Система впрыска воды как способ повышения мощности двигателя

Возможность установки системы на автомобиль

Автомобилистов интересует вопрос относительно возможности установки системы впрыска воды с метаном в двигатель своими руками. Возможность такая есть.

Существует множество самодельных схем по реализации водяной системы впрыска, где в ход идут такие приспособления как медицинские шприцы, капельницы и прочие фактически подручные средства. Их монтируют во впускной коллектор, располагая за заслонкой дросселя. Но самое интересное здесь то, что системы оказываются вполне рабочими и достаточно эффективными.

https://youtube.com/watch?v=pMxei0kmL_U

В итоге автовладелец получает некоторый прирост мощности и увеличение крутящего момента. Но за всеми этими преимуществами не стоит забывать о существовании одного весомого недостатка. Заключается он в том, что самодельные системы попросту заставляют заливать воду в больших объёмах внутрь коллектора. Жидкость при этом не распыляется. В итоге взвесь происходит неравномерное распределение по цилиндрам. То есть в одних цилиндрах будет смесь обеднённая, в других нормальная. А это прямой путь к неравномерной работе всего двигателя. Если количество воды превысит критические отметки, гидроудара будет практически не избежать.

Если вы готовы потратить на модернизацию больше денег, тогда есть смысл обратиться в специализированные тюнинг-ателье. Здесь продаются комплекты, куда входят:

  • бачок для смеси воды со спиртом;
  • насос высокого давления (выдаёт от 5 до 10 бар);
  • электронный блок управления, отвечающий за работу насоса;
  • форсунки для впрыска жидкости.

Наиболее дорогостоящие системы предусматривают использование регулирующего клапана. Он контролирует давление и следит за объёмами воды, которые поступают в мотор.

Такая система работает по достаточно простому принципу. Блок управления подключается к автомобильному датчику, который отвечает на расход воздуха силового агрегата. Блок считывает и анализирует полученные параметры, определяет оптимальное количество воды и подаёт её путём передачи соответствующей команды исполнительному устройству. В данном случае это насос высокого давления.

Хотя система кажется предельно простой, не стоит забывать о некоторых возникающих сложностях. Водяной впрыск будет осуществляться только в условиях определённого режима работы силовой установкой. Зачастую такие системы функционируют, когда обороты двигателя преодолевают отметку в 3000 оборотов в минуту. Также дополнительное оборудование практически не будет контролировать подачу смеси воды со спиртом. Она только даёт команды, чтобы насос высокого давления включался или выключался. Единственным ограничителем количества поступающей воды становится только форсунка. Потому к её выбору следует подходить предельно внимательно.

Есть ещё один немаловажный момент. Пока управляющий блок передаёт команду насосу за включение, пока насос запустится и начнёт перекачивать жидкость, наблюдается определённая задержка по времени между отправкой сигнала на впрыск и непосредственно самим впрыском. От этого страдает вся система, поскольку снижается эффективность её работы на двигателе.

В итоге мнения относительно форсировки путём использования водяной смеси с метаном расходятся. Но можно сказать, что в настоящее время это достаточно дорогостоящее удовольствие, которое выглядит необычно и многих автомобилистов попросту пугает даже одним своим названием. Люди не могут понять, как это вода может повышать мощность.

Как вы поняли из всего рассмотренного ранее, система действительно работает и приносит определённые плоды. Но предела совершенству нет. Пока подобное форсирование воспринимают как некую экзотику, имеющую множество подводных камней и вопросов, остающихся без ответа.

Удастся ли как-то повысить эффективность, сделать систему доступнее и массово внедрить её в автопроизводство, говорить сложно. При нынешних альтернативных способах форсировки и повышения отдачи двигателей водяной впрыск не выглядит самым предпочтительным. Но ситуация может меняться с течением времени.

Нельзя исключать, что через несколько лет кто-то снова вспомнит про водяной впрыск, придумает новый способ применения системы и реализует её на своих автомобилях. И тогда все скажут, что вода действительно работает, и все захотят себе установить подобное решение. Но пока ситуация складывается не в пользу водяного впрыска.

Что такое система впрыска водометанола

Система впрыска водометанола – это процесс, благодаря которому можно удвоить мощность двигателя, посредством подачи воды и метанола в блок цилиндров.

Многие скажут: «Зачем мне добавлять воду в двигатель, если там находится огонь?». Ведь огонь и вода несовместимы и приведут только к поломке двигателя, то есть к гидроудару, ржавчине, превращения масла в эмульсию и т.д. Но на самом деле, это ошибочное утверждение.

