Вбризгување вода во моторот на автомобилот

Моторната моќ е најчестата тема во круговите на автомобилисти. Скоро секој возач размислувал барем еднаш за тоа како да ги зголеми перформансите на енергетската единица. Некои инсталираат турбини, други цилиндри од облик, итн. (опишани се други методи за зголемување на моќноста во друга улатвојот) Многумина кои се заинтересирани за подесување автомобили се свесни за системите што снабдуваат мала количина вода или нејзина мешавина со метанол.

Повеќето возачи се запознаени со таков концепт како вода чекан на мотор (исто така има и а посебен преглед) Како може водата, што предизвикува уништување на моторот со внатрешно согорување, во исто време да ги зголеми нејзините перформанси? Ајде да се обидеме да се справиме со ова прашање, а исто така да ги разгледаме предностите и недостатоците што ги има системот за вбризгување метанол во вода во единицата за напојување.

Што е систем за вбризгување вода?

На кратко, овој систем е резервоар во кој се истура вода, но почесто е мешавина од метанол и вода во сооднос 50/50. Има електричен мотор, на пример, од машина за миење на шофершајбната. Системот е поврзан со еластични цевки (во најбуџетната верзија се земаат црева од капката), на крајот на кој е инсталирана посебна млазница. Во зависност од верзијата на системот, инјекцијата се изведува преку еден или повеќе атомизатори. Вода се снабдува кога воздухот ќе се вовлече во цилиндерот.

Ако ја земеме фабричката верзија, тогаш единицата ќе има специјална пумпа што се контролира електронски. Системот ќе има еден или повеќе сензори кои ќе помогнат да се одреди моментот и количината на прскана вода.

Од една страна, се чини дека водата и моторот се некомпатибилни концепти. Согорувањето на мешавината на воздухот и горивото се одвива во цилиндерот и, како што секој знае од детството, пламенот (ако не горат хемикалиите што горат) се гаси со вода. Оние кои „се запознаа“ со хидрауличниот удар на моторот, според сопственото искуство, беа убедени дека водата е последната супстанца што треба да влезе во моторот.

Сепак, идејата за вбризгување вода не е плод на тинејџерската фантазија. Всушност, оваа идеја е стара речиси сто години. Во 1930-тите, за воени потреби, Хари Рикардо го подобри моторот на авионите Ролс-Ројс Мерлин, а исто така разви синтетички бензин со висок број октани. тука) за мотори со внатрешно согорување на авиони. Недостатокот на такво гориво е висок ризик од детонација во моторот. Зошто е опасен овој процес? одделно, но накратко, смесата воздух-гориво треба да изгори рамномерно, и во овој случај буквално експлодира. Поради ова, деловите на единицата се под прекумерен стрес и брзо пропаѓаат.

За борба против овој ефект, Г. Рикардо спроведе серија студии, како резултат на што беше во можност да постигне сузбивање на детонацијата поради вбризгување вода. Врз основа на неговиот развој, германските инженери успеаја скоро да ја дуплираат моќта на единиците во нивните авиони. За ова, се користеше составот MW50 (мијалник на метанол). На пример, ловецот Focke-Wulf 190D-9 беше опремен со истиот мотор. Неговата врвна моќност беше 1776 коњски сили, но со кратко согорувач (горенаведената мешавина се внесуваше во цилиндрите), оваа шипка се искачи на 2240 „коњи“.

Овој развој се користеше не само во овој модел на авион. Во арсеналот на германската и американската авијација имаше неколку модификации на енергетските единици.

Ако зборуваме за сериски автомобили, тогаш моделот Oldsmobile F85 Jetfire, кој излезе од склопувачката линија во 62 -та година од минатиот век, доби фабричка инсталација за вбризгување вода. Друг сериски автомобил со засилување на моторот на овој начин е Saab 99 Turbo, објавен во 1967 година.

Олдсмобил F85 Jetfire

Сааб 99 турбо

Популарноста на овој систем доби на интензитет поради неговата примена во 1980-90 година. во спортски автомобили. Така, во 1983 година, Рено ги опреми своите Формула 1 автомобили со резервоар од 12 литри, во кој беше инсталирана електрична пумпа, контролер за притисок и потребниот број инјектори. До 1986 година, инженерите на тимот успеаја да го зголемат вртежниот момент и моќноста на енергетската единица од 600 на 870 коњски сили.

