей или большие турбоустановки будут подавать метанол с 50-процентным пиковым наддувом. Нагнетатели прямого вытеснения или быстродействующие турбины должны впрыскивать метамфетамин при пиковом наддуве или около него. Большинство двигателей довольно терпимы к избытку водяного пара, вплоть до убывающей отдачи.

Где разместить форсунку для впрыска воды/метанола

1. Датчик массового расхода воздуха
Убедитесь, что вы не размещаете насадку перед датчиком массового расхода воздуха (MAF). Впрыск воды или метанола через датчик массового расхода воздуха, скорее всего, приведет к его короткому замыканию.

2. Пре-турбо
Расположение сопла перед турбокомпрессором химически изменяет карту турбокомпрессора, вызывая изменение соотношения воздух/топливо в двигателе. Впрыск воды/метанола непосредственно в турбину также может повредить лопатку компрессора.

3. Предварительный интеркулер
Установка сопла перед промежуточным охладителем может показаться идеальным местом для предварительного охлаждения, но у него есть свои недостатки. Если форсунка не испускает достаточно мелкодисперсный туман, и вода, и метанол могут конденсироваться и собираться на дне сердцевины промежуточного охладителя. В более холодном климате эффект переохлаждения может привести к замерзанию воды внутри промежуточного охладителя, что приведет к блокировке воздушного потока. С другой стороны, горячий воздух из турбонагнетателя может преждевременно испарить воду к тому времени, когда она достигнет воздухозаборника, что сделает систему неэффективной.

4. Промежуточный охладитель
Большинство установщиков метанола предпочитают размещать форсунку перед датчиком температуры впускного воздуха (IAT), обычно используемым на новых автомобилях. Датчики IAT контролируют температуру воздуха, поступающего в двигатель, и могут автоматически изменять угол опережения зажигания и снижать соотношение воздух/топливо из-за более низкой температуры впуска при впрыске воды/метанола. Этот причинно-следственный сценарий может создать больше лошадиных сил, но также может повредить двигатель. Еще одна проблема, которую мы обнаружили, заключалась в размещении форсунки перед выпускным клапаном, что вызывало нежелательный выброс паров метамфетамина/воды при открытии дроссельной заслонки.

5. Нагнетательная трубка
Размещение впрыскивающей форсунки как можно дальше от цилиндров на впускном коллекторе позволяет смеси воды и метанола лучше поглощаться всасываемым воздухом. Это обеспечивает большее распределение по каждому цилиндру, создавая максимально холодный заряд воздуха.

6. Корпус дроссельной заслонки
Наиболее распространенное место для размещения сопла находится в трех-шести дюймах от корпуса дроссельной заслонки. Форсунка должна распылять прямо в корпус дроссельной заслонки и никогда не должна располагаться прямо перед поворотом с узким радиусом. Размещение насадки непосредственно перед наклонной трубой может привести к тому, что жидкость прилипнет к стенкам трубы, прежде чем неэффективно капать во впускной коллектор.

7. Впускной коллектор
Установка отдельных форсунок на каждый впускной канал обеспечит подачу равного количества воды/метанола в каждый цилиндр. Единственным недостатком установки форсунок в коллектор являются дополнительные затраты на рабочую силу и запчасти.

