Wtrysk wody do oleju napędowego. Wystarczy dodać wodę

Silnik można zainstalować przy minimalnej ingerencji.

Przeczytaj w tym artykule

Do czego służy wtrysk wody do silnika i jak to działa: plusy i minusy

Najpierw trochę historii. Sam pomysł wtryskiwania wody do silnika ma już ponad sto lat. System ten znalazł największe praktyczne zastosowanie w lotnictwie, jako zastosowanie w samolotowych silnikach tłokowych.

W latach czterdziestych piloci niemieccy i amerykańscy, a także piloci z innych krajów, aktywnie wykorzystywali wtrysk wody w celu zwiększenia mocy silników lotniczych. Dokładniej, do bloków energetycznych wstrzyknięto mieszaninę wody i metanolu.

Jednak po pojawieniu się silnika odrzutowego większość prac nad ulepszeniem systemu wtrysku wody została skrócona. Dopiero bliżej lat 80. zaczęto ponownie stosować wtrysk wody, ale teraz w samochodach. Innymi słowy, określone rozwiązanie stało się sposobem dostrajania i forsowania silnika spalinowego samochodu tłokowego, aktywnie wykorzystywanego w sporcie motorowym.

• Przyjrzyjmy się teraz, w jaki sposób woda może zapewnić dodatkową moc, oszczędność i jakie korzyści daje ta metoda. Przede wszystkim strukturalnie wtrysk wody realizowany jest przez specjalną dyszę. Okazuje się, że woda zostaje rozpylona i staje się kolejnym składnikiem mieszanki paliwowo-powietrznej benzyny i powietrza.
• W rezultacie mieszanka paliwowa po wtrysku wody zostaje skutecznie schłodzona, a ładunek paliwa z cząsteczkami wody staje się „cięższy”, tak gęsty ładunek w cylindrach jest bardziej sprężony przed zapłonem. Praca nad taką mieszanką w niektórych przypadkach nieznacznie zmniejsza ogólną toksyczność spalin.

W takim przypadku szybkość spalania samej mieszanki zwolni, to znaczy, że silnik nie jest zagrożony paliwem. Spada również temperatura w komorze spalania. To główne zalety systemu, jeśli zdecydowano się na instalację wtrysku wody, benzyny itp.

• Jednak są też wady. Poważniejszą wadą jest niestabilność silnika na pełnym gazie, a gdy prędkość obrotowa nie jest duża, samochód porusza się z małą prędkością. Te niuanse wynikają z faktu, że woda nie jest całkowicie równomiernie rozprowadzona w cylindrach silnika.
• Kolejny nieprzyjemny moment można uznać za warunek wstępny używania wyłącznie czystej wody destylowanej. Faktem jest, że dla skutecznego działania całego systemu konieczne jest karmienie 10 kg. paliwo około 2 kg. woda. Jest całkiem oczywiste, że w stosunku 1/5 użycie zwykłej wody doprowadzi do tego, że co 2 kg. w komorze spalania odkłada się około 200 mg wody. sole i inne zanieczyszczenia.

W rezultacie silnik wyłączy się po 100-150 godzinach pracy. Z tego powodu w przypadku systemu wtrysku wody wymagane jest wstępne wysokiej jakości czyszczenie elementu podstawowego. Jeśli chodzi o korzyści praktyczne, o wiele łatwiej jest zastosować dodatki chemiczne w paliwie, aby jedynie zwiększyć próg stukania, niż zwalczać detonację przez dodanie wody do mieszaniny roboczej.

Lista minusów zwraca również uwagę na fakt, że korzystanie z tego systemu wtryskowego w chłodne dni jest dość trudne, ponieważ woda po prostu zamarza. Zastosowanie dodatków alkoholowych może rozwiązać problem tylko przy lekkim trzaśnięciu na zimno. Wraz z nadejściem silnych mrozów cały system należy usunąć lub spuścić wodę, a następnie wyłączyć.

Zastanówmy się więc, jak wstrzyknąć wodę do silnika wtryskowego lub silnika gaźnika. Od razu zauważamy, że na wolnym rynku dostępne są gotowe zestawy montażowe do wykonania takiego wtrysku.

W zestawie znajdują się specjalne dysze, zbiornik, urządzenie sterujące do dokładnego dozowania wody, pompka, węże i inne elementy potrzebne do montażu. Główną wadą jest bardzo wysoki koszt zestawu (około 2,5 - 3 tys. USD).

Z tego powodu entuzjaści wolą wykonać zadanie samodzielnie.

