О технологии впрыска воды то забывают, то снова вспоминают. Оснащенные такой системой серийные легковые автомобили - не выпускающиеся сейчас, а выпускавшиеся когда бы то ни было - можно в буквальном смысле слова пересчитать по пальцам. Oldsmobile F85 начала шестидесятых, о котором в наши годы никто бы и не вспомнил, не будь он первой в истории серийной машиной с турбонаддувом. Выпускавшаяся в конце восьмидесятых редкая версия Saab 99 Turbo S. Недавно представленная M4 GTS - самая злая модификация и без того весьма быстрого баварского купе. Любой из этих автомобилей был и останется не более чем экзотическим исключением из правил.
С другой стороны, создатели очень мощных моторов (мотористы тюнинг-ателье или те, кто строит машины для дрэг-рейсинга) продолжают пользоваться впрыском воды не первый десяток лет. Значит, смысла использование этой технологии не лишено. Но в чем же логика - подливать воду туда, где все должно гореть и полыхать как можно ярче?
BMW планирует собрать всего 700 экзепляров M4 GTS. В России будет продано 4 из них.
Не секрет, что мотор будет тем мощнее, чем больше воздуха "поместится" в его цилиндре. А плотность воздуха обратно пропорциональна его температуре: снижается с ростом последней. Повышение же температуры воздуха - непременный побочный эффект системы турбонаддува (тот факт, что все три упомянутых выше автомобиля, оснащены турбомоторами - отнюдь не совпадение). А впрыск воды дает возможность сделать воздух чуть холоднее.
Конечно, никто не льет в мотор воду литрами. Во-первых, чаще всего используется смесь воды и спирта (к примеру, метанола). Во-вторых, эта смесь впрыскивается во впускной коллектор в виде мельчайших капель, которые быстро испаряются и (благодаря высокой теплопроводности воды) способствуют снижению температуры в камере сгорания и на подходе к ней. А значит - можно увеличить давление наддува, не рискуя столкнуться с неминуемой в отсутствие впрыска воды детонацией. Каким может быть эффект? Двухлитровый турбомотор упомянутого выше Saab 99 Turbo S развивал до 165 л.с. против 145, которые выдавал аналогичный мотор без впрыска воды. Двигатель BMW M4 GTS развивает 500 л.с. против 431 у обычной М4 - впрочем, на долю системы впрыска воды явно приходится только часть этой прибавки.
Полвека назад впрыск воды считался альтернативой интеркулеру - сегодня мотористы BMW используют обе технологии: сначала "пришпоренный" турбиной воздух проходит через интеркулер (на стыке красной и желтой зон), а уже на самом подходе к камере сгорания температуру "сбивают" смесью воды и метанола (стык желтой и голубой зон).
На по-настоящему массовых моделях такая технология вряд ли когда-нибудь приживется - ведь чтобы она была по-настоящему эффективной на современных, основательно форсированных моторах, надо сделать сложнее управляющую электронику - что напрямую скажется на себестоимости автомобиля. Однако M4 GTS намекает, что окончательно списывать со счетов впрыск воды еще рано.
P.S. АвтоВести до сих пор не ответили на простой вопрос, интересующий лично вас? Тогда оставьте этот вопрос в комментариях. Но не забудьте перед этим свериться с полным списком материалов этой рубрики.
auto.vesti.ru
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.
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?
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.
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.
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.
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:
znanieavto.ru
Концерн Bosch представил систему, в которой вместе с бензином в камеры сгорания двигателя впрыскивается вода. Что-то очень знакомое, не так ли? Но все же будем разбираться: что это дает и какие могут быть перспективы у такой технологии.
Начать стоит с того, что сама идея добавлять в камеру сгорания вместе с топливом небольшое количество воды очень и очень не нова. Около ста лет назад (!) такую систему разработал и описал с точки зрения физических процессов английский инженер Хопкинсон, который и опробовал ее на больших промышленных двигателях. В годы Второй Мировой войны, на немецких и американских самолетах устанавливался дополнительный впрыск в цилиндры воды, смешанной в равных долях с метанолом. Велись такие разработки и в СССР, но вскоре авиация стала переходить на реактивную тягу и о впрыске воды забыли.