Страницы трендов

Лучшие электромобили — самые популярные модели электромобилей
Сколько стоит Tesla? Вот разбивка цен
Лучшие гибридные автомобили — модели гибридных автомобилей с самым высоким рейтингом
Каждый электрический внедорожник, который вы можете купить в США в 2022 году
Это самые топливные пикапы.
- Лучшие электромобили — самые популярные модели электромобилей
- Сколько стоит Tesla? Вот разбивка цен
- Лучшие гибридные автомобили — модели гибридных автомобилей с самым высоким рейтингом
- Все электрические внедорожники, которые можно купить в США в 2022 году
- Это самые экономичные пикапы, которые вы можете купить
- Это внедорожники с лучшим расходом бензина
- Wizardry – Новости Матери-Земли
  Во время Второй мировой войны летчики-истребители могли нажать кнопку и впрыснуть струю воды в турбокомпрессоры своих чудовищных силовых установок, чтобы получить дополнительную тягу на взлете. Некоторое время спустя Chrysler (среди других производителей автомобилей) установил впрыск воды на ряд своих двигателей большого объема, опять же для повышения производительности. Действительно, закачка воды, используемая для увеличения мощности, не является чем-то новым.
  Но использование «Адамова эля» для экономии бензина — это, безусловно, изменение темпа! Видите ли, до недавнего времени просто не было никакого способа эффективно контролировать объем и распыление крошечного количества жидкости, необходимой для адаптации впрыска H ₂ 0 к небольшому экономичному двигателю. И достаточно типично, в то время как крупные технологии не смогли понять, как можно справиться с таким регулированием, мелкий предприниматель (с богатым опытом и изобретательностью, но скудным количеством долларов и ученых степеней) преуспел.
  Пэт Гудман установил свою первую систему впрыска воды (на гоночный автомобиль Porsche) в 1964 году, и гоночная организация в ответ запретила его устройство — оно делало автомобиль слишком быстрым! Неустрашимый Пэт решил, что даже если гоночный истеблишмент не заинтересован в «улучшении породы», он заинтересован.
  Сегодня, несколько раз на грани банкротства, инновационный механик владеет автомобилем, с которым может спорить только правительство: Ford Fiesta 1978 года выпуска, который расходует 50 миль на галлон при обычной езде по городу. (Эта впечатляющая цифра была подтверждена сотрудником MOTHER EARTH NEWS, который сопровождал Гудмана в 48-мильной прогулке вокруг Винчестера, штат Вирджиния. выпил всего 0,95 галлонов неэтилированного бензина. )
  Назад к основам
  Как и большинство хороших идей, конструкция впрыска воды Гудмана представляет собой удивительно простой подход к пугающе сложной проблеме. На самом деле производственная система гораздо менее сложна, чем модель-прототип. Он состоит только из распылительной форсунки, плюс два односторонних клапана от распылителей, немного шланга (для подачи воды в «распылитель» и отвода давления от системы выброса) и литрового бака для воды.
  Форсунка ввинчивается в верхнюю часть корпуса воздухоочистителя и распыляет мельчайшие капли воды в горловину карбюратора в ответ на команды штатных устройств контроля смога двигателя.
  Несмотря на свою периодическую критику правительственной регулирующей бюрократии, Пэт любезно благодарен за все время и деньги, которые они потратили на разработку устройства регулировки объема его системы: насоса для смога. Этот механизм впрыска воздуха тщательно контролирует скорость и нагрузку двигателя, а также обеспечивает давление для активации водяного сопла блока Goodman!
  Путем ограничения давления воздуха в насосе (либо с помощью клапана, либо путем обжатия шланга) примерно до 2 1/2 фунтов на кв. Бензин 5% гарантирован. А при 5% — если двигатель сжигает, например, галлон бензина каждые 45 миль — галлона воды хватит примерно на 900 миль.
  Как это работает?
  Итак, вам может быть интересно, как вода увеличивает расход бензина? Ведь старый добрый h30 не сгорит. Однако, поскольку вода не горит, жидкость (фактически) повышает октановое число топлива!
  Эта более высокая «температура воспламенения» обеспечивает три конкретных преимущества (а также некоторые ответвления). Во-первых, поскольку вода охлаждает газовоздушную смесь, существует большая вероятность расширения (поскольку давление прямо пропорционально температуре). Во-вторых, сгорание превращает капли воды в пар, что также помогает создать бонус к давлению (так же, как то же самое вещество приводит в действие паровой двигатель).
  Наконец, и это наиболее важно, преобразование воды в пар требует тепла (со скоростью около 1100 калорий на грамм жидкости) в очень критический момент. Это поглощение тепла не позволяет температуре сгорания достигать резкого пика (как это происходит в стандартном двигателе) и затем быстро падать. Вместо этого тепло автомобиля увеличивается медленнее, достигает более низкого пика и снижается гораздо более постепенно. (Кроме того, более длительная общая продолжительность сгорания создает большее давление, чем стандартный цикл двигателя.)