• Z reguły w kolektorze dolotowym umieszczona jest dysza wodna ze specjalną dyszą dla jak najlepszego rozpylenia, a obszar montażu to miejsce za wtryskiwaczem lub gaźnikiem.
• Ponadto woda jest dostarczana do dyszy za pomocą pompy, która jest zamontowana w kabinie pasażerskiej. Do tych celów nadaje się pompa elektryczna 12 V.
• Woda pochodzi ze zbiornika (często stosuje się dodatkowo zainstalowany zbiornik spryskiwacza szyby przedniej);

W przypadku gaźnika obowiązuje również następująca prosta opcja, z wyłączeniem wtryskiwacza:

• Wszystkie wymienione powyżej elementy systemu są połączone za pomocą gumowych rurek lub rurek z medycznego zakraplacza.
• Następnie igłę ze strzykawki umieszcza się na rurce zainstalowanej na wylocie pompy.
• Określona igła powinna przebić gumową rurkę regulatora czasu zapłonu.
• Następnie powinieneś naprawić igłę za pomocą szczeliwa. Ilość dostarczanej wody będzie zależeć od grubości igły.

Metodę stosuje się również, gdy rurka z zakraplacza jest połączona z wcześniej wykonanym otworem w pierwszej komorze gaźnika. W takim przypadku woda będzie wciągana do silnika za pomocą podciśnienia, podobnie jak na zasadzie działania opryskiwacza.

Najczęściej schemat jest realizowany w taki sposób, że sam kierowca fizycznie włącza pompowanie przez przełącznik, otrzymując chwilowy wzrost mocy. Główną cechą jest precyzyjne dostrojenie domowego systemu z uwzględnieniem wydajności pompy elektrycznej. Zaleca się zachowanie proporcji w stosunku woda/powietrze 1 do 10 lub 1 do 14, czyli 30-35 litrów dla silnika spalinowego o pojemności roboczej 1500 cm3.

Podczas wstrzykiwania woda staje się substancją drobno zdyspergowaną, cząstki mają wielkość około 0,01 mm. Taka cząstka jest natychmiast otoczona tłustą benzyną. Dzięki temu mieszanka staje się jednorodna (jednorodny zespół paliwowy), równomiernie i całkowicie wypełnia komorę spalania. Na takiej mieszance silnik wykazuje większą sprawność, próg detonacji jest cofnięty.

Jednocześnie bardzo ważne jest, aby zrozumieć, że nadmierna ilość wody we wlocie może prowadzić do uderzenia hydraulicznego w silniku, czyli do jego poważnego uszkodzenia. Należy również pamiętać, że w przypadku silników wolnossących nie należy spodziewać się znacznego wzrostu mocy i momentu obrotowego. W przypadku takich jednostek główną zaletę można uznać za najlepszą odporność na detonację.

Jeśli chodzi o silniki z turbodoładowaniem, w tym przypadku zalety są nieco bardziej zauważalne. W takich silnikach dysza wtrysku wody jest instalowana za turbosprężarką lub za intercoolerem. Dzięki temu możliwe jest skuteczne obniżenie temperatury mieszaniny roboczej wchodzącej do cylindrów. Gotowe markowe zestawy wtrysku wody w silniku zmniejszają tę liczbę do 40-60 stopni Celsjusza.

W rezultacie okazuje się, że silnik zużywa mniej energii na kompresję zimnej mieszanki. Udaje mu się również dostarczyć więcej tlenu do butli. Na samym początku może się wydawać, że po wejściu do gorącego silnika spalinowego woda zaczyna aktywnie odparowywać, czyli jest mniej miejsca na tlen. Jednak gdy woda odparowuje, zwiększa się jej objętość, to znaczy obserwuje się wzrost ciśnienia w cylindrze. Pozwala to zwiększyć moc silnika turbo o 7-10%.

Należy zauważyć, że optymalne jest dostarczanie do silnika nie tylko wody destylowanej, ale mieszaniny alkoholu i wody w proporcji 1/1. Taki dodatek wodno-alkoholowy jest lepiej rozpylany, w wyniku czego powstaje drobno zdyspergowana mieszanina wody, powietrza, alkoholu i benzyny.

Podczas gdy woda była przede wszystkim zdolna do zmniejszenia detonacji i lepszego chłodzenia mieszaniny, obecność metanolu w mieszaninie zapewniła szereg dodatkowych korzyści. Faktem jest, że tempo spalania alkoholu jest znacznie wolniejsze niż benzyny. W efekcie ciśnienie w cylindrze rośnie płynniej, co umożliwia zwiększenie momentu obrotowego w stosunku do liczby obrotów wału korbowego.

