Система впрыска воды в двигатель: Впрыск воды в двигатель, впрыск водометанола

Содержание

Впрыск воды в двигатель, впрыск водометанола

Идея впрыска воды в ДВС была изобретена H. Ricardo в 1930 году, который продемонстрировал, как можно удвоить мощность двигателя, используя подачу воды и метанола в двигатель. Первое широкое применение впрыска водометаноловой смеси в двигатели внутреннего сгорания произошло во время второй мировой войны.

В 1942 году германские ВВС увеличили мощность истребителя Focke-Wulf 190D-9 с 1776 до 2240 л.с. ( +26% ), используя впрыск метанола и воды в соотношении 50-50%.
Во время Второй мировой войны в радиальных авиационных двигателях американских и немецких самолетов для кратковременного форсажа системой впрыска воды оснащались авиамоторы Daimler Benz серии 605 и BMW 801D для Messerschmitt Bf 109, Junkers Jumo 213 A1 для FockeWulf 190D, Pratt & Whitney J57 для американского B-29 Stratofortress и многие другие. Вода добавлялась в уже готовую смесь, охлаждая ее, и попадала вместе с ней в камеру сгорания. От контакта с раскаленной поверхностью поршня и стенок цилиндра вода мгновенно превращалась в пар, который помогал рабочим газам толкать поршень. Предварительное охлаждение топливовоздушной смеси позволяло увеличить ее объем на впрыске и повышало эффективность сгорания топлива. Впоследствии воду заменили специальной смесью MW-50, состоящей из равных частей воды и метанола, тем самым увеличив мощность двигателей на 25–30%. Авто производители, в частности Chrysler, также применяли этот метод для увеличения мощности и снижения детонации на моделях с моторами большого объема. Saab, компания с авиационными корнями, устанавливала систему впрыска воды на скоростном Saab 99 Turbo S вплоть до начала 1980-х годов. С появлением интеркулеров, охлаждающих воздух перед впрыском в цилиндры, применение воды в автомобильных моторах потеряло актуальность.

Так же системы впрыска воды использовали в 80-90 годы в Formula 1 и WRC, где в последствии были запрещены регламентом.
Renault внедрил впрыск воды в 1977г. В 1983 для болидов Formula 1 Renault устанавливает баки на 12 литров воды, электрический насос и регулятор давления, в результате мощность двигателя около
600 л. с., а в 1986, мощность была повышена до 870 л.с. В 1983 г. Феррари также внедрили впрыск воды, чтобы быть первыми. Они завоевали первенство конструкторов. Феррари использовали смесь спирта с водой. Позже, Porsche тоже применил впрыск воды в формуле 1 для увеличения мощности.
Интересно, что в конце 2004 рекорд на четверть мили для дизелей, который долго никто не мог побить, был превзойден дважды (сейчас это 7,98 сек) двумя разными авто, и оба использовали систему впрыска водно-метаноловой смеси. Porsche 911 с 9ff-тюнингом установила новый мировой рекорд скорости для авто, сертифицированных для дорог общего пользования – 388 км/ч, используя систему впрыска водно-метаноловой смеси. Jan Fatthauer установил рекорд на быстрейшем в мире Porsche 911, используя систему впрыска водно-метаноловой смеси.
Последнее упоминание о системе впрыска воды на мировом уровне сделала BMW в 2005, они планировали использовать систему впрыска в весьма извращенном виде, впрыскивая воду в выхлопные газы, которые должны вращать небольшую турбину энергией пара.

Но в 2015 году BMW представила автомобиль safety car для MotoGP 2015 с системой впрыска воды в классическом виде, где форсунки впрыскивают воду во впускной коллектор под высоким давлением, для охлаждения горячего впускного воздуха от двух турбин. Так же BMW заявили о возможном использовании данной системы в гражданских автомобилях. Впоследствии они выпустили ограниченную версию BMW M4 GTS в количестве 400шт., которая была оснащена системой впрыска воды Bosch.

Сейчас американские и английские фирмы производят комплекты систем впрыска воды с метанолом для мощных и, как правило, турбированных автомобилей. Представляют они из себя простейшую систему состоящую из садового насоса, системы шлангов, простейшей форсунки и небольшого контроллера. Системы эти работают, но не всегда надежно и не всегда хорошо, от того впрыск воды обычно использовался только в узком кругу автоспорта и тюнинга.