  Таким образом, один только впрыск воды может сделать ваш двигатель более эффективным (и экономичным), но хороший механик может легко улучшить эти преимущества! Гудман, например, использует свою Fiesta со степенью сжатия 12,7:1. Он может сделать это, потому что пониженная температура сгорания предотвращает нормальные проблемы, связанные с преждевременным зажиганием и выбросами закиси азота (которые возникают в условиях высокой температуры). –дорого) тест на закись азота только с половиной максимально разрешенных выбросов.
  Высокая степень сжатия может иметь много преимуществ, но по большей части такие «плюсы» связаны с повышенной мощностью. Большинство людей предполагают — или их заставили поверить, — что большая мощность означает больший расход бензина. Не так! Повышение степени сжатия не меняет ни рабочего объема, ни расхода топлива, а только позволяет лучше использовать доступное топливо. В Goodman Fiesta большая мощность означает, что для движения с той же скоростью можно использовать меньше дроссельной заслонки. Такое эффективное использование бензина приводит к увеличению пробега… а также повышению производительности. (Кстати, поршни, которые Пэт использовал для повышения компрессии в своем маленьком Форде, можно приобрести в его магазине автозапчастей.)
  Если вы не хотите заниматься заменой поршня, вы все равно можете сэкономить примерно 20% MPG, установив систему впрыска воды на свой стандартный двигатель. Поскольку Пэт планирует продавать установочный комплект, включающий форсунку, односторонние клапаны, резервуар для воды, соответствующее оборудование и подробную инструкцию, который будет доступен (к тому времени, когда вы будете это читать) менее чем за 50 долларов, система впрыска воды должна окупиться. для себя (из расчета около пенни за милю) всего 5000 миль по дороге.
  Кроме того, система настолько проста в установке, что может быть готова к работе менее чем за два часа, а единственным рекомендуемым обслуживанием является очистка форсунок (уксусом) каждые 20 000 миль.
  Однако будущее системы впрыска воды Пэта Гудмана еще не определено. Во время переговоров о дистрибуции с крупной нью-йоркской фирмой Пэт узнал о возможности возбуждения иска АООС против людей, производящих аксессуары для автомобильных двигателей.
  В то время как НОВОСТИ МАТЕРИ-ЗЕМЛИ могут полностью понять, почему устройства, которые издают шум, выплевывают смог или глотают бензин, должны контролироваться, должны быть сделаны скидки для мелких производителей, которые действительно могут помочь всем нам. Сегодня Пэту не разрешено устанавливать свои форсунки (как и любому профессиональному механику, без теста на закись азота за 3000 долларов), несмотря на их кажущиеся преимущества. Завтра ему может вообще не разрешить их делать.
  Впрыск воды – техническое описание
  Как работает система впрыска воды
  Системы впрыска воды преимущественно используются в двигателях внутреннего сгорания с наддувом (с турбонаддувом или наддувом). Только в экстремальных случаях, таких как очень высокая степень сжатия, топливо с очень низким октановым числом или слишком большое опережение зажигания, это может принести пользу двигателю без наддува. Эта система существует уже давно, поскольку она уже использовалась в некоторых авиационных двигателях времен Второй мировой войны.
  Система впрыска воды работает аналогично системе впрыска топлива с той разницей, что она впрыскивает воду или смесь воды и спирта вместо топлива. Впрыск воды не следует путать с распылением воды на поверхность охладителя наддувочного воздуха на входе, распыление воды гораздо менее эффективно и менее сложно.
  Турбокомпрессор существенно сжимает воздух, поступающий в двигатель, чтобы нагнетать больше воздуха, чем это было бы возможно при атмосферном давлении. Больше воздуха в двигатель автоматически означает, что необходимо впрыскивать больше топлива, чтобы поддерживать соответствующее стехиометрическое значение соотношения воздух/топливо (около 14:1). Больше воздуха и топлива в двигатель приводит к большей мощности. Однако, сжимая впускной воздух, турбонагнетатель также нагревает его. Более высокие температуры воздуха приводят к разрежению воздуха и, следовательно, к изменению стехиометрического соотношения, что приводит к обогащению смесей. Перегрев воздуха на впуске может вызвать детонация .
  Детонация, эффект, также известный как детонация или стук в двигателе, возникает, когда воздушно-топливная смесь воспламеняется преждевременно или сгорает неправильно. При нормальной работе двигателя фронт пламени проходит от свечи зажигания через цилиндр по заданной схеме. Пиковое давление в камере возникает примерно при 12 градусах после ВМТ, и поршень проталкивается вниз по каналу ствола.