Chciałbym jeszcze raz zauważyć, że woda do wtrysku musi być destylowana, aby wykluczyć tworzenie się osadów w komorze spalania. Konieczne jest również dążenie do jak najlepszej atomizacji, gdyż większa ilość cząstek pozwala na lepszy transfer ciepła i późniejsze odparowanie wody.

Oznacza to, że potrzebna jest mocna pompka i oddzielnie dobrany atomizer z dyszą. Z tego powodu metoda z igłą ze strzykawki jest kwestionowana przez wielu specjalistów i doświadczonych tunerów.

Podsumujmy

Na koniec dodajemy, że nawet gotowy zestaw wtryskowy nie może być normalnie używany bez wstępnego dostrojenia silnika wtryskowego lub gaźnikowego. Innymi słowy, wymagane będą dodatkowe manipulacje składem mieszanki (), wzrost ciśnienia powietrza podczas doładowania, wcześniejsza korekta zapłonu itp.

Okazuje się, że zakupu gotowego zestawu lub samodzielnego zastrzyku wody nie można uznać za gotowe rozwiązanie. O wiele ważniejsze jest prawidłowe dostrojenie silnika i samego systemu, biorąc pod uwagę dozowaną dostawę wysokiej jakości rozpylonej mieszaniny wody destylowanej i metanolu.

Przeczytaj także

Zrób to sam tuning i modernizacja świec zapłonowych w celu poprawy efektywności paliwowej i innych właściwości silnika spalinowego. Jak samemu modyfikować świece.

Zanim przejdę bezpośrednio do tematu samego artykułu, chciałem przypomnieć, że to już część 4, a bez czytania poprzedniej 3 nie wszystko będzie jasne.

I tak, BMW 330D E90 245 KM, 520 Nm to cechy deklarowane przez producenta. W rzeczywistości tak jest. Wiele biur tuningowych obiecuje rekalibrację natywnego ECU silnika do 300 l / s i momentu obrotowego 600 Nm. Bardzo chciałbym zobaczyć auto z takimi kierunkowskazami, które po tuningu przejechało już kilkadziesiąt tysięcy kilometrów.

Jeśli mówimy o dokładnie tym samym silniku, ale w BMW X6 30D, to nadal wierzę, ale nie w samochodzie serii 3. Tak, silniki są takie same, ale układ chłodzenia jest zupełnie inny i to jest właśnie słaby punkt BMW 330D.

Moc potrzebna jest nie tylko na wykresie, uzyskanym w idealnych warunkach, ale także w cięższych. Na przykład w upalny letni dzień. Proponuję spojrzeć na wynik pomiaru

Pomiar na 4 biegu, temperatura 32 stopnie iw efekcie 220 l/s, moment obrotowy 528 Nm. Najważniejsza, jak pamiętacie z postów o silnikach diesla, to temperatura spalin EGT. Na stanie na tym silniku osiąga 730 stopni (patrz wykres). Bezpieczne podniesienie momentu obrotowego na tej maszynie nie stanowi problemu, ale utrzymanie go po 2800 obr./min i jednocześnie nie przegrzewanie silnika nie może zostać rozwiązane programowo. Jak widać na wykresie przy 3000 obr/min moc koła wynosi 165 koni mechanicznych. Proponuję oglądać na żywo, jak zmienia się moc w tym momencie przy trzymaniu tylko przez 15 sekund,

Moc ze 185 sił spada do 160 l/s, temperatura silnika sięga 112 stopni, EGT ponad 700. Program sterowania silnikiem jest bardzo sprytny, nie pozwoli tak łatwo zgasnąć silnikowi, ale w efekcie moc będzie bardzo, bardzo odcięci. Przepraszamy - to jest zapas, możesz sobie wyobrazić, co stanie się z tuningowym "oprogramowaniem układowym".

I tak jest wskazany problem, czas przejść do prostych rozwiązań. W tym celu zainstalowano system wtrysku wody. W pierwszym teście woda była stopniowo podawana z maksymalną wartością 100 gramów/minutę. Tylko 100 mililitrów na minutę zwykłej wody H2O. Patrzymy na wynik

232 l/s, moment obrotowy 531 Nm, maksymalna wartość EGT to 685 stopni. Tak, teraz jest duża rezerwa na zwiększenie mocy w trybie awaryjnym.

Wynik mówi sam za siebie – 242 l/s i moment obrotowy 544 Nm. Temperatura EGT w szczytowym momencie wynosiła 704 stopnie.