Порой всплывают факты добавления воды в советских грузовиках для снижения расхода топлива посредством медицинской капельницы. Так же есть отчеты об исследованиях в этой области американцами, русскими, немцами, турками. Есть данные о том, что впрыск воды нейтрализует 60-80% вредных выбросов в атмосферу и отчеты о снижении расхода топлива на 25-30% для бензиновых и дизельных двигателей и замеры возросшей на 15-20% мощности двигателей с такими системами.

Впрыск воды в двигатель — опасения, мифы, страхи, поверья

Идея подачи воды в двигатель вызывает только смех и опасения, ведь идея впрыска воды в двигатель внутреннего сгорания противоречит базовым принципам и постулатам, привычным стереотипам. Любой ребенок знает, что вода гасит огонь, любой взрослый знает, что существуют две противоборствующие стихии вода и пламень и эти стереотипы нельзя сломать, они формировались в сознании людей много сотен лет. Любой опытный автовладелец знает, что если машину утопить в глубокой луже, то двигатель получит гидроудар и это страшно. Отсюда напрашивается простой вывод — вода и двигатель внутреннего сгорания несовместимы!

Так же «знатоки» устройства и принципов работы ДВС утверждают, что двигатель с впрыском воды:

— получит гидроудар

но обьем подаваемой воды в двигатель измеряется единицами миллиграмм, размер капель не более 0. 1мм

— заржавеет

температура в камере сгорания доходит до 2000С, а вода начинает превращаться в пар уже при 100С, а в перегретый пар уже при 200-300С, это значит, что воды в камере сгорания нет, она полностью и моментально испаряется и переходит в парообразное состояние

— масло превратится в эмульсию

воды подается настолько мало, что она просто не может попасть в картер, учитывая что почти все газы будут удалены из камеры сгорания на такте выпуска

— пар растворит масляную пленку и двигатель заклинит

ни вода, ни пар не являются растворителями, а вот бензин как раз самый настоящий растворитель, который прекрасно растворяет моторное масло, при этом двигатели ездят сотнями тысяч километров без проблем

Это наиболее частые заявления скептиков при разговоре на тему впрыска воды в двигатель и все эти утверждения ложны и не имеют ничего под собой, кроме страхов и опасений.

Можно посмотреть на данный вопрос по-другому, многие лекарства сделаны с добавлением крайне токсичных и смертельно опасных для здоровья людей компонентов, вопрос только в концентрации этих веществ в лекарстве, которое помогает выжить и яде, который убивает. Так вот если смертельную для двигателя внутреннего сгорания концентрацию воды сильно уменьшить, то она начинает работать, как лекарство и помогает двигателю работать.

Зачем двигателю нужен впрыск воды и зачем подавать воду в двигатель ?

При впрыске воды в строго дозированном обьеме, при условии, что вода распыляется каплями размером менее 0.1мм, двигатель начинает работать иначе. Вода обладает огромной теплоемкостью, при впрыске воды во впускной коллектор она охлаждает его и впускной воздух, который становится плотнее, а значит в двигатель попадет больше кислорода и больше топлива сгорит полностью, а это прямой путь к повышению мощности. По данным исследований увеличение мощности составляет 10-15% для бензиновых ДВС и 20-30% для дизельных.

Вода попадая в горячую камеру сгорания испаряется и увеличивается в обьеме в 1700 раз, давление пара помогает двигать поршни, т.е. выполнять работу — крутящий момент двигателя увеличивается.

Пар прекрасно очищает впускной коллектор, клапаны, камеру сгорания, поршни, турбину, выхлоп от нагара, получается, что с впрыском воды Вы постоянно моете двигатель изнутри.

Впрыск воды экстремально увеличивает детонационную стойкость топлива, это значит, что можно использовать более дешевое топливо без вреда для двигателя. Октановое число бензина АИ-92, АИ-95, АИ-98 отражает как раз уровень детонационной стойкости и более ничем бензины не отличаются. Получается, что с впрыском воды можно заправлять вместо 98го бензина 92й, а двигатель даже не заметит подмены, при этом финансовая выгода на лицо.

При применении впрыска воды можно увеличивать давление наддува турбированных двигателей и получать больше мощности, при этом не боясь сломать двигатель, т.к. вода эффективно снижает температуру выхлопных газов, а это положительно влияет на ресурс турбины и выхлопного тракта.