  В некоторых случаях и по таким причинам, как бедная смесь, слишком высокая температура двигателя или температура на входе, топливо со слишком низким октановым числом, слишком большое опережение зажигания, слишком большой турбонаддув и т. д. основной фронт пламени, инициированный свечой зажигания, может сопровождаться вторым фронтом пламени. Затем давление в камере возрастает слишком быстро, чтобы движение поршня могло его сбросить. Давление и температура становятся настолько высокими, что вся смесь в камере неконтролируемым образом взрывается. Если сила этого взрыва велика, некоторые движущиеся части двигателя (поршни, шатуны, клапаны, кривошип) могут быть разрушены.
  Детонации в любом двигателе всегда следует избегать путем снижения температуры на входе, использования топлива с более высоким октановым числом, замедления воспламенения и, следовательно, снижения мощности двигателя, уменьшения прорыва газов в двигатель (ситуация, при которой высокое давление в картере отправляет масляные пары обратно внутрь двигателя). камера сгорания), работа двигателя чуть богаче, чем при стехиометрическом соотношении, понижение степени сжатия и/или давления наддува, … .
  Впрыск воды используется для снижения температуры в цилиндрах и более эффективного сжигания воздушно-топливной смеси, что помогает избежать детонации.
  В двигателях с турбонаддувом высокого давления топливно-воздушная смесь, поступающая в цилиндры, в некоторых случаях может преждевременно взорваться (до воспламенения свечи зажигания) из-за экстремальных условий окружающей среды двигателя. Эта ситуация чрезвычайно разрушительна и приводит к серьезному повреждению двигателя (пробиванию поршня). Во избежание повреждения двигателя в результате детонации или преждевременного зажигания вода впрыскивается вместе с топливом в камеры сгорания, чтобы обеспечить смесь вода/воздух/топливо, которая не только сгорает более эффективно и предотвращает детонацию или преждевременное зажигание, но и также обеспечивает дополнительное охлаждение приточного воздуха и, следовательно, более плотный воздух. Единственной функцией впрыска воды является предотвращение детонации.
  В основном существует три варианта систем впрыска воды. Они зависят от расположения водяных форсунок. Первый метод заключается в впрыскивании воды на вход во впускной коллектор. Второй впрыскивает воду на выходной патрубок интеркулера. Третий способ заключается в впрыскивании воды на вход промежуточного охладителя и используется только в гоночных автомобилях. В этом последнем варианте большая часть предотвращения детонации в цилиндре осуществляется путем впрыска дополнительного топлива, которое затем используется в качестве охлаждающей жидкости (т. Е. Не сгорает) и запускает двигатель при превышении стехиометрического отношения (т. Е. Обогащенном).
  Как работает впрыск воды
  Система обычно состоит из 3-х элементов:
  - Водяной инжектор (похож на топливный инжектор)
  - Насос высокого давления (способный достигать давления не менее 3–4 бар, а иногда даже больше)
  - Датчик давления, подключенный к впускному коллектору
  - Датчик температуры воздуха на впуске
  Обычно система впрыска воды включается, когда температура воздуха на впуске превышает определенное значение, обычно 40 градусов Цельсия, и двигатель работает на наддуве. Самые передовые системы добавляют к вышеперечисленным электронным схемам, которые обеспечивают трехмерную картографию, аналогичную той, которая используется в системах впрыска топлива. Устройства на основе картографии учитывают гораздо больше параметров, таких как соотношение воздух/топливо, положение дроссельной заслонки и так далее.
  Почему вам следует подумать о впрыске метанола в воде для вашего двигателя
  Все человеческое существование зависит от одного единственного элемента: воды. Без него никто из нас не сможет на этой планете выйти и поиграть с машинками. Так что х30 вещь необходимая и мощная, и при правильном внедрении в ДВС могут получиться хорошие вещи. По словам сотрудников Snow Performance/Nitrous Express, система впрыска метанола может увеличить мощность и сократить расход топлива. Он также может очищать клапаны двигателей с непосредственным впрыском. Простое добавление небольшого количества воды в двигатель для достижения всех этих целей поначалу кажется немного надуманным. Тем не менее, после разговора с Райаном Льюисом, директором по маркетингу Snow Performance/Nitrous Express, он объяснил науку о том, что вода равняется лошадиным силам.
  Впрыск водометанола во впускной коллектор может помочь снизить температуру на впуске, увеличивая плотность воздуха. Водометанол также может повысить октановое число топлива, что позволяет увеличить время.