Mała dygresja teoretyczna. Zaopatrzenie w wodę, oprócz chłodzenia napływającego powietrza, znacznie obniża temperaturę w komorze spalania i EGT. W teście 2 temperatura EGT, choć znacznie niższa niż w wariancie drenażowym, jest jednocześnie wyższa niż w teście 1, gdzie dopływ wody wynosił zaledwie 100 ml/min. Powodem jest to, że ECU silnika rozpoznało, że temperatura płynu chłodzącego, silnika, katalizatora itp. nie tak super i sam dolałem paliwa. A raczej przestał dokonywać zmian obronnych.

Jak pamiętasz, zwiększenie mocy silnika wysokoprężnego jest bardzo proste, wystarczy dodać paliwo. I oczywiście w tej wersji jeszcze łatwiej jest skrócić żywotność silnika wysokoprężnego i turbiny. Aby uniknąć problemów, zawsze konieczne jest znalezienie równowagi między mocą i temperaturą silnika spalinowego a EGT.

Proponuję obejrzeć go jeszcze raz na żywo, test przy 3000 obr/min, ale z wtryskiem wody

Jak widać na filmie, moc nie tylko wzrosła do 195 l/s z kół, ale też trwała dłużej i na koniec spadła do 172 l/s, a nie jak w wersji fabrycznej do 160. maksymalna wartość CGT wynosiła 680 stopni. Temperatura silnika, również w szczytowym momencie, była o 10 stopni niższa (102*C).

Przechodząc do Testu 3. Teraz nie używaliśmy wody, ale 50/50 woda/metanol. Patrzymy na wynik

Metanol jest już paliwem i naturalnie zawiera energię, w przeciwieństwie do samej wody. W związku z tym nie tylko moc wzrosła do 248 l/s, a moment wyniósł 568 Nm, ale znacznie wzrosła również temperatura EGT (740*C).

Wydaje mi się, że stosowanie metanolu jako doładowania mocy w silnikach wysokoprężnych nie jest właściwym kierunkiem. Dodanie więcej niż 50% metanolu może prowadzić do detonacji, a właściwie dlaczego, i czy nie jest łatwiej po prostu zwiększyć podaż paliwa rodzimego za pomocą klasycznego „chip tuningu”. Ale wtrysk wody otwiera nowe możliwości i znacznie poszerza granice, które ograniczają bezpieczny wzrost momentu obrotowego i mocy maksymalnej. Wyjątkiem jest czas zimowy, kiedy po prostu konieczne jest dodanie co najmniej 20% metanolu, aby rozwiązać problem zamarzania wody.
SUV-y, które wspinają się po górach, w błocie itp. doświadczają silnego obciążenia silnika z powodu problemów z chłodzeniem. Zastosowanie wtrysku wody radykalnie rozwiązuje ten problem.

Jeśli jest zainteresowanie, to w następnym poście pokażę na przykładzie tego samego BMW bezpośrednio online proces zwiększania mocy i jak bardzo uproszczono to zadanie dzięki wtryskowi niewielkiej ilości wody. Zadanie nie polega na zbudowaniu wyścigowego samochodu diesla, ale na bezpiecznym, znacznym polepszeniu charakterystyki spływu silnika diesla, a jednocześnie zatankowaniu małej beczki na wodę, nie częściej niż standardowe tankowanie z bardzo aktywnym napędowy.

Oferuję również wykres porównawczy, ze wszystkimi powyższymi pomiarami.

I ostatnia rzecz, którą chciałbym powiedzieć pozytywnie o systemach wtrysku wody (woda/metanol). Olej ma wiele funkcji, a jedną z nich jest czyszczenie silnika spalinowego z różnych osadów. Wtrysk wody/metanolu doskonale spełnia tę funkcję, co oznacza, że ​​Twój olej będzie trwał dłużej. Utlenianie oleju jest głównym powodem, dla którego podczas pracy silnika jego części i układ smarowania są zanieczyszczone różnego rodzaju nagarami.Obniżenie temperatury silnika ma również bardzo pozytywny wpływ na proces utleniania oleju silnikowego.

Między innymi osady węgla w silniku znacznie pogarszają osiągi silnika. Podaję przykład - po wszystkich pomiarach, testach na BMW z wtryskiem wody i woda/metanol, a było ich dużo, na koniec zrobiliśmy ostatni pomiar, znowu spust. Proponuję spojrzeć na wynik

Warunki pozostały takie same. Jak mówią - "myśl za siebie, zdecyduj sam".