Итак, дадим объяснение этому большому «зачем?». Как мы знаем, вода имеет высокое значение теплоёмкости, и когда смесь распыляется мелкими каплями размером менее 0,1 мм. двигатель начинает работать интенсивнее. При впрыске водометанола во впускной коллектор происходит охлаждение и его и воздуха, который становится плотнее. Всё это ведёт к тому, что в силовой агрегат попадает больше кислорода и соответственно повышается мощность.

После этого водометанол попадает в камеру сгорания и испаряется, при этом увеличиваясь в объёме, что создаёт высокое давление для поршней, которые начинают крутиться быстрее, повышая крутящий момент.

Вода увеличивает октановое число топлива и снижает детонацию. Кстати говоря, смесь воды и метанола впрыскивается в соотношении 50/50.

В турбированных спортивных двигателях водометанол может и улучшать работу наддува, поскольку смесь снизит температуру выхлопных газов, а как мы знаем, турбины подсоединены именно к выхлопным трубам. Не очень горячий воздух продлит ресурс турбин и увеличит давление наддува.

Популярные статьи  При езде водитель включил заднюю на скорости: что будет с коробкой «механика» и «автомат»

Впрыск воды в двигатель автомобиля

Всегда, когда температура воздуха на улице меняется с плюсовой до минусовой, образование конденсата в топливном баке происходит активно. Это служит причиной образования больших объемов воды в нем. Также причиной образования данного вида жидкости в топливной системе могут служить и различные режимы работы двигателей. В итоге может получиться так, что от двадцати до восьмидесяти процентов топливной жидкости может вернуться обратно в бак после впрыска. Это приведет к тому, что температура между окружающей средой и баком будет еще больше розниться, а это значит, что образуется еще больше воды.

Стоит сделать вывод, что появление в топливной системе воды не всегда зависит от человека. Гораздо чаще это обусловлено природой.

Почему нужно очищать топливо от воды?

Данный вопрос не многих может поставить в тупик. Ответ известен большому количеству людей. Топливное давление в месте, где расположены пары плунжеров равно двести атмосфер. Вода, которая имеется в топливной жидкости, может способствовать тому, что образуется ржавчина на металлических деталях.

Распылители форсунок начинают приходить в негодность, и двигатель начинает расходовать большой объем топлива. Большинству людей известно, что вода в топливной жидкости может привести к появлению множества неприятностей. К сожалению не все знают, сколько средств придется затратить на ремонт топливной системы.

На новых моделях двигателей впрыск топлива в систему сгорания осуществляется при помощи насос-форсунок. Например, ремонт шести форсунок такого типа владельцам двигателей Volvo FH12 будет стоить примерно четыре тысячи евро. К этому стоит прибавить еще и затраты из-за простоя авто. Благодаря этому задумываешься, зачем необходимо очищать топливо от воды. Самым простым решением от избавления небольшого количества воды в топливе является установка сепаратора.

Вода в карбюраторе

Что делать, если попала вода в карбюратор. Автомобиль сразу начинает дёргаться, а иногда и вовсе глохнет. Часто простое вскрытие карбюратора, сушка и продувание жиклёров не помогает. Узнаем, как поступать в таких случаях.

Как же попадает вода в карбюратор. Оказывается, существует несколько причин.

Принцип действия впрыска

Теоретически конструкция впрысковой системы предельно проста: в коллекторе впуска делается водная форсунка, которая распыляет эту жидкость в топливную смесь. Вода в этой системе действует двояко. Во-первых

, она охлаждает бензин. А даже из школьного курса физики известно, что на обеспечение мощности тратится максимум 45% топлива. Остальным количеством в нашем случае, грубо говоря, мы обогреваем улицу.

При таком дополнительном охлаждении бензин используется уже процентов на 70. Параллельно, мгновенно испаряясь при контакте с раскаленными цилиндрами и поршнями, вода в виде пара создает дополнительную толчковую силу, которая энергичнее выталкивает поршень.

Между прочим, идея отнюдь не нова

. Ее осмыслил и описал некий англичанин Хопкинс около века назад. А вторая мировая, как уже было сказано, дала толчок активному использованию впрыска в авиации как американцами, так и немцами.