  Одним из преимуществ добавления системы впрыска водометанола является то, что метанол повышает октановое число топлива. Например, октановое число 91 с добавлением водометанола может равняться октановому числу 110-111. Это гораздо более дешевый способ повысить октановое число топлива вместо того, чтобы покупать гоночный бензин по одному галлону за раз. Некоторые из комплектов, доступных в Snow Performance / Nitrous Express, стоят всего 309 долларов.. Любой, кто недавно приобрел гоночное топливо, может сказать вам, что всего две поездки к заправочным колонкам на гоночной трассе обойдутся вам дороже, чем этот водно-метаноловый комплект.
  Snow Performance продает собственную смесь водно-метаноловой смеси 50/50 под названием Boost Juice. Эти бутылки продаются во многих обычных магазинах, а также на Amazon.com.
  Правильная смесь
  Согласно Льюису, смесь для успешной работы с системой впрыска воды и метанола должна состоять из 50 процентов воды и 50 процентов метанола. «Некоторые люди думают, что смесь чистого метанола была бы лучше, но они ошибаются», — сказал Льюис. «Во-первых, чистый метанол может воспламениться при температуре всего 140 градусов, и он горит незаметно, поэтому это не самый безопасный материал для вашего автомобиля, не смешанный с водой. Кроме того, вода поглощает почти в два раза больше тепла, чем метанол, на впуске и внутри камеры сгорания, что помогает охлаждать камеру сгорания. Поскольку вода не может воспламениться от вспышки, она увеличивает октановое число. Смесь 50/50 — это то, что вам нужно». Snow Performance/Nitrous Express продает свою собственную смесь 50/50 в одногаллонных бутылках Boost Juice. Они продаются по цене чуть более 10 долларов за галлон, и один галлон даст вам множество возможностей для использования системы впрыска водно-метанольной смеси.
  Этот комплект впрыска водометанола с принудительной индукцией наддувочного охладителя Stage 2.5 от Snow Performance предназначен для двигателя GM LT1 (Corvettes 2014+ и Camaro 6.2L 2016+). Этот комплект не поставляется с бачком, потому что Сноу рекомендует использовать простую установку, заливая водно-метаноловый раствор в бачок для жидкости омывателя ветрового стекла.
  Система
  Одним из преимуществ комплекта для впрыска водометанола является простота работы и установки системы. Система работает путем распыления водометанола во впускную камеру через форсунки. Вода немедленно испаряется в воздух в коллекторе, снижая температуру всасываемого воздуха и увеличивая плотность воздуха. Это хорошо, потому что двигатели внутреннего сгорания лучше всего работают с холодным плотным воздухом. Что вам нужно, чтобы эта система работала, так это сначала бак с водно-метаноловым раствором. Snow Performance/Nitrous Express рекомендует использовать стандартный бачок омывателя ветрового стекла автомобиля для некоторых своих установок. Это настолько простой вариант, что кажется слишком хорошим, чтобы быть правдой. «Многие серийные автомобили даже оснащены индикатором на приборной панели, который сообщает вам, когда уровень жидкости в омывателе заканчивается», — говорит Райан. «Когда загорается индикатор, вы знаете, что вам нужно добавить больше Boost Juice. Мы также продаем комплект для добавления сигнальной лампы индикатора пустой бутылки к любому резервуару». Отвечая на вопрос, насколько хорошо водометаноловый Boost Juice очищает ветровое стекло от насекомых, Райан сообщил нам, что самая доступная на рынке жидкость для стеклоочистителей уже представляет собой смесь водно-метанольного спирта. Вы можете использовать жидкость в своем автомобиле прямо сейчас и впрыскивать ее в двигатель для увеличения мощности.
  Для тех, кто не хочет использовать свой бачок омывателя ветрового стекла и предпочитает большую емкость, вы можете установить специальный бачок для метанола в багажнике.
  После того, как вы определитесь с баком для воды, штатным бачком омывателя ветрового стекла или специальным баком, следующим шагом будет подключение бака к впускному коллектору через насос, который может развивать силу не менее 50 фунтов силы на квадратный дюйм (psi). Для правильного распыления водометанол необходимо вводить при давлении выше 50 фунтов на квадратный дюйм. Ниже 50 фунтов на квадратный дюйм значительно снижает охлаждение воздушного заряда из-за более крупных капель и их меньшей общей площади поверхности. Кроме того, при недостаточном распылении существует большая склонность к гашению сгорания, что приводит к потере мощности. Насосы Snow Performance созданы для достижения идеального давления для распыления и оптимальной производительности. Извините, но ваш заводской насос омывателя ветрового стекла не поможет.
  Соленоид Snow Performance — это устройство, которое в нужное время подает правильное давление водно-метаноловой смеси на впуск.
  Следующим шагом в установке системы впрыска водометанола является контроллер, который определяет, когда и сколько воды-метанола добавляется в двигатель. Сноу продает свой контроллер VC-50 с 52-миллиметровым датчиком, который служит датчиком наддува. Вы можете установить параметры, которые пропорционально впрыскивают больше или меньше, чтобы соответствовать требованиям двигателя. Вот и все: бак, насос, немного сантехники и контроллер.