Silniki spalinowe mogą przetrwać ostatnie dziesięciolecia, ale producenci się nie poddają. W pełni wykorzystują tę technologię, optymalizując konstrukcję silnika pod kątem wydajności i oszczędności. Niedawno pojawiła się informacja o innowacji wymyślonej przez Nissana. Teraz Bosch opowiedział o swoich osiągnięciach. Niemiecka firma wprowadziła system wtrysku wody WaterBoost do łatwej modyfikacji istniejących silników spalinowych.

Nawet najbardziej zaawansowany silnik spalinowy marnuje około jednej piątej swojego paliwa. Na przykład wydaje się na układ chłodzenia silnika. W nowoczesnych silnikach do komory spalania wtryskiwane jest dodatkowe paliwo, nie do spalania, ale do opary ze ścian, dzięki czemu silnik jest chłodzony.

Bosch proponuje zmodyfikowanie układu wtrysku paliwa, aby podczas chłodzenia komory używać wody zamiast benzyny. Oznacza to, że istotą technologii WaterBoost jest to, że przy wysokich obrotach silnika uruchamiana jest pompa wodna, która wstrzykuje trochę wody do komory spalania na krótko przed zapaleniem mieszanki paliwowej.

Potrzebne jest bardzo mało wody: potrzeba kilkuset mililitrów na 100 km. Dlatego mały zbiornik na wodę będzie musiał być napełniany wodą destylowaną co kilka tysięcy kilometrów, co dla większości kierowców nie będzie odbywać się nad głową. To nawet fajnie: kiedy nalewasz wodę, wiesz, że ta woda będzie używana zamiast benzyny (przy chłodzeniu).

A jeśli woda w zbiorniku się wyczerpie, to też jest w porządku, tyle że moment obrotowy nieco się zmniejszy, a zużycie paliwa wzrośnie o kilka procent.

Eksperymenty Boscha wykazały, że tak prosta modyfikacja może zmniejszyć zużycie paliwa o kilka procent (do 13%) bez utraty mocy i momentu obrotowego. Oszczędności są możliwe, gdy silnik przegrzewa się przy najwyższych obrotach: na przykład podczas gwałtownego przyspieszania lub jazdy autostradą z dużą prędkością.

Oprócz oszczędzania benzyny parowanie wody chłodzi również silnik lepiej niż parowanie benzyny.

Dodatkową korzyścią dla oszczędności paliwa jest zmniejszenie emisji CO2 o 4%, co ułatwia silnikowi spełnienie surowych przepisów środowiskowych obowiązujących w nowoczesnych silnikach benzynowych.

Najbardziej efektywną implementacją wtrysku wody będą kompaktowe silniki trzy- i czterocylindrowe. Innymi słowy, dokładnie dla tych silników, które są stosowane w najpopularniejszych nowoczesnych samochodach średniej wielkości.

Ale to nie wszystko. Oprócz oszczędności paliwa, WaterBoost może dodać do 5% mocy do silników z turbodoładowaniem. Faktem jest, że dodatek wody nasyca powietrze wtryskiwane z turbiny tlenem i zwiększa szybkość spalania mieszanki, pozwalając na optymalizację czasu zapłonu – kąta obrotu korby od momentu podania napięcia na świecę zapłonową, aby rozbić szczelinę iskrową, aż tłok znajdzie się w górnym martwym punkcie.

Ideą wyprzedzającego zapłonu jest zapłon mieszanki palnej z wyprzedzeniem, zanim tłok osiągnie górny martwy punkt. Przy prawidłowym doborze kąta wyprzedzenia zapłonu ciśnienie gazu osiąga maksymalną wartość około 10-12 stopni obrotu wału korbowego po przejściu tłoka przez górny martwy punkt.

Zmieniając czas zapłonu i poprawiając ustawienia zapłonu, inżynierowie mogą wycisnąć więcej mocy nawet z potężnych silników turbo, nawet w samochodach sportowych.

Pierwszym samochodem, który wprowadzi technologię wtrysku wody WaterBoost, będzie BMW M4 GTS z sześciocylindrowym silnikiem turbo.

BMW M4 GTS. Zdjęcie: BMW Group

Brak informacji o wdrożeniu WaterBoost w samochodach średniej kategorii cenowej.

Bosch ma duże doświadczenie w branży motoryzacyjnej. To właśnie Bosch w 1887 wynalazł bezpieczny system detonacji mieszanki powietrzno-paliwowej silnika spalinowego z magneto. Ten układ zapłonowy jest nadal używany w samochodach. Przed tym wynalazkiem mieszanina w silniku spalinowym była zapalana przez rurki żarowe Daimlera z otwartym płomieniem.