Во тркачката војна на производителите на автомобили, Ферари исто така не сакаше да го „пасе задниот дел“ и одлучи да го користи овој систем во некои од своите спортски автомобили. Благодарение на оваа модернизација, брендот успеа да добие водечка позиција меѓу дизајнерите. Истиот концепт го разви брендот Porsche.

Слични надградби беа извршени и со автомобили кои учествуваа во трки од сериите WRC. Сепак, во раните 90-ти, организаторите на ваквите натпревари (вклучително и Ф-1) ги изменија прописите и забранија употреба на овој систем во тркачки автомобили.

Уште еден чекор напред во светот на моторспортот направи сличен развој на натпреварите во трки со влечење во 2004 година. Светскиот рекорд од XNUMX милја беше соборен од две различни возила, и покрај обидите да се достигне пресвртницата со различни модификации на погонскиот систем. Овие дизел автомобили беа опремени со водоснабдување на влезниот колектор.

Со текот на времето, автомобилите почнаа да добиваат интеркулери кои ја намалуваат температурата на протокот на воздух пред да влезе во влезната колектор. Благодарение на ова, инженерите беа во можност да го намалат ризикот од тропање, а системот за вбризгување веќе не беше потребен. Остриот пораст на моќноста стана возможен благодарение на воведувањето на системот за снабдување со азотен оксид (официјално се појави во 2011 година).

Во 2015 година, повторно почнаа да се појавуваат вести за вбризгување вода. На пример, новиот MotoGP безбедносен автомобил развиен од BMW има класичен комплет за прскање вода. На официјалната презентација на автомобил со ограничена серија, претставникот на баварскиот производител на автомобили направи дека во иднина се планира да се објави линија цивилни модели со сличен систем.

Што му дава вбризгување вода или метанол на моторот?

Па, да преминеме од историјата на пракса. Зошто на моторот му треба вбризгување вода? Кога строго ограничена количина на течност влегува во колекторот за внесување (се прска капка не повеќе од 0.1 мм), при контакт со топол медиум, таа веднаш се претвора во гасовита состојба со висока содржина на кислород.

Оладената БТЦ компресија многу полесно, што значи дека коленестото вратило треба да употреби малку помалку сила за да го изврши ударот на компресија. Така, инсталацијата овозможува да се решат неколку проблеми одеднаш.

Прво, топол воздух има помала густина (заради експеримент, можете да извадите празно пластично шише од топла куќа на студ - ќе се намали пристојно), така што помалку кислород ќе влезе во цилиндерот, што значи дека бензин или дизел горивото ќе гори полошо. За да се елиминира овој ефект, многу мотори се опремени со турбо полначи. Но, дури и во овој случај, температурата на воздухот не опаѓа, бидејќи класичните турбини се напојуваат од врел издув што поминува низ колектор на издувни гасови. Прскањето вода овозможува да се снабдува повеќе кислород до цилиндрите за да се подобри ефикасноста на согорувањето. За возврат, ова ќе има позитивен ефект врз катализаторот (за детали, прочитајте во посебен преглед).

Второ, вбризгувањето вода овозможува да се зголеми моќноста на енергетската единица без промена на нејзиниот работен волумен и без промена на неговиот дизајн. Причината е дека во пареална состојба, влагата зафаќа многу повеќе волумен (според некои пресметки, волуменот се зголемува за фактор 1700). Кога водата испарува во ограничен простор, се создава дополнителен притисок. Како што знаете, компресијата е многу важна за вртежниот момент. Без интервенција во дизајнот на енергетската единица и моќната турбина, овој параметар не може да се зголеми. И бидејќи пареата нагло се шири, повеќе енергија се ослободува од согорувањето на HTS.

Трето, поради прскање на вода, горивото не се прегрее, а детонацијата не се формира во моторот. Ова овозможува употреба на поевтин бензин со помал број на октани.