  Контроллер Snow также является датчиком, который можно установить на приборную панель вашего автомобиля. Он имеет возможность отображать семь различных цветов (синий, белый, красный, желтый, оранжевый, фиолетовый, зеленый) на экране, отображающем наддув, процент впрыска, низкий уровень, активацию вторичной форсунки, кнопку заливки и два кода неисправности непосредственно на дисплее. экран. Вы можете настроить контроллер так, чтобы он соответствовал цвету ваших датчиков OEM.
  Очистка клапанов
  Помимо увеличения мощности, впрыск водометанола также может очищать клапаны. Ранее мы обсуждали вопрос о масляных отложениях на клапанах двигателей с непосредственным впрыском и о том, как с этой проблемой может помочь маслоотделитель. Что не было упомянуто в этой статье, так это преимущества впрыска воды при очистке клапанов от надоедливых минеральных отложений, которые могут утяжелить клапан и снизить производительность. Многие производители взимают плату с клиентов дилерских центров, чтобы они стреляли осколками грецкого ореха в клапаны для их очистки (дорогой процесс). Впрыск водометанола постоянно очищает клапаны, что позволяет избежать дорогостоящего процесса «грецкого ореха» в дилерском центре и поддерживать клапаны чистыми, легкими и эффективными.
  Рич Оливье, владелец и производитель двигателей в компании TEM Performance, рассказал об идее использования грецких орехов для очистки двигателя: «В моей мастерской мы очень много работаем, чтобы поддерживать чистоту. У нас есть специальное машинное отделение, отличная система вентиляции, и нам нравится поддерживать чистоту, как в операционной. Но, к сожалению, мы все это делаем для того, чтобы люди начали пихать грецкие орехи в двигатель? Мне это не нравится». Рич сказал, что грецкие орехи используются потому, что они легко воспламеняются и в конечном итоге сгорают внутри двигателя. Тем не менее, он согласен с тем, что использование водно-метанолового впрыска на двигателе с непосредственным впрыском — отличный способ защитить впускные клапаны от отложений и не использовать грецкие орехи.
  Вот снимки впускных клапанов до и после. На фото «до» видно образование масляных отложений на клапанах двигателя с непосредственным впрыском. На фото «после» мы видим тот же двигатель после 1000 миль пробега с впрыском метанола. Разница поразительна.
  Чтобы доказать, как впрыск водометанола может очищать впускные клапаны, Льюис сказал, что Snow Performance использовала тестовый мул Ecoboost F150, проехавший несколько миль и изрядное количество масляных отложений на клапанах. Они сфотографировали клапаны перед установкой системы впрыска воды, а затем проехали на грузовике полторы недели (более 1000 миль) с разными нагрузками и буксировкой. При использовании водометанольной системы впрыска нашли больше мощности для буксировки. Затем они сняли впускной коллектор и снова сфотографировали клапаны, чтобы убедиться, что они были впечатляюще чистыми и не нуждались в грецких орехах.
  Вот система пластин для установки с высоким ползунком. Snow Performance имеет множество различных применений для установки систем впрыска водометанола на автомобили без наддува, бензиновые, дизельные, с турбонаддувом или наддувом.
  Области применения
  Впрыск водометанола подходит для различных типов двигателей, от бензиновых до дизельных. Первоначальная конструкция водометанольной системы Snow Performance предназначалась для дизельного топлива. Льюис сказал: «Дизельные двигатели имели непосредственный впрыск задолго до того, как они стали популярными среди бензиновых двигателей. Впрыск водометанола снижает температуру всасываемого воздуха в дизельных двигателях, а также снижает температуру выхлопных газов (EGT). Более низкая температура на впуске помогает увеличить мощность, а более низкая температура выхлопных газов безопаснее и обеспечивает большую мощность». Для буксировки дизельного топлива Snow Performance предлагает 10-галлонный бак для метанола.
  Но впрыск водометанола подходит не только для дизельных двигателей. Бензиновые двигатели с обычным наддувом, особенно двигатели с высокой степенью сжатия, которые нуждаются в гоночном газе, также могут извлечь выгоду из водометанола. Поскольку водометанол увеличивает октановое число в топливе, он обеспечивает большую мощность и производительность, а также охлаждение впуска и очистку клапанов. Где впрыск водометанола сияет, так это на бензиновых автомобилях с наддувом или турбонаддувом и с промежуточными охладителями. «Вы можете увеличить наддув на 3-5 фунтов, просто переходя от горячего к холодному», — говорит Льюис. «Если в автомобиле менее эффективный промежуточный охладитель, то водометанол может компенсировать разницу в охлаждении и обеспечить больший прирост».
  