Однако идею подхватили автомобилисты, как профессиональные конструкторы, так и изобретатели-самоучки. Привлекало всех то, что вода в камере сгорания обеспечивает дополнительное охлаждение, при этом смесь бензина, воздуха и мелкораспыленной воды сгорает медленнее, чем обычная, что позволяет избежать детонации. При лучшем охлаждении двигателя и снижению риска детонации, не корректируется «назад» угол опережения зажигания (что автоматически делается во избежание детонации). Угол опережения остается в наиболее эффективной позиции с точки зрения снятия мощности. На практике это отражается в улучшении динамики двигателя (за счет повышения крутящего момента) и экономии топлива.
Комплекты систем впрыска воды, метанола или их смеси для самостоятельной установки
К настоящему времени разных конструкций систем впрыска воды создано великое множество. Их разрабатывали автопроизводители, производственные фирмы и придумывали в гаражах рукастые любители. В частности, Renault представил в 1977 году систему впрыска воды, которую применял на болидах «Формулы 1» в 80-х годах, но затем от нее отказался. Применялся впрыск воды и на гоночных мотоциклах — такие системы ставили Harley-Davidson, Suzuki, BMW, Honda, Kawasaki.
Нынче на интернет-ресурсах не составляет труда найти фирменный промышленный комплект со специальным бачком, насосом, распылителями и электронным блоком управления. Цена вопроса — в среднем от 50 до 150 тысяч рублей. (Годится и для впрыска метанола, между прочим). И напротив, можно вообще не потратить ни копейки — смотрим видеоблоги, где гаражные изобретатели покажут и расскажут, как сделать впрыск воды (да и чего угодно) с помощью пластиковой баклажки, трубки от капельницы и иглы от шприца.
И вот сейчас на этом поле, распаханном всеми кому не лень, решил сыграть Bosch. Немецкий концерн представил свою версию системы, которая была разработана для турбированных моторов с непосредственным впрыском.
Конструктивно «водяная» система Bosch близка к обычному распределенному впрыску и состоит из инжекторов, насоса, емкости для воды и электронного блока управления. Инжекторы встроены в патрубки впускного коллектора перед клапанами. Как только впускной клапан открывается, инжектор выпускает порцию мелкораспыленной воды, которая вместе с воздухом втягивается в камеру сгорания. Затем срабатывает уже топливный инжектор и далее все по обычному циклу 4-тактного двигателя.
Работа системы Bosch water Injection: сначала впрыск воды, затем топлива и воспламенение смеси
Как утверждают специалисты немецкого концерна, данная система особо эффективна при быстром ускорении или во время движения по скоростной автостраде, позволяя экономить до 13% бензина. Особенно ощутима будет топливная экономия на небольших трех- и четырехцилиндровых двигателях. Расход дистиллированной воды — менее одного литра на 100 километров пути. Если запас дистиллята иссякнет, двигатель продолжит работу в обычном режиме. Впрыск воды не является жизненно важной системой и служит просто для улучшения характеристик.
Сейчас система «водяного» впрыска Bosch обкатывается на спорткаре BMW M4 GTS с турбированным шестицилиндровым двигателем. Как показывают испытания, технология немецкого концерна позволяет улучшить динамику машины и экономить около 4% топлива.
«Впрыск воды может придать дополнительный импульс любому турбомотору», - считает Штефан Зайберт, президент подразделения Бензиновых Систем Robert Bosch GmbH.
Ему вторит д-р Рольф Буландер, член совета директоров компании Robert Bosch GmbH и председатель правления бизнес-направления Решений для мобильности, говоря: «Наша система впрыска воды демонстрирует, что у двигателя внутреннего сгорания все еще припасены некоторые козыри в рукаве».
Впрыск воды оказывается очень живучей идеей. Среди автомобилистов-любителей тут есть свои адепты, горячо отстаивающие достоинства «водяной инжекции». Временами вспоминают про воду и конструкторы, по мере развития технологий совершенствуя систему. Хотя, казалось бы, все тут ясно: выигрыш в мощности и экономичности получается совсем небольшой, а конструкция автомобиля усложняется и появляется еще одна заправочная жидкость. При минусовой температуре вода замерзает и система не работает. Так что перспективы массового внедрения водяного впрыска по-прежнему остаются сомнительны и туманны.
dvizhok.su
Прежде чем перейти непосредственно к теме самой статьи хотел напомнить, что это уже 4 часть и без прочтения предыдущих 3-х, будет не совсем все понятно.