Четврто, поради факторите наведени погоре, возачот може да не го притиска педалот за гас толку активно за да го направи автомобилот подинамичен. Ова се обезбедува со прскање на течност во моторот со внатрешно согорување. И покрај зголемувањето на моќноста, потрошувачката на гориво не е зголемена. Во некои случаи, со идентичен режим на возење, ненаситноста на моторот се намалува на 20 проценти.

За волја на вистината, овој развој има противници. Најчестите заблуди за вбризгување на вода се:

1. Што е со чеканот за вода? Не може да се негира дека кога водата влегува во цилиндрите, моторот доживува чекан за вода. Бидејќи водата има пристојна густина кога клипот е во удар на компресија, тој не може да достигне врв на мртвиот центар (ова зависи од количината на вода), но коленестото вратило продолжува да ротира. Овој процес може да ги свитка врските, да ги скрши клучевите итн. Всушност, инекцијата на вода е толку мала што не влијае на мозочниот удар.
2. Металот ќе рѓосува со текот на времето во контакт со вода. Ова нема да се случи со овој систем, бидејќи температурата во цилиндрите на работниот мотор надминува 1000 степени. Водата се претвора во парена состојба на 100 степени. Значи, за време на работата на системот, во моторот нема вода, туку само прегреана пареа. Патем, кога горивото гори, има и мала количина на пареа во издувните гасови. Делумен доказ за тоа е излевање на водата од издувната цевка (опишани се и други причини за нејзиниот изглед тука).
3. Кога се појавува вода во маслото, маснотијата се емулгира. Повторно, количината на прскана вода е толку мала што едноставно не може да влезе во картерот. Веднаш станува гас што се отстранува заедно со издувните гасови.
4. Топлата пареа го уништува филмот за масло, предизвикувајќи енергетската единица да го фати клинот. Всушност, пареата или водата не го раствораат маслото. Највистинскиот растворувач е само бензин, но во исто време филмот за масло останува стотици илјади километри.

Ајде да видиме како работи уредот за прскање вода во моторот.

Како работи системот за вбризгување вода

Во современите енергетски единици опремени со овој систем, можат да се инсталираат различни видови комплети. Во еден случај, се користи единствена млазница, сместена на влезот на влезниот колектор пред бифуркацијата. Друга модификација користи неколку инјектори од типот дистрибуирана инјекција.

Најлесен начин да се монтира таков систем е да се инсталира посебен резервоар за вода во кој ќе биде поставена електричната пумпа. Една цевка е поврзана со неа, преку која ќе се снабдува течност со распрскувачот. Кога моторот ја достигнува посакуваната температура (опишана е работната температура на моторот со внатрешно согорување во друг напис), возачот започнува со прскање за да создаде влажна магла во влезниот колектор.

Наједноставната инсталација може да се инсталира дури и на мотор на карбураторот. Но, во исто време, не може без одредена модернизација на влезниот тракт. Во овој случај, системот се контролира од патничкиот простор од страна на возачот.

Во понапредните верзии, што може да се најдат во продавниците за автоматско подесување, поставката на режимот за прскање е обезбедена или од посебен микропроцесор, или неговото работење е поврзано со сигнали што доаѓаат од ECU. Во овој случај, ќе треба да ги користите услугите на авто електричар за да го инсталирате системот.

Уредот на современи системи за прскање ги вклучува следниве елементи:

• Електрична пумпа обезбедува притисок до 10 бари;
• Една или повеќе млазници за прскање вода (нивниот број зависи од уредот на целиот систем и принципот на дистрибуција на влажниот проток преку цилиндрите);
• Контролорот е микропроцесор кој го контролира времето и количината на вбризгување вода. Пумпа е поврзана со неа. Благодарение на овој елемент, се обезбедува постојана доза со висока прецизност. Алгоритмите вградени во некои микропроцесори овозможуваат системот автоматски да се прилагоди на различните режими на работа на енергетската единица;
• Резервоар за течноста што треба да се испрска во колекторот;
• Сензор за нивото лоциран во овој резервоар;
• Црева со правилна должина и соодветни арматури.

Системот работи според овој принцип. Контролорот за вбризгување прима сигнали од сензорот за проток на воздух (прочитајте повеќе детали за неговото работење и дефекти) тука) Во согласност со овие податоци, користејќи соодветни алгоритми, микропроцесорот го пресметува времето и количината на прскана течност. Во зависност од модификацијата на системот, млазницата може едноставно да се направи во форма на ракав со многу тенок атомизатор.