Впрыск воды позволяет экономить топливо, исходя из всех вышеописанных фактов, получается что водителю придется меньше давить на педаль газа, чтобы ускоряться так же быстро, а значит расход топлива будет неуклонно снижаться. По данным исследований расход топлива снижается от 10 до 20%, в зависимости от типа и мощности ДВС.

Снижение вредных выбросов, впрыск воды в двигателе внутреннего сгорания прекрасно борется с вредными выбросами, а значит это экологичная технология.

Что дает впрыск воды или водометанола двигателю ?

плюсы от применения впрыска воды:

— снижение температуры впускного воздуха
— снижение температуры в камере сгорания
— резкое повышение детонационной стойкости топлива (в том числе некачественного и низкооктанового)
— снижение вредных выбросов на 60-80%
— повышение мощности на 15-20% и крутящего момента на 25-30%
— снижение расхода топлива
— очистку впуска, камеры сгорания, клапанов, поршней, турбины и свечей зажигания

минусы от применения впрыска воды:

— стоимость системы ( окупается за один год эксплуатации автомобиля )
— необходимость периодически заправлять дополнительный бачок дистиллированной водой, метанолом или водометанолом

Сопоставив список плюсов и минусов, однозначно возникает ощущение «разводки», ведь так много плюсов и так мало минусов — невозможно ? Еще как возможно.

Как работает система впрыска воды ?

Принцип работы системы впрыска воды основан на свойстве огромной теплоемкости воды. Если воду распылить и мелкие капельки воды запустить в двигатель вместе в впускным воздухом, то ни охладят и воздух, попадающий в двигатель, и сам впускной коллектор. Есть мнение, что микро частицы воды позволяют сделать смесь бензина и топлива более однородной, что повышает КПД. Попадая в горячую камеру сгорания (300-600С) маленькие капли воды моментально испаряются превращаясь в пар, который очищает камеру сгорания, днище поршня и свечи, а так же «давит» на поршень, т.к. вода расширяется при испрении в 1700 раз от своего объема в жидком виде. Т.е. вода создает паровой эффект в двигателе внутреннего сгорания, который выражается в повышении крутящего момента двигателя. Более того вода вступает в химическую реакцию с выхлопными газами, что сильно снижает количество вредых выбросов, в результате реакции образуется CO2 и h3O.
И снова одни плюсы и никаких минусов, при этом возникает разумный вопрос, а почему до сих пор ни один производитель не применил эту волшебную систему в своем автомобиле ? На этот вопрос очень сложно ответить, но последние заявления от BMW дают надежду, что современное автомобилестроение доросло, наконец, до такой технологии 100 летней давности, как впрыск воды.

Впрыск воды — экономия топлива и рост мощности ?

Пока все было логически верно и красиво. Но у читателя может возникнуть разумный вопрос — откуда такие фантастически данные о росте мощности на 15-20% и одновременной экономии топлива ?
Впрыск воды в ДВС сильно увеличивает анти-детонационные свойства топлива, это значит, что при том же 95м бензине можно увеличить опережение зажигания, что даст рост мощности. При впрыске смеси воды и спирта увеличивается октановое число топлива, за счет высокого октанового числа спиртов (этанол, метанол, изопропанол), что так же сказывается на росте мощности. Так же стоит вспомнить о паровом эффекте, который помогает сгоревшим газам «давить» на поршень и информации о повышении гомогенности топливной смеси при впрыске воды.
А откуда берется топливная экономичность ?
Впрыск воды позволяет сделать смесь более бедной, т.е. уменьшить количество впрыскиваемого топлива, а так же повышает мощность и крутящий момент, а значит Вам не нужно так же сильно давить на газ, чтобы набрать туже скорость.

ДВС + ВОДА = ГИДРОУДАР, ржавчина, эмульсия в масле ?

Как я уже писал выше в умах людей, которые слышат в одном предложении слова ДВС и вода сразу возникает множество фантазий. Первая и основная, что при впрыске воды возможен гидроудар, это просто невозможно, т.к. в двигатель впрыскивается до 25% воды от объема топлива, который составляет 1/13 от объема поступающего воздуха. Во-вторых вода подается в двигатель во взевешенном состоянии, т.е. капельки воды настолько маленькие и легкие, что держатся в воздухе.

Думаю все видели на мойке как возникает водяной туман вокруг машины, когда ее моют системой высокого давления. Такие же капельки и попадают в двигатель и никак не могут ему навредить.
Второй миф — при впрыске воды в ДВС, детали двигателя могут заржаветь. Снова стоит оценить количество впрыскиваемой воды и тот факт, что вода испаряется при 100С, а в камере сгорания температура в несколько десятков раз больше, поэтому ржавчина не может образоваться в принципе.