Впрыск вода, метанол; Вода-метанол, детальное изучение. – статьи о впрыске воды.
· С учетом того, что речь идет о тюнинге дизельных двигателей, где принцип поднятия момента и мощности отличается от бензиновых моторов, не лишним будет прочитать ранее написанные посты, посвящённые базовым принципам повышения мощности на дизельных двигателях –Дизельный двигатель, пути повышения мощности; Увеличение мощности дизельного двигателя, топливные карты.
И так, BMW 330D E90 245 HP, 520 Nm – заявленные характеристики производителем. В реальности так это и есть. Многие тюнерские конторы обещают путем перекалибровки родного ЭБУ двигателя до 300 л/с и момент 600 Нм. Мне бы очень хотелось увидеть машинку с такими показателями, которая после тюнинга уже проехала пару десятков тысяч километров.
Если речь идет о таком же точно моторе, но на BMW X6 30D то я еще поверю, но не на машине 3-й серии. Да моторы одинаковые, но система охлаждения абсолютно разная, а именно это и есть слабое место BMW 330D.
![clip_image002[4]](/800/600/http/enginepower.pro/images/clip_image0024_thumb_b00d80cd244a5fddcf2ee7e41c7972d9.jpg "clip_image002[4]")
![clip_image004[4]](/800/600/http/enginepower.pro/images/clip_image0044_thumb_43cd214fc724506855f1076a739abd55.jpg "clip_image004[4]")
Мощность нужна не только на графике полученная при идеальных условиях, но и в более тяжелых. К примеру, в жаркий летний день. Предлагаю посмотреть на результат замера
![clip_image006[4]](/800/600/http/enginepower.pro/images/clip_image0064_thumb_400035b806d6ae6381f134d05ccd8e19.jpg "clip_image006[4]")
Замер на 4-й передаче, температура 32 градуса и в итоге 220 л/с, момент 528 НМ. Главное, как вы помните из постов о дизелях – это температура выпускных газов ЕГТ. В стоке, на этом моторе она достигает 730 градусом (см. на график). Поднять момент на этой машине безопасно это не проблема, а вот удержать его после 2800 оборотов и при этом не перегреть мотор, это программно не решить. Как вы можете заметить на графике, в точке 3000 оборотов, мощность с колес равняется 165 силам. Предлагаю посмотреть в живую, как меняется мощность в этой точке при удержании всего лишь 15 секунд,
Мощность со 185 сил падает до 160 л/с, температура двигателя достигает 112 градусов, ЕГТ более 700. Программа управлением двигателя очень умная, она не даст так просто мотору умереть, но в результате будет очень и очень сильно обрезана мощность. Пардон – это сток, можете представить, что будет при тюнинговой “прошивке”.
И так, проблема обозначена, самое время переходить к простым способам решения. Для этого была установлена система впрыска воды. В первом тесте прогрессивно подавалась вода с максимальным значением 100 грамм/минута. Всего 100 миллилитров в минуту обыкновенной воды h3O. Смотрим на результат
![clip_image008[4]](/800/600/http/enginepower.pro/images/clip_image0084_thumb_99dab4d6b8431a411275de45c8ef0357.jpg "clip_image008[4]")
232 л/с, момент 531 Нм, максимальное значение ЕГТ составило 685 градусов. Да, вот теперь есть большой резерв и для увеличения мощности в безопасном режиме.
Идем дальше, тест 2 — увеличили подачу воды до 240 миллилитром в минуту ( 2 рюмки воды в минуту при полном газе на максимальной мощности). Смотрим на результат.
![clip_image010[4]](/800/600/http/enginepower.pro/images/clip_image0104_thumb_40297ddda5ccc122e5cc34ca871d7bb6.jpg "clip_image010[4]")
Результат сам говорит за себя – 242 л/с и момент 544 Нм. Температура ЕГТ в пике составила 704 градуса.
Небольшое теоретическое отступление. Подача воды, кроме охлаждения поступающего воздуха, значительно понижает температуру в камере сгорания и ЕГТ. В тесте 2 температура ЕГТ хоть и значительно ниже, чем в сток варианте, но при этом выше, чем в тест 1, где подача воды была всего 100 мл/мин. Причина заключается в том, что ЭБУ двигателя распознал, что температуры охлаждающей жидкости, мотора, катализатора и т.д. не так уж и велики и сам добавил топлива. Или точнее, перестал делать защитные корректировки.