  Snow Performance изготавливает готовые к установке пластмассовые впускные коллекторы с болтовым креплением, уже подключенные к системе впрыска водометанола.
  Snow Performance показал отличный прирост мощности на C7 Corvettes с нагнетателем Vortech. Для любой установки с центробежным нагнетателем или турбонаддувом они рекомендуют устанавливать водометаноловые форсунки после нагнетателя или турбонаддува перед корпусом дроссельной заслонки. Для автомобиля с нагнетателем в стиле Рутса они рекомендуют устанавливать водометаноловые форсунки перед нагнетателем, чтобы помочь охладить сам нагнетатель для еще большего прироста мощности.
  Не все установки должны быть чрезвычайно сложными, эта простая установка во впускную трубу перед корпусом дроссельной заслонки идеально подходит для увеличения мощности.
  Гонки
  Впрыск метанола воды можно использовать на автомобилях для дрэг-рейсинга, шоссейных гонках или просто на дорожных транспортных средствах. Размер бака должен быть больше для шоссейных гонок в зависимости от того, как часто вы включаете впрыск водометанола. Для дрэг-рейсинга преимущества более низкой температуры впуска и более высокого октанового числа топлива очевидны. Преимуществом является мощность и экономия топлива для дорожных транспортных средств. Более обедненное соотношение воздух-топливо можно использовать для нормальной работы и лучшего расхода топлива при впрыске водометанола.
  Snow Performance продает несколько впускных коллекторов, уже подключенных к их системам впрыска метанола. Это обеспечивает легкое решение для впрыска метанола в наиболее эффективной точке для снижения температуры на входе и обеспечения идеального распыления смеси.
  Водный метанол — это ответ
  Вода — это жизнь, и впрыск водометанола может дать двигателю множество преимуществ. Системы Snow Performance можно установить за считанные часы, не снимая бамперы и не прокладывая нестандартные впускные трубы. Система проста по своей конструкции, проста в установке и проста в использовании, и эти системы очень доступны по цене. С фантастическими преимуществами, такими как увеличенная мощность, лучший расход топлива и очистка впускных и выпускных клапанов, почему бы вам не захотеть установить систему на свой автомобиль?
  BMW пробует непосредственный впрыск воды в своем 3-цилиндровом бензиновом двигателе
  С непосредственным впрыском воды для бензиновых двигателей с турбонаддувом BMW Group попыталась расширить возможности традиционной технологии двигателей посредством постоянного процесса усовершенствования и усовершенствования. Контролируемый впрыск воды в цилиндры двигателя создает охлаждающий эффект, который позволяет повысить мощность и крутящий момент, особенно при работе на полном или почти полном газе, и в то же время снизить расход топлива и выбросы.
  Впрыск воды дебютировал в современном двигателе BMW Group под капотом автомобиля безопасности BMW M4 MotoGP. Разработанный BMW M GmbH на базе высокопроизводительного спортивного автомобиля M4 для участия в ведущих мировых мотогонках, он оснащен модифицированной версией высокооборотного шестицилиндрового рядного двигателя M TwinPower Turbo. который развивает максимальную мощность 317 кВт/431 л.с. и максимальный крутящий момент 550 Нм/405 фунт-фут (расход топлива в смешанном цикле: 8,8–8,3 л/100 км; выбросы CO2 в смешанном цикле: 204–194 г/км) в стандартной комплектации BMW M4. Система впрыска воды придает автомобилю безопасности BMW M4 MotoGP дополнительную мощность, крутящий момент и эффективность для выполнения своих обязанностей на гоночной трассе.
  Мероприятие BMW Group Innovation Days 2015 знаменует собой первую презентацию этой технологии в прототипе модели основного бренда BMW с трехцилиндровым бензиновым двигателем последнего поколения . В этой версии системы большая часть воды впрыскивается непосредственно в камеру сгорания, а не только во впускной коллектор. В прототипе, созданном на базе 5-дверной модели BMW 1 серии, непосредственный впрыск воды обеспечивает оптимальный баланс между удовольствием от вождения и расходом топлива в соответствии с принципом эффективной динамики.
  Эффект охлаждения повышает эффективность: до десяти процентов больше мощности, до восьми процентов меньше реальной экономии топлива . Непосредственный впрыск воды позволяет более эффективно использовать потенциал турбонаддува. Вода впрыскивается в виде тонкой струи в камеру сгорания, где она испаряется, извлекая энергию из окружающей среды и снижая температуру сгорания в двигателе примерно на 25° по Цельсию.
  В частности, при полностью открытой дроссельной заслонке этот охлаждающий эффект обеспечивает значительное повышение эффективности, а также помогает улучшить процесс сгорания различными другими способами:
  - Эффективность: охлаждающий эффект, обеспечиваемый впрыском воды, снижает температуру в достаточной степени, чтобы избежать необходимости впрыскивать дополнительное топливо для снижения температуры выхлопных газов при работе на полном газу или близком к нему; гомогенная топливно-воздушная смесь и повышенная эффективность при полной нагрузке позволяют сократить реальную экономию топлива до восьми процентов.
  - Выбросы: снижение температуры сгорания приводит к снижению выбросов NOx.
  - Снижение детонации: более низкие температуры снижают риск неконтролируемого сгорания (детонации).
  - Более высокая степень сжатия: сниженный риск детонации позволяет увеличить степень сжатия трехцилиндрового двигателя прототипа модели с 9,5:1 до 11,0:1 , оптимизируя эффективность также в диапазоне низких и средних оборотов дроссельной заслонки.
  - Performance: более ранняя точка зажигания и более высокое давление наддува улучшают мощность и крутящий момент двигателя до 10 процентов; повышенное содержание кислорода в холодном впускном воздухе также повышает мощность.
  - Совместимость с топливом: выходная мощность оптимизируется даже при работающий на низкооктановом топливе (RON 95) ; поэтому двигатели с турбонаддувом и непосредственным впрыском воды можно использовать в любой точке мира.
  - Снижение тепловой нагрузки: t Эффект охлаждения снижает тепловую нагрузку на поршни, клапаны, каталитический нейтрализатор и турбонагнетатель .
  Преимущества охлаждения с прямым впрыском воды можно использовать по-разному. В зависимости от типа автомобиля и двигателя можно отдать приоритет либо увеличению мощности, либо повышению экономии топлива.
  Система рекуперации воды на борту обеспечивает повседневную практичность.
  Система впрыска воды автомобиля безопасности BMW M4 MotoGP забирает воду из пятилитрового бака в багажнике.