Система впрыска воды в двигатель — как это работает ?

Простейшие системы впрыска воды времен второй мировой были механическими и дозировать воду должен был пилот самолета. Применявшиеся системы подачи воды в карбюратор на грузовиках «Дороги жизни», для увеличения пробега на том же запасе топлива, состояли из медицинской капельницы и иглы от шприца. Проще говоря, системы были несовершенны и при всех своих плюсах создавали сложности и проблемы в эксплуатации. Во времена формулы 1 и WRC системы уже управлялись компьютерами и могли дозировать воду точно, но применялись с целью повышения мощности и охлаждения камеры сгорания. Современные системы впрыска воды, которые можно купить, так же управляются компьютерами и оборудованы многоуровневыми системами защиты.

Задача любой системы впрыска воды — распылить определенное, небольшое, количество воды и подать ее в двигатель. При этом обьем впрыскиваемой воды должен быть высокоточно дозирован и должен зависеть от нагрузки на двигатель, т. е. постоянно изменяется. В этом и скрыта основная проблема всех систем — задача точно дозировать обьем впрыскиваемой воды в двигатель в нужный момент.

Любая современная система впрыска воды состоит из:
— насоса высокого давления 5-10 бар
— форсунки или нескольких впрыска воды
— контроллера впрыска (электронный блок управляющий насосом и выполняющий защитные функции)
— бачка для воды или водно спиртовой смеси
— датчика уровня жидкости в бачке
— шлангов и креплений

Принцип работы всех современных систем впрыска воды одинаков — контроллер получает данные о расходе воздуха с датчика двигателя и рассчитывает количество подачи воды, насос включается по команде контроллера и качает давление, форсунка впрыскивает воду. При этом форсунка — просто втулка с очень маленьким отверстием. Все очень просто.
Все эти системы обладают достаточным количеством минусов, т.к. производят их выходцы из автоспорта и по большей части для автоспорта или тюнинга, где нет задачи экономить топливо.
Во-первых впрыск воды происходит не постоянно, а только на мощностных режимах, т.е. контроллер определяет когда начинать впрыск.
Во-вторых все системы весьма инерционны, т.к. контроллер посылает сигнал на насос, тот включается и начинает накачивать давление и только потом форсунка начинает впрыскивать воду, задержка между отправкой команды на впрыск и непосредственно впрыском может составлять 1мс, для двигателя это очень долго.
Стандартная система впрыска воды, которую можно купить сейчас работает так, — вода подается в цилиндры только на больших оборотах и под большой нагрузкой.

В очень дорогих системах применяется клапан, который позволяет изменять количество впрыскиваемой воды, но работает не очень эффективно.
Большинство выпускаемых сейчас систем могут начинать работу с 3000 об/мин и то с оговоркой производителей, что могут быть проблемы, т.к. система не конролирует количество подаваемой воды, а только дает команду включить/выключить насос. Ограничение количества впрыскиваемой воды происходит посредством размера форсунки, т. е. ее производительности.

Но как показывает действительность, большинство систем использует только часть плюсов от впрыска воды, даже BMW использует впрыск воды по-спортивному, как интеркулер, чтобы остудить горячий впускной воздух от двух турбин.
Рукастые парни, начитавшись интернета делают самодельные системы впрыска воды из капельниц и шприцов, из насосов и форсунок омывателя и прочих подручных средств и эти системы работают. Они повышают мощность, улучшают отклик двигателя, позволяют экономить топливо. Но минусов у таких систем много, они недостаточно эффективны. По сути они льют условно неопределенное количество воды в мотор, но не распыляют и даже в таком виде вода в ДВС работает и приносит пользу.

Система впрыска воды JTlab

Изучая все возможные предложения систем впрыска воды, быстро приходишь к выводу, что надо покупать лучшее, т.к. только оно работает, а работает точно и хорошо система от Aquamist, стоимостью 60-80 т.р., это тот самый британский производитель, который создавал системы впрыска воды для WRC. Правда чопорные и консервативные англичане так и остались в 80х и их система настраивается путем поворачивания переменных резисторов внутри контроллера, что совсем не удобно, не говоря вообще о сложности настройки этих систем.