Повеќето современи системи едноставно даваат сигнал за вклучување / исклучување на пумпата. Во поскапите комплети, постои посебен вентил кој ја менува дозата, но во повеќето случаи не работи правилно. Во основа, контролорот се активира кога моторот достигнува 3000 вртежи во минута. и повеќе. Пред да инсталирате таква инсталација на вашиот автомобил, треба да земете предвид дека повеќето производители предупредуваат за неправилна работа на системот на некои автомобили. Никој нема да обезбеди детален список, бидејќи сè зависи од индивидуалните параметри на енергетската единица.

Иако главната функција на вбризгување на вода е зголемување на моќноста на моторот, таа главно се користи само како ладилник за ладење на протокот на воздух што доаѓа од црвено-топла турбина.

Покрај зголемувањето на моќноста на моторот, многумина се сигурни дека со вбризгување се чисти и работната празнина на цилиндерот и издувниот тракт. Некои веруваат дека присуството на пареа во издувните гасови создава хемиска реакција која неутрализира некои токсични материи, но во овој случај, на автомобилот нема да му треба елемент како што е автомобилски катализатор или комплексен AdBlue систем, за кој можете да прочитате . тука.

Пумпањето вода има ефект само при големи вртежи на моторот (мора добро да се загрее и протокот на воздух мора да биде брз, така што влагата веднаш се впушта во цилиндрите), а во поголема мера во единиците за напојување со турбо полнење. Овој процес обезбедува дополнителен вртежен момент и мало зголемување на моќноста.

Ако моторот е природно аспириран, тогаш тој нема да стане значително помоќен, но дефинитивно нема да страда од детонација. За мотор со внатрешно согорување со турбонатполнење, вбризгување вода инсталирана пред суперполначот ќе обезбеди зголемување на ефикасноста како резултат на намалување на температурата на влезниот воздух. И за уште поголем ефект, ваквиот систем ја користи претходно споменатата мешавина на вода и метанол во пропорција од 50x50.

Предности и недостатоци

Значи, системот за вбризгување вода овозможува:

• Температура на влезниот воздух;
• Обезбедете дополнително ладење на елементите на комората за согорување;
• Ако се користи низок квалитет (низок октански) бензин, прскањето со вода ја зголемува отпорноста на детонација на моторот;
• Користењето на истиот режим на возење ја намалува потрошувачката на гориво. Ова значи дека со истата динамика, автомобилот испушта помалку загадувачи (се разбира, тоа не е толку ефикасно што автомобилот може да го стори без катализатор и други системи за неутрализирање на токсични гасови);
• Не само за да се зголеми моќноста, туку и се прави моторот да се врти со вртежен момент зголемен за 25-30 проценти;
• До одреден степен исчистете ги елементите на системот за вшмукување и издувни гасови на моторот;
• Подобрете го одговорот на гасот и одговорот на педалот;
• Доведете ја турбината во работен притисок со помала брзина на моторот.

И покрај толку многу корисни карактеристики, вбризгувањето вода е непожелно за конвенционалните возила и има неколку добри причини зошто производителите на автомобили не го спроведуваат тоа во производствени возила. Повеќето од нив се должат на фактот дека системот има спортско потекло. Во светот на моторспортот, потрошувачката на гориво во голема мера се занемарува. Понекогаш потрошувачката на гориво достигнува 20 литри на сто. Ова се должи на фактот дека моторот честопати се доведува до максимални вртежи, а возачот скоро постојано го притиска бензинот додека не застане. Само во овој режим, ефектот на инјекцијата е забележлив.