Bosch produkuje nie tylko układy zapłonowe, rozruszniki, ale także wiele innych części samochodowych. Na przykład niedawno rozpoczęła masową produkcję silników elektrycznych do gokartów wyścigowych.

Silnik elektryczny Bosch do gokartów wyścigowych. Zdjęcie: Bosch

Silniki elektryczne to przyszłość, ale silnik spalinowy nie podda się bez walki.

„Nasz wtrysk wody pokazuje, że silniki spalinowe mają jeszcze kilka sztuczek pod maską” – powiedział dr Rolf Bulander, prezes Bosch Mobility Solutions i członek zarządu Robert Bosch GmbH.

Sformułowanie „wtrysk wody do cylindrów” brzmi śmiesznie, ponieważ każdy właściciel samochodu doskonale wie, że przedostanie się tego płynu do silnika grozi uderzeniem wodnym i awarią jednostki napędowej. Niemniej jednak ta opcja forsowania silnika była z powodzeniem stosowana w pierwszej połowie ubiegłego wieku.

To prawda, że ​​pierwotnym celem inżynierów nie było zwiększenie mocy silnika spalinowego, ale walka z detonacją mieszanki paliwowo-powietrznej w cylindrach.

Wpływ obecności wody w składzie mieszanki palnej

Jak już wspomniano, początkowo do zwalczania detonacji wykorzystywano wtrysk wody. Z reguły jednak stosowano roztwór wody i alkoholu metylowego w różnych proporcjach. Doświadczalnie stwierdzono, że optymalny stosunek wynosi 50/50. Samo rozwiązanie pełni rolę dodatku przeciwstukowego, a doładowanie silnika było początkowo efektem ubocznym, który nie został od razu rozpoznany. Dodatkowo woda jest przeciwutleniaczem i zapobiega tworzeniu się nagaru w komorach spalania.

Co dzieje się w komorach spalania po wtryśnięciu wodnego roztworu metanolu?

1. Woda ma dużą pojemność cieplną, dzięki czemu temperatura w cylindrach silnika spalinowego jest znacznie obniżona.
2. Ponieważ zimniejsze powietrze jest znacznie łatwiejsze do skompresowania, podczas suwu sprężania zużywa się znacznie mniej energii, co oznacza, że ​​zwiększa się sprawność silnika.
3. Ponadto możliwe staje się wtłoczenie większej ilości powietrza do cylindrów, a odparowująca woda wytwarza dodatkowe ciśnienie, zwiększając stopień sprężania.
4. Ciecz dostaje się do cylindrów w stanie rozpylonym i natychmiast otoczona jest cząstkami benzyny, dzięki czemu mieszanina robocza staje się bardziej jednorodna, dobrze wypełnia całą dostępną przestrzeń i spala się bardziej równomiernie. Zapewnia to dodatkowy wzrost wydajności i zmniejsza prawdopodobieństwo detonacji. Tym samym moc silnika spalinowego wzrasta o około 10%.

Jeśli chodzi o alkohol metylowy, jego proces spalania przebiega wolniej niż benzyny, dlatego wzrost ciśnienia w cylindrach przebiega płynniej, a wartość maksymalną osiąga się później. Rezultatem jest zwiększony moment obrotowy i moc.

W idealnym przypadku największą ilość wody należy wtryskiwać przy maksymalnym momencie obrotowym. Stosunek wody do powietrza powinien wynosić od 1/10 do 1/14. Przy mniejszej ilości powietrza mieszanina robocza nie spali się całkowicie, co będzie sygnalizowane „strzałami” w tłumik, a przy braku wody może dojść do detonacji.

Krótka wycieczka do historii

Dla samochodów z pierwszej połowy XX wieku moc silnika spalinowego nie była decydująca. W przeciwieństwie do projektantów samochodów inżynierowie lotniczy walczyli o prawie każdą moc. Z tego powodu wtrysk wody, a właściwie jej mieszanki z metanolem, po raz pierwszy zastosowano masowo w samolotach, gdy silnik spalinowy pracował w trybie dopalania.

Pionierem w tej dziedzinie stał się niemiecki Messerschmitt Bf 109 G-6 („Gustav”). To właśnie na tym myśliwcu, którego produkcję rozpoczęto jesienią 1942 roku, zaczęto instalować system MW 50 (od Metanol-Wasser), liczba wskazywała na procent alkoholu metylowego. Były też inne systemy: MW 0, MW 30, MW 75, a nawet MW 100, z wtryskiem czystego metanolu. Jednak praktyka wykazała, że ​​najlepsze wymuszenie silnika spalinowego osiąga się, gdy wtryskuje się 50% roztwór alkoholu.