Posted inДвигатель

Впрыск воды в инжекторный двигатель

Эффект от присутствия воды в составе горючей смеси

Краткий экскурс в историю

Как работает система впрыска воды

Впрыск воды в двигатель – есть ли смысл

Почему помогает

Почему не нужно ставить

Реальный пример

Впрыск воды в двигатель что это

Почему помогает

Почему не нужно ставить

Реальный пример

Впрыск воды в двигатель: повышение мощности, миф или реальность

Как это работает

Обратная сторона

Ситуация в наше время

Возможность установки на собственный автомобиль

Утоли мои печали: как впрыск воды повышает мощность мотора

С чего все началось?

Впрыск воды, наши дни

Можно ли поставить такую систему себе на машину?

Как впрыск воды в цилиндры повышает мощность и экономичность двигателя

Как впрыск воды повышает мощность мотора

повышение мощности, миф или реальность

Как это работает

Обратная сторона

Ситуация в наше время

Возможность установки на собственный автомобиль

Впрыск воды в двигатель!? Ecomax

Впрыск воды в двигатель: как сделать самому

Для чего нужен и как работает впрыск воды в двигатель: плюсы и минусы

Впрыск воды в двигатель своими руками

Дополнительные рекомендации

Подведем итоги

Преимущества и недостатки систем впрыска воды в двигатель

Впрыск воды/метанола – Технические знания

Химическое промежуточное охлаждение для повышения мощности.

Страницы трендов

Лучшие электромобили — самые популярные модели электромобилей

Сколько стоит Tesla? Вот разбивка цен

Лучшие гибридные автомобили — модели гибридных автомобилей с самым высоким рейтингом

Каждый электрический внедорожник, который вы можете купить в США в 2022 году

Это самые топливные пикапы.

Лучшие электромобили — самые популярные модели электромобилей

Сколько стоит Tesla? Вот разбивка цен

Лучшие гибридные автомобили — модели гибридных автомобилей с самым высоким рейтингом

Все электрические внедорожники, которые можно купить в США в 2022 году

Это самые экономичные пикапы, которые вы можете купить

Это внедорожники с лучшим расходом бензина

Назад к основам

Как это работает?

Впрыск воды – техническое описание

Как работает система впрыска воды

Как работает впрыск воды

Почему вам следует подумать о впрыске метанола в воде для вашего двигателя

Правильная смесь

Система

Очистка клапанов

Области применения

Гонки

BMW пробует непосредственный впрыск воды в своем 3-цилиндровом бензиновом двигателе

Система рекуперации воды на борту обеспечивает повседневную практичность.