Спустя некоторое время нам удалось изготовить простейший образец системы и испытать его на турбированном двигателе. Даже без изменения настроек ЭБУ автомобиль с впрыском воды показал свои плюсы:
— лучший отклик двигателя на педаль газа
— турбина раньше и быстрее выходит на буст
— выхлоп перестал «вонять»
— свечи уже после 30 км пробега начали очищаться

После изменения углов зажигания и уменьшения количества впрыскиваемого топлива все стало намного лучше:
— тяга двигателя улучшилась во всем диапазоне
— двигатель имеет хороший отклик на всех оборотах
— турбина стала выходить на рабочее давление на 1000 об/мин раньше
— машина поехала и чем выше обороты и скорость тем выше тяга, нет провалов, возникает ощущение, что ее уже не остановишь

Прочитать подробнее о системах впрыска воды, метанола JTlab

Купить систему впрыска воды JTlab Вы можете здесь

Система впрыска воды в двигатель

Главная » Система впрыска » Система впрыска воды в двигатель

«Просто добавь воды». Некогда известный рекламный слоган получает новое содержание. Компания Bosch постоянно работает над совершенствованием систем непосредственного впрыска топлива. Одной из ее новых разработок является система впрыска воды в двигатель.

В прошлом веке впрыск воды в двигатель уже применялся на автомобилях General Motors, Saab. Но с появлением в двигателе интеркулера, охлаждающего впускной воздух, необходимость в системе впрыска воды отпала. Система продолжает применяться в автоспорте, но и здесь она не в почете. В гонках Формулы-1 и WRC система запрещена регламентом.

Система WaterBoost от Bosch открывает новую страницу в истории впрыска воды в двигатель. Сегодня большинство электронных систем впрыска топлива запрограммированы на дополнительную подачу топлива при высоких нагрузках. Дополнительное топливо (до 20% от общего объема) необходимо для охлаждения камеры сгорания и снижения температуры горения топливно-воздушной смеси.

Для охлаждения в системе WaterBoost используется вода вместо бензина. Вода активно охлаждает топливно-воздушную смесь, за счет чего повышается стойкость к детонации, производится более раннее зажигание и, в конечно итоге, увеличивается производительность двигателя. Как заявляет разработчик, система впрыска воды в двигатель на 5% повышает мощность двигателя, на 13% сокращает расход топлива, на 4% снижает выборы углекислого газа. В общем, все в плюс.

Конструкция системы впрыска воды включает водяной бачок, водяной насос и водяные форсунки. Электронное управление впрыском воды осуществляет система управления двигателем. Пятилитрового бачка дистиллированной воды хватает на 5000 км пути. Но даже если вода в бачке закончиться, вреда двигателю это не доставит. Мотор не будет развивать максимальную мощность и увеличится расход топлива. Не стоит беспокоиться и о возможном замерзании воды в бачке. Как только двигатель нагреет подкапотное пространство, вода в бачке растает.

Первым автопроизводителем, который довел разработку Bosch до внедрения, стала компания BMW. Сегодня BMW устанавливает систему впрыска воды на автомобилях М-серии, обеспечивающих безопасность на гонках MotoGP. Также система впрыска воды испытывается на прототипе BMW 1-й серии.

Система впрыска воды в двигатель нагнетает воду из бачка и распыляет ее во впускном коллекторе, чем достигается снижение температуры сгорания смеси на 25°С. Это позволяет BMW использовать степень сжатия 11:1, вместо допустимого соотношения 9,5:1. Благодаря более высокой степени сжатия на 8% снижается расход топлива и на 10% увеличивается крутящий момент и мощность двигателя.

Более низкая температура сгорания смеси снижает нагрузки на кривошипно-шатунный механизм, газораспределительный механизм, турбокомпрессор, каталитический нейтрализатор, что повышает срок службы этих компонентов.

В системе используется дистиллированная вода, которая может заправляться в бачок извне или восполняться конденсатом от системы кондиционирования. Для предотвращения коррозии и размораживания при остановке двигателя вода полностью выгоняется из системы в бачок.

О сроках полномасштабного внедрения системы впрыска воды в двигатель BMW пока не сообщает.

Как на самом деле работает впрыск воды?

Впрыск воды ушел в прошлое, но с ужесточением правил выбросов он может вернуться. Итак, как это работает?

Напомнить мне позже

Возможно, вы слышали о таких автомобилях, как BMW M4 GTS с впрыском воды, а также о сильно модифицированных автомобилях, стремящихся добиться значительного прироста мощности. Впрыск воды обычно используется в двигателях с высокой степенью сжатия (преимущественно силовые агрегаты с наддувом) из-за потенциальных неблагоприятных последствий такой высокой степени сжатия в каждом цилиндре.