Jeśli mówimy o konkretnych liczbach, to silnik tego „Messera” na dopalaczu bez wtrysku metanolu na wysokości 1 km rozwijał moc 1575 KM. z., a dołączony system MW 50 dodał kolejne 225 litrów. z. (całkowita moc wzrosła do 1800 litrów. z.). W efekcie maksymalna prędkość samolotu wzrosła o około 40 km/h, co dawało ogromną przewagę w bitwie.

Wtrysk wody znalazł również zastosowanie w lotnictwie amerykańskim. Radzieccy inżynierowie nie poszli dalej niż prototypy. Ponadto, wraz z pojawieniem się silników odrzutowych, kwestia konieczności wtryskiwania wody do tłokowych silników spalinowych samolotów zniknęła sama.

Jak działa system wtrysku wody

Zasada jego działania jest prosta: w kolektorze dolotowym silnika zamontowana jest dysza, przez którą wpływa woda. Gdy silnik pracuje, dzieje się co następuje: najpierw mieszanka paliwowo-powietrzna wchodzi do kolektora dolotowego, a następnie wtryskiwana jest tam woda, która chłodzi mieszankę paliwowo-powietrzną wchodzącą do cylindrów.

Ze względu na fakt, że cząsteczki benzyny otaczają mikrokropelki wody, wzrasta ułamek masowy paliwa, a dzięki nieodparowanej cieczy wzrasta stopień sprężania w komorach spalania. Szybkość spalania benzyny zmieszanej z wodą znacznie spada, dlatego nie mogą powstać warunki sprzyjające detonacji mieszaniny roboczej.

Należy pamiętać, że zmieniony skład mieszaniny roboczej w cylindrach silnika wpływa na skład spalin. Stężenie tlenków węgla i azotu znacznie spada, ale wzrasta udział węglowodorów.

Wymuszony w ten sposób silnik spalinowy może okresowo pracować niestabilnie. Dzieje się tak najczęściej podczas jazdy na niskich prędkościach z szeroko otwartą przepustnicą. Powodem jest nieprawidłowe ustawienie układu wtryskowego, w wyniku czego do kolektora dolotowego dostaje się nadmiar lub niewystarczająca ilość płynu.

Jeśli system jest wykonywany i instalowany ręcznie, należy starannie dobrać odpowiednią pompę i dyszę. Tylko w tym przypadku:

• wtrysk wody do kolektora dolotowego będzie prowadzony stabilnie;
• płyn zostanie dozowany w drobnym sprayu.

Koncern Bosch zaprezentował system, w którym do komór spalania silnika wtryskiwana jest woda wraz z benzyną. Coś bardzo znajomego, prawda? Ale nadal dowiemy się, co daje i jakie mogą być perspektywy takiej technologii.

Na początek sam pomysł dodania niewielkiej ilości wody do komory spalania wraz z paliwem jest bardzo, bardzo nie nowy. Około sto lat temu (!) Taki system został opracowany i opisany z punktu widzenia procesów fizycznych przez angielskiego inżyniera Hopkinsona, który testował go na dużych silnikach przemysłowych. W czasie II wojny światowej w samolotach niemieckich i amerykańskich zainstalowano dodatkowy wtrysk do butli z wodą zmieszaną w równych proporcjach z metanolem. Takie zmiany miały miejsce w ZSRR, ale wkrótce lotnictwo zaczęło przechodzić na napęd odrzutowy i zapomniano o wtrysku wody.

Jednak pomysł został podchwycony przez kierowców, zarówno profesjonalnych projektantów, jak i wynalazców samouków. Wszystkich przyciągnął fakt, że woda w komorze spalania zapewnia dodatkowe chłodzenie, podczas gdy mieszanka benzyny, powietrza i drobno rozpylonej wody spala się wolniej niż zwykle, co pozwala uniknąć detonacji. Przy lepszym chłodzeniu silnika i zmniejszeniu ryzyka stukania „powrotny” kąt wyprzedzenia zapłonu nie jest korygowany (co odbywa się automatycznie, aby uniknąć stukania). Kąt wyprzedzenia pozostaje w najbardziej efektywnym położeniu pod względem przystawki odbioru mocy. W praktyce przekłada się to na poprawę dynamiki silnika (dzięki zwiększonemu momentowi obrotowemu) i oszczędność paliwa.