Будет полезно: Ремонт насос-форсунок: регулировка, неисправности элементов и способы их устранения

Состав жидкости

Многие системы впрыска воды используют смесь воды и спирта (часто близкую к 50/50) со следовыми количествами водорастворимого масла. Вода обеспечивает первичный охлаждающий эффект за счет большой плотности и высоких теплопоглощающих свойств. Спирт горючий, а также служит антифризом для воды. Основное назначение масла — предотвращение коррозии компонентов системы впрыска воды и топливной системы; он также может помочь в смазке двигателя при работе в режиме высокой мощности. Поскольку спирт, примешанный к раствору для инъекций, часто представляет собой метанол (CH 3 OH), система известна как инъекция метанол-вода или MW50 . В автомобилях с высокими эксплуатационными характеристиками использование 100% метанола вместо смеси вода-метанол называется просто впрыском метанола. Из соображений безопасности и долговечности деталей этот вариант остается спорным. В Соединенных Штатах эту систему также обычно называют впрыском антидетонанта или ADI.

Неисправности генератора: как проверить диодный мост своими руками

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.

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

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

Система впрыска воды как способ повышения мощности двигателя

Начало развития технологии

Наверняка многим интересно, кто придумал добавление в двигатель воды, и на что вообще рассчитывали авторы этой технологии.

В мировой практике первым, кто использовал систему впрыска воды, стал инженер из Венгрии с трудно произносимой фамилией Бснки. Произошло это ещё в самом начале прошлого века, то есть около 100 лет назад.

Прошло ещё несколько лет, и уже английский профессор по фамилии Хопкинсон создал экспериментальную системы, которая за счёт впрыска воды позволяли повысить производительность работы двигателей промышленного назначения.

Хотя главным светлым умом считается Риккардо, который в своё время создал одноимённый бренд, и занимался изготовлением комплектующих для авто. Он провёл огромное число исследований, получил несколько патентов и подробно описал все методы и испытания с двигателями, оснащёнными системами впрыска воды.

Популярные статьи  Как заменить реле-регулятор и генератор на Лада Калина

Проведённые исследования и эксперименты позволили в итоге Риккардо создать двигатель с такой необычной системой, где применялась смесь из метана и воды. В результате характеристики мотора увеличились практически в 2 раза. Его разработку начали активно использовать в условиях идущей на тот момент Второй мировой. Изначально технологию приняли на вооружение в авиации, где пытались любыми способами увеличить скорость и высоту самолётов, чего обычные поршневые двигатели не могли дать в полной мере. Но и их в конце войны заменили на более совершенные реактивные установки.

Немецкие военно-воздушные силы с 1942 года начали активно использовать свой новый истребитель D9, который получил систему впрыска на основе воды и метана, позволяющую при форсаже добавить мощности и скорости. Похожие разработки применялись и на других двигателях, включая моторы от BMW и Daimler, которые в то время ещё не были известными на весь мир автопроизводителями.

Во время войны на немецкой авиации активно применяли систему турбонаддува, а потому водяной впрыск стал чем-то вроде интеркулера. Смесь попадала во впускной тракт авиамотора, где перемешивалась с топливом и проникала внутрь камеры сгорания. Когда образовавшаяся смесь контактировала с горячими стенками цилиндров, вода становилась паром. Расширение позволяло создать внутри цилиндра избыточное давление, а за счет предварительного охлаждения топлива на впуске повышался объём смеси в цилиндре. Всё это обеспечивало высокоэффективное сгорание.

Система впрыска воды как способ повышения мощности двигателя

Подобное нововведение позволяло повышать мощность примерно на 20-30% от номинальной, но такой эффект носил кратковременный характер. Хотя и такого дополнительного преимущества хватало, чтобы быстрее набирать высоту и развивать лучшую максимальную скорость.

Но противоположная сторона не стояла на месте. У немцев быстро появились конкуренты в лице американских бомбардировщиков и истребителей, на которых были установлены аналоги немецкой системы впрыска метановодяной смеси. В СССР также пытались создать нечто подобное, но попытки не увенчались успехом. В 1943 году удалось построить 5 самолётов на базе ИЛ-2, которые оснастили моторами с инновационной системой водяного впрыска. Но испытания наглядно показали, что ставить такие двигатели на поток слишком дорого. Плюс они требовали очень сложной настройки. А в условиях военного времени такой возможности попросту не было.

В Европе заправлять автомобили будут соленой водой

В сознании автолюбителей уже давно сформировалось мнение, что спортивный автомобиль не может быть экологически чистым, однако автопроизводителям удалось развеять этот миф, создав автомобиль, способный разгоняться до 350 км/ч, используя в качестве топлива соленую воду. Его уникальная система привода позволяет машине весом в 2,3 тонны разгоняться с 0 до 100 км/ч всего за 2,8 секунды — так же быстро, как это делает McLaren P1.

После того как Sportlimousine дебютировал на Женевском автосалоне в марте 2014 года, использование автомобилей с двигателем, работающим на соленой воде, было сертифицировано для использования на дорогах Европы.