Эти системы работают путем впрыска или распыления воды в топливно-воздушную смесь или непосредственно в цилиндр. Теперь те из вас, кто когда-либо сталкивался с попаданием воды в места двигателя, где ее быть не должно, знают, что тот факт, что вода является несжимаемой жидкостью, может привести к полной катастрофе. К счастью, количество впрыскиваемой воды настолько минимально, что жидкость никак не влияет на ход поршня. Водяная смесь по существу представляет собой туман, а не поток жидкости, поэтому в процессе горения она довольно быстро испаряется.

Причина впрыска воды заключается в ее охлаждающих свойствах. Вместо того, чтобы использовать воду в качестве охлаждающей жидкости для охлаждения двигателя снаружи, вода впрыскивается в точный момент времени двигателя для охлаждения значительных «горячих точек» в системе впуска, что может вызвать явление, называемое преждевременным зажиганием.

Преждевременное зажигание происходит из-за того, что эти «горячие точки» имеют более высокую температуру, чем искра от свечи зажигания, что приводит к воспламенению воздушно-топливной смеси до того, как искра успеет воспламенить топливо. Со временем это может привести к повреждению поршней, поскольку каждый из них вынужден двигаться против своего обычного времени из-за предварительного зажигания, что может привести к перегреву компонентов.

8 КБ

Итак, поэтапный впрыск воды. Охлаждая горячие точки внутри цилиндра, можно избежать преждевременного зажигания и можно безопасно исследовать использование более высоких степеней сжатия в двигателе. Когда вода поступает в цилиндр, тепло передается от горячего воздуха после сгорания внутри цилиндра к холодной воде, охлаждая всасываемый заряд. Это означает, что смесь во впускном коллекторе более плотная, что позволяет большему количеству воздуха/топлива поступать в цилиндр. И больше топлива = больше взрыва.

Из-за детонации в двигателе (побочный продукт предварительного зажигания) момент зажигания обычно задерживается, так что топливо воспламеняется свечой зажигания, а не горячими точками, но с добавлением водяного охлаждения угол опережения зажигания может быть размещены в гораздо более мощной зоне производства крутящего момента в цикле двигателя, что приводит к тому, что в конюшню входит еще больше лошадей.

M4 GTS использует впрыск воды для экстремального эффекта

Теперь в цилиндр распыляется не просто вода из-под крана. На самом деле это смесь 50/50 со спиртом (метанолом) и очень небольшим процентом масла. Когда вода охлаждает, спирт действует как антифриз и является полностью горючим, в то время как масло снижает коррозионное воздействие воды на металлические компоненты. Из-за присутствия метанола этот процесс иногда можно назвать впрыском метанола воды, в то время как некоторые опытные тюнеры даже соглашаются на впрыск 100-процентного метанола, но очевидные соображения безопасности делают этот вариант чертовски рискованным.

Впрыск воды дает много других преимуществ. Выбросы уменьшаются из-за того, что вода поглощает тепло от процесса сгорания, тем самым уменьшая количество выхлопных газов, образующихся, таких как NOx, а также сохраняя срок службы двигателя за счет поглощения тепловой энергии, которая в противном случае попадала бы на стенки каждого цилиндра.

Впрыск воды в двигателе M4 GTS

Время впрыска воды, очевидно, имеет решающее значение, и его следует осуществлять только при наличии преждевременного зажигания или детонации. При неправильном использовании это может привести к потерям мощности из-за недостаточной эффективности, когда вода заполняет потенциальное пространство для топлива внутри цилиндра.

Распространение промежуточного охладителя в последние десятилетия 20-го века почти оставило впрыск воды в книгах по истории из-за его явной сложности, и если автомобили не производятся специально со склада с впрыском воды, чрезвычайно сложно попытаться настроить автомобиль. внезапно использовать его.

Однако в связи с сокращением выбросов ожидайте возвращения впрыска воды из-за его влияния на сокращение выхлопных газов. Только не пытайтесь установить элементарную систему впрыска для своей 1.2 Fiesta, этот путь может привести только к провалу.

Впрыск воды – техническое описание

Как работает система впрыска воды

Системы впрыска воды преимущественно используются в двигателях внутреннего сгорания с принудительной индукцией (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, происходит, 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 впуска, 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.