Zestawy systemów wtrysku wody, metanolu lub ich mieszanin do samodzielnego montażu

Do tej pory powstało bardzo wiele różnych konstrukcji systemów wtrysku wody. Zostały opracowane przez producentów samochodów, firmy produkcyjne i wymyślone w warsztatach przez zręcznych amatorów. W szczególności Renault wprowadziło system wtrysku wody w 1977 roku, który stosował w samochodach Formuły 1 w latach 80., ale potem z niego zrezygnował. Wtrysk wody stosowano również w motocyklach wyścigowych - takie systemy montowały firmy Harley-Davidson, Suzuki, BMW, Honda, Kawasaki.

Dziś w zasobach internetowych nie jest trudno znaleźć markowy zestaw przemysłowy ze specjalnym zbiornikiem, pompą, opryskiwaczami i elektroniczną jednostką sterującą. Cena emisji wynosi średnio od 50 do 150 tysięcy rubli. (Przy okazji, nadaje się do wstrzykiwania metanolu). I przeciwnie, wcale nie musisz wydawać ani grosza - oglądamy blogi wideo, na których wynalazcy garażu pokażą i podpowiedzą, jak wstrzykiwać wodę (lub cokolwiek) za pomocą plastikowego bakłażana, rurki z kroplomierzem i igły do ​​strzykawki.

A teraz na tym polu, zaorany przez wszystkich, Bosch postanowił zagrać. Niemiecki koncern zaprezentował swoją wersję systemu, która została opracowana dla silników turbodoładowanych z wtryskiem bezpośrednim.

Strukturalnie system „wodny” firmy Bosch jest zbliżony do konwencjonalnego wtrysku rozproszonego i składa się z wtryskiwaczy, pompy, zbiornika wody i elektronicznej jednostki sterującej. Wtryskiwacze są wbudowane w złącza kolektora dolotowego przed zaworami. W momencie otwarcia zaworu wlotowego wtryskiwacz uwalnia porcję drobno rozpylonej wody, która wraz z powietrzem jest wciągana do komory spalania. Następnie uruchamiany jest wtryskiwacz paliwa, a następnie wszystko przebiega zgodnie ze zwykłym cyklem silnika 4-suwowego.

Działanie systemu Bosch water Injection: pierwszy wtrysk wody, potem paliwo i zapłon mieszanki

Według specjalistów niemieckiego koncernu system ten jest szczególnie skuteczny podczas szybkiego przyspieszania lub podczas jazdy po autostradzie, pozwalając zaoszczędzić nawet do 13% benzyny. Oszczędności paliwa będą szczególnie widoczne w małych silnikach trzy- i czterocylindrowych. Zużycie wody destylowanej wynosi mniej niż jeden litr na 100 kilometrów. Jeśli zapas destylatu się wyczerpie, silnik będzie nadal pracował normalnie. Wtrysk wody nie jest niezbędnym systemem i służy po prostu poprawie wydajności.

Teraz system wtrysku wody Bosch jest testowany w samochodzie sportowym BMW M4 GTS z sześciocylindrowym silnikiem z turbodoładowaniem. Jak pokazują testy, technologia niemieckiego koncernu może poprawić dynamikę samochodu i zaoszczędzić około 4% paliwa.

„Wtrysk wody może dać dodatkowy impuls każdemu silnikowi z turbodoładowaniem”, mówi Stefan Seibert, prezes działu Gasoline Systems Division firmy Robert Bosch GmbH.

Wtóruje mu dr Rolf Bulander, członek zarządu Robert Bosch GmbH i prezes jednostki biznesowej Mobility Solutions, mówiąc: „Nasz system wtrysku wody pokazuje, że silnik spalinowy wciąż ma pewne sztuczki w rękawie”.

Jaki jest wynik końcowy?

Wstrzykiwanie wody okazuje się bardzo wytrwałym pomysłem. Wśród kierowców-amatorów są tu zwolennicy, którzy żarliwie bronią zalet „zastrzyku wody”. Od czasu do czasu pamiętają o wodzie i projektantach, w miarę rozwoju technologii ulepszając system. Chociaż wydaje się, że wszystko jest tutaj jasne: przyrost mocy i oszczędności jest bardzo mały, a konstrukcja samochodu staje się bardziej skomplikowana i pojawia się kolejny płyn wypełniający. W temperaturach ujemnych woda zamarza i system nie działa. Perspektywy masowego wprowadzenia wstrzykiwania wody są więc wciąż wątpliwe i niejasne.