Как вы помните, увеличить мощность на дизельном моторе очень просто, достаточно добавить топлива. Ну и конечно, еще легче в таком варианте, сократить жизнь дизельного мотора и турбины. Чтобы не было проблем, необходимо всегда находить баланс между мощностью и температурами ДВС и ЕГТ.
Предлагаю посмотреть опять в живую, тест при 3000 об/мин, но уже с впрыском воды
Как видно из видео, мощность не только подросла до 195 л/с с колес, но и держалась дольше и в конце понизилась до 172 л/с, а не как в сток варианте до 160. Максимально значение ЕГТ при этом составило 680 градусов. Температура мотора, также в пике была на 10 градусов ниже (102*С).
Переходим к тесту 3. Теперь мы использовали не воду, а 50/50 вода/метанол. Смотрим на результат
![clip_image012[4]](/800/600/http/enginepower.pro/images/clip_image0124_thumb_d0fead61ef5830484c2577bc664c4eaa.jpg "clip_image012[4]")
Метанол – это уже топливо, и естественно содержит энергию, в отличие от просто воды. Соответственно подросла не только мощность до 248 л/с и момент составил 568 Нм, но и значительно поднялась температура ЕГТ (740*С).
Использование метанола, как средство для повышения мощности в дизельных двигателях, мне кажется, не является правильным направлением. Добавляя более 50% метанола, может привести к детонации, да и вообще зачем, а не проще ли просто увеличить подачу родного топлива путем классического “чип тюнинга “. А вот впрыск воды открывает новые возможности и сильно расширяет лимиты, ограничивающие безопасное увеличение момента и максимальной мощности. Исключение составляет зимнее время, когда просто необходимо добавлять, как минимум 20% метанола, для решения проблемы с замерзанием воды. Внедорожники, которые лазят по горам, в грязи и т.д. испытывают серьезную нагрузку на двигатель из-за проблем с охлаждением. Использование впрыска воды кардинальным образом решает эту проблему.
Если будет интерес, то в следующем посте, я покажу вам на примере этой же BMW, прямо онлайн процесс увеличения мощности и как сильно упрощается эта задача с впрыском малого количества воды. Задача состоит не построить гоночный дизельный болид, а безопасно, значительно улучшить характеристики сток дизельного мотора и при этом, заправку маленького бочка для воды, производить не чаше, чем стандартная заправка топливом при очень активной езде.
Также предлагаю сравнительный график, со всеми выше приведенными замерами
![clip_image014[4]](/800/600/http/enginepower.pro/images/clip_image0144_thumb_71836264caf04357328f08d77bc44df2.jpg "clip_image014[4]")
И последнее, что бы хотел сказать положительного о системах впрыска воды (вода/метанол). Масло, у него много функций и одна из них – очищение ДВС от различных отложений. Впрыск вода/метанол великолепно выполняет эту функцию, а значит и ваше масло, будет дольше служить. Окисление масла является главной причиной того, что при работе двигателя его детали и система смазки загрязняются различного рода углеродистыми отложениями, Понижение температуры двигателя, также очень положительно влияет на процесс окисления моторного масла.
Кроме всего прочего нагар, отложения (carbon deposit) в двигателе значительно ухудшают характеристики мотора. Привожу пример – после всех замеров, испытаний на BMW с впрыском воды и вода/метанол, а их было достаточно много, мы произвели в конце последний замер, опять сток. Предлагаю посмотреть на результат
![clip_image016[4]](/800/600/http/enginepower.pro/images/clip_image0164_thumb_5866f38d224c391276ff90641b0587cc.jpg "clip_image016[4]")
Условия остались прежними. Как говорится — “думайте сами, решайте сами”.