Значи, тука се главните недостатоци на системот:

• Бидејќи инсталацијата беше првенствено наменета за подобрување на перформансите на спортските автомобили, овој развој е ефективен само при максимална моќност. Веднаш штом моторот ќе го достигне ова ниво, контролорот го поправа овој момент и инјектира вода. Поради оваа причина, за инсталацијата да работи ефикасно, возилото мора да се управува во спортски режим. При ниски вртежи, моторот може да биде „поподмирен“.
• Вбризгување на вода се врши со одредено задоцнување. Прво, моторот влегува во режим на напојување, соодветниот алгоритам се активира во микропроцесорот и се испраќа сигнал до пумпата за да се вклучи. Електричната пумпа започнува да испумпува течност во водот, и само после тоа млазницата почнува да ја прска. Во зависност од модификацијата на системот, сето ова може да трае околу една милисекунда. Ако автомобилот вози во тивок режим, тогаш прскањето нема да има никаков ефект.
• Во верзии со една млазница, невозможно е да се контролира колку влага влегува во одреден цилиндар. Поради оваа причина, и покрај добрата теорија, практиката честопати покажува нестабилна работа на моторот, дури и со целосно отворен гас. Ова се должи на различните температурни услови во одделните „саксии“.
• Во зима, системот има потреба од полнење гориво не само со вода, туку и со метанол. Само во овој случај, дури и во студено време, течноста слободно ќе се доставува до колекторот.
• За безбедноста на моторот, внесената вода мора да се дестилира, и ова е дополнителен отпад. Ако користите обична вода од чешма, многу скоро наслаги од вар ќе се насоберат на wallsидовите на контактните површини (како скала во котел). Присуството на странски цврсти честички во моторот е полн со рано распаѓање на единицата. Поради оваа причина, треба да се користи дестилат. Во споредба со незначителната економија на гориво (обичен автомобил не е дизајниран за постојано работење во спортски режим, а законодавството го забранува тоа на јавни патишта), самата инсталација, нејзиното одржување и употребата на дестилат (и во зима - мешавина на вода и метанол) е економски неоправдано ...

За волја на вистината, некои недостатоци може да се отстранат. На пример, со цел енергетската единица да работи стабилно при високи вртежи во минута или при максимално оптоварување при ниски вртежи во минута, може да се инсталира дистрибуиран систем за вбризгување вода. Во овој случај, инјекторите ќе бидат инсталирани по еден за секој колектор за внесување, како во идентичен систем за гориво.

Сепак, цената на таквата инсталација значително се зголемува и не само поради дополнителни елементи. Факт е дека вбризгувањето на влага има смисла само во случај на подвижен проток на воздух. Кога вентилот за внесување (или неколку во случај на некои модификации на моторот) е затворен, и ова се случува за три циклуси, воздухот во цевката е неподвижен.

За да спречи залудно влевање вода во колекторот (системот не предвидува отстранување на вишокот на влага што се акумулира на wallsидовите на колекторот), контролорот мора да утврди во кој момент и која посебна млазница треба да стапи во функција. Оваа комплексна поставка бара скап хардвер. Во споредба со незначително зголемување на моќноста за стандарден автомобил, таквиот трошок е неоправдан.

Се разбира, деловно е на сите да инсталираат таков систем на вашиот автомобил или не. Ги разгледавме и предностите и недостатоците на таквиот дизајн. Покрај тоа, предлагаме да погледнете детално видео предавање за тоа како функционира вбризгување на вода:

Теорија на моторот со внатрешно согорување: вбризгување вода во влезниот тракт

Прашања и одговори:

Што е инјектирање на метанол? Ова е вбризгување на мала количина на вода или метанол во мотор кој работи. Ова ја зголемува отпорноста на детонација на слабото гориво, ја намалува емисијата на штетни материи, го зголемува вртежниот момент и моќноста на моторот со внатрешно согорување.

За што е инјектирање на вода со метанол? Вбризгувањето на метанол го лади воздухот што го вовлекува моторот и ја намалува веројатноста за чукање на моторот. Ова ја зголемува ефикасноста на моторот поради високиот топлински капацитет на водата.

Како функционира системот на Водометанол? Тоа зависи од модификацијата на системот. Најефикасното е синхронизирано со инјекторите за гориво. Во зависност од нивното оптоварување, се инјектира воден метанол.

За што се користи Водометанол? Оваа супстанца се користела во Советскиот Сојуз во мотори на авиони пред појавата на млазни мотори. Водениот метанол ја намали детонацијата во моторот со внатрешно согорување и го направи согорувањето на HTS непречено.