Sportlimousine, мощность которого составляет 925 л/с, использует силовой агрегат, работающий за счет потоков электролитических жидкостей, взаимодействующих между собой. «Сердце» автомобиля работает по принципу водородных двигателей, однако для хранения энергии используется морская вода. При переходе жидкости через мембрану вырабатывается электрический заряд. Это электричество затем хранится и распространяется суперконденсаторами.

Автомобиль несет воду в двух 200-литровых емкостях, что позволяет ему преодолеть до 600 км. Длина четырехместного автомобиля составляет 5,25 метра, ширина — 2,2 метра, а высота — 1,35 метра. При отделке салона автомобиля создатели использовали натуральную древесину, что придает ему солидный и монолитный вид. Кроме того, машина оснащена развлекательным центром на базе операционной системы Android, сообщает ДеПо со ссылкой на Mail Online.

Лихтенштейнская компания NanoFlowcell AG, создавшая чудо-автомобиль, пока не назвала его цены или даты начала продаж, однако, по мнению экспертов, автомобиль может стоить более $1,7 млн. В настоящее время производитель планирует испытания на дорогах общего пользования в Германии и других странах Европы, так как готовится к началу серийного производства. В компании утверждают, что использованная ими технология по энергоемкости в пять раз превосходит литий-ионные батареи того же веса.

«У нас есть большие планы, и не только в автомобильной промышленности, — говорит председатель правления NanoFlowcell AG профессор Йенс-Петер Еллерман. — Потенциал NanoFlowcell гораздо больше, особенно с точки зрения внутренних поставок энергии. Также наша технология может быть применена в морской, железнодорожной и авиационной технике».

В отличие от традиционных машин, работающих на бензине, «Quant e-Sportlimousine» использует систему проточных электролитных элементов, разработанных компанией «NanoFlowcell». Эти элементы способны выдавать ошеломляющие 920 л.с. В результате, автомобиль на солёной воде может разгоняться до 100 км/ч за 2,8 с и имеет максимальную скорость в 350 км/ч.

Подобная технология альтернативной энергии может сделать бензиновые автомобили устаревшими, поскольку она намного эффективнее и экологичнее традиционного бензина. Система проточных электролитных элементов, разработанная «NanoFlowcell», действует схожим образом с технологией водородных топливных ячеек за исключением того, что в ней используется солёная вода. В этой системе взаимодействуют две электролитические жидкости, содержащие соли металлов. В результате реакции генерируется электричество, которое затем запасается в суперконденсаторах.

Эффективность этой системы достигает 80%, поскольку машина с ней практически не имеет движущихся частей, а генерируемое избыточное тепло несущественно по сравнению с автомобилями, использующими литий-ионные батареи.

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.

Популярные статьи  Нюансы покупки автомобиля на аукционе

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.

Плюсы и минусы

Обычно при закачке воды отмечаются следующие преимущества:

  • снижение рабочей температуры двигателя (поэтому этот тип устройства используется на мощных двигателях),
  • использовать в качестве заряда для смены типа топлива без замены двигателя (например, переход с бензина на метанол),
  • меньший расход топлива (за счет чистой потери эффективности),
  • меньше загрязняющих веществ на километр (за счет снижения расхода топлива);

взамен:

  • снижение КПД двигателя (снижение температуры двигателя),
  • снижение номинальной мощности двигателя (потеря КПД + меньший расход топлива),
  • нужно носить с собой резервуар для воды,
  • выводит из строя существующие каталитические нейтрализаторы,
  • высокая стоимость производства чистого метанола (по сравнению с бензином или дизельным топливом, чтобы компенсировать снижение номинальной мощности),
  • больше загрязнения на литр топлива (из-за потери эффективности).
  • риск образования азотной кислоты (из-за смешивания воды и оксида азота, образующегося при сгорании топлива), который повреждает камеру сгорания.

В результате этот метод использовался ограниченно в определенных ситуациях.

Недавно компания Bosch продемонстрировала с помощью системы под названием « Water Boost » возможное увеличение производительности двигателя на 5% при одновременном снижении расхода топлива на 13%. аналогичные результаты были представлены FEV, объясняя новое повальное увлечение этой технологией.

Однако заполнение резервуара для воды деминерализованной водой считается серьезной проблемой при принятии и принятии этих систем пользователями.

Генерация воды в автомобиле

Чтобы решить эту проблему, внутри самого транспортного средства можно использовать разные источники воды:

  • конденсация влажности воздуха в системе кондиционирования
  • сбор дождевой воды на внешней поверхности автомобиля
  • конденсация в выхлопных газах

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 (), 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.

Оцените статью
( Пока оценок нет )
Добавить комментарий