Автор: Владимир Шарандин
enginepower.pro
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 водного инжектора позволяет вам:
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 800о С происходит взаимодействие сажистых остатков топлива с водяным паром и при этом выделяется водород: С + Н2О = СО2 + Н2. При температуре выше 1000оС происходит термохимический процесс взаимодействия водяного пара и углеводородного топлива с выделением водорода: CmHm + mh3O + Q = mCO + (m + 0,5 n)h3. При температуре выше 2500оС 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 16о до верхней мертвой точки, то при соотношении 60% топлива и 40% воды он должен быть уже 25о. |
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.
www.autotuningsystem.ru
Знаете ли вы, что даже самый совершенный бензиновый двигатель теряет приблизительно пятую часть топлива на задачи, не связанные непосредственно с приводом автомобиля в движение? Некоторое количество бензина используется для охлаждения — в особенности при высоких оборотах двигателя. С помощью новой системы компания Bosch продемонстрировала возможную альтернативу: впрыск воды, например, при быстром ускорении или во время движения по скоростной автостраде, позволяет сэкономить вплоть до 13% топлива. «Наша система впрыска воды демонстрирует, что у двигателя внутреннего сгорания все еще припасены некоторые козыри в рукаве», — говорит д-р Рольф Буландер, член совета директоров компании Robert Bosch GmbH и председатель правления бизнес-направления Решений для мобильности. Экономия топлива, которую предлагает новая система, особенно ощутима в небольших трех- и четырехцилиндровых двигателях: именно таких, которые можно найти под капотом большинства автомобилей средних размеров.
Дополнительный импульс для двигателя с турбонаддувом
Актуальность инновации заключается не только в экономии топлива. Данная технология позволяет также увеличить мощность двигателя. «Впрыск воды может придать дополнительный импульс любому турбомотору», — говорит Штефан Зайберт, президент подразделения Бензиновых Систем Robert Bosch GmbH. - Более ранний угол опережения зажигания делает работу двигателя более эффективной. Исходя из этого, инженеры могут получить дополнительную мощность из двигателя даже в спорткарах.
В основе инновационной технологии лежит тот факт, что двигатель не должен перегреваться. Для того, чтобы предотвратить перегрев, дополнительное топливо впрыскивается практически в каждый бензиновый двигатель. Испаряясь, оно охлаждает детали. Во время работы с системой впрыска воды был использован тот же физический принцип. Перед тем как топливо воспламеняется, мелкодисперсная водяная пыль впрыскивается во впускной коллектор. Высокая удельная теплота парообразования воды означает, что она обеспечивает эффективное охлаждение.
По этой же причине достаточно лишь небольшого количества воды: на каждые сто километров пути требуется всего несколько сотен миллилитров жидкости. В результате компактный бак для дистиллированной воды, снабжающий систему впрыска, должен пополняться с периодичностью раз в несколько тысяч километров.
В случае, если запас дистиллированной воды невозможно пополнить, причин для беспокойства нет: двигатель все равно будет работать без перебоев — хотя и без увеличения крутящего момента и уменьшенного потребления горючего, которые обеспечивает водный впрыск.
Первым транспортным средством, которое демонстрирует инновационную систему водного впрыска, является спорткар BMW M4 GTS. В его турбированном шестицилиндровом двигателе данная технология обеспечивает улучшенные характеристики и снижает потребление горючего даже при полной нагрузке.
В ходе тестовых испытаний (WLTC) было продемонстрировано, что водяной впрыск позволяет сберечь до 4% топлива. В реальных дорожных условиях эта цифра может быть еще выше: потребление топлива может быть уменьшено до 13% во время быстрого разгона или езды по скоростной автостраде.
- Не станет ли водяной впрыск причиной коррозии двигателя?
- Нет. В камере сгорания вообще не остается воды. Она испаряется до того, как в двигателе происходит процесс сгорания. Вся вода выбрасывается в окружающую среду вместе с выхлопными газами.
- Каким образом пополняются запасы воды?
- Для поддержания системы впрыска требуется иметь с собой всего лишь небольшое количество дистиллированной воды — именно она используется для пополнения специального резервуара. В среднем требуется доливать воду каждые 3 тыс. км.
- Может ли замерзнуть вода в резервуаре?
- Когда двигатель перестает работать, вода перетекает обратно в резервуар, где она может замерзнуть. После того как двигатель возобновит работу, вода постепенно оттает.
- Существует ли непосредственный впрыск воды?
Да. Это система впрыска воды во впускной коллектор, так как у такой системы есть технические преимущества и обходится она гораздо дешевле. Это делает возможным ее массовое использование на разных типах транспортных средств.
www.nalin.ru
Система впрыска воды в двигатель является одним из доступных способов 
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.
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.
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.
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, 
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.
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.
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.
Доработка свечей зажигания для экономии топлива
drive.autogear.ru
