Впрыск Воды, Двс. — Автомобильная электроника — Форум по радиоэлектронике

Фото: Bosch Может быть, двигатели внутреннего сгорания доживают последние десятилетия, но производители не сдаются. Они выжимают максимум из этой технологии, оптимизируя конструкцию двигателя…

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.

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.

• 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 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.

Источник: http://krutimotor.ru/vprysk-vody-v-dvigatel/

Что это

Впрыск воды в ДВС — идея, пришедшая в автомобильную отрасль из авиастроения. Еще во времена Второй Мировой войны американские и немецкие инженеры использовали впрыск смеси воды и метанола в двигатели истребителей. Тем самым повышается мощность моторов в режиме форсажа. Развитие этой идеи было похоронено после наступления эпохи турбореактивных двигателей.

В 80-е годы XX столетия технология вернулась, но уже в автоспорте. Впрыск воды начал использоваться для повышения отдачи двигателей гоночных болидов Формулы-1, а позднее в гонках на выносливость Ле-Ман и в раллийной серии. Однако неизменно конструкция запрещалась организаторами чемпионатов. Максимального распространения идея впрыска воды в мотор достигла в мире дрэг-рейсинга, где не было серьезного контроля со стороны организаторов гонок.

С этого момента впрыск воды в цилиндры поршневых ДВС стал одним из элементов автотюнинга. Такое положение не изменило даже появление интеркулеров, которые более эффективны, чем системы впрыска воды в двигатель. Последние до сих пор остаются популярны из-за своей дешевизны, неприхотливости и легкости установки. Однако используют их, как правило, на высокофорсированных двигателях, особенно оснащенных турбиной.

Источник: http://voditelauto.ru/vprysk-vody-v-dvigatel/

Впрыск воды в двигатель своими руками

Итак, давайте разберемся с тем, как сделать впрыск воды в инжекторный двигатель или карбюраторный мотор. Сразу отметим, что в свободной продаже имеются готовые установочные комплекты для реализации такого впрыска.

В комплекте находятся специальные форсунки, бак, управляющее устройство для  точного дозирования воды, насос, шланги и другие элементы, необходимые для установки. Основным недостатком можно считать очень высокую стоимость комплекта (около 2.5 — 3 тыс. у.е).

По этой причине энтузиасты предпочитают реализовать задачу самостоятельно.

• Как правило, водяную форсунку со специальным соплом для наилучшего распыления ставят во впускном коллекторе, причем областью установки становится место за инжектором или карбюратором.
• Далее воду на форсунку подает насос, который монтируется в салоне. Для этих целей подходит электронасос 12 В.
• Вода поступает из бачка (часто используют дополнительно установленный бачок омывателя ветрового стекла);

В случае с карбюратором также применяется следующий простой вариант, исключающий форсунку:

• Все элементы системы, перечисленные выше, соединяются при помощи резиновых трубок или трубочек от медицинской капельницы.
• Далее на трубочку, установленную на выходе из насоса, ставится игла от шприца.
• Указанной иглой следует проколоть резиновую трубку регулятора опережения зажигания.
• Далее следует зафиксировать иглу при помощи герметика. От толщины иглы будет зависеть количество воды, которая подается.

Также используется способ, когда трубка от капельницы подключается к заранее сделанному отверстию в первой камере карбюратора. В этом случае вода будет затягиваться в двигатель посредством разрежения, напоминая принцип работы распылителя.

Чаще всего схема реализована так, что водитель сам физически включает подкачку через переключатель, получая временный прирост мощности. Главной особенностью является точная настройка самодельной системы с учетом производительности электронасоса.  Рекомендуется придерживаться пропорций в соотношении вода/воздух 1 к 10-и  или 1 к 14-и, то есть 30-35 литров для ДВС с рабочим объемом 1500 см3.

Вода во время впрыска становится мелкодисперсной субстанцией, частицы имеют размер около 0,01 мм. Такая частица сразу обволакивается жирным бензином. В итоге смесь становится однородной (гомогенная ТВС),  равномерно и полноценно заполняет камеру сгорания. На такой смеси мотор демонстрирует больший КПД, отодвигается детонационный порог.

Что касается двигателей с турбонаддувом, в этом случае заметных плюсов немного больше. На таких моторах форсунку для впрыска воды устанавливают за турбокомпрессором или за интеркулером. В результате удается эффективно снизить температуру поступающей в цилиндры рабочей смеси. Готовые фирменные комплекты водяного впрыска в двигатель снижают этот показатель до 40-60 градусов по Цельсию.

В итоге получается так, что для сжатия холодной смеси двигатель тратит меньше энергии. Также в цилиндры удается подать больше кислорода. В самом начале может показаться, что после попадания в горячий ДВС вода начинает активное испарение, то есть места для кислорода остается меньше. Однако при испарении воды происходит ее увеличение в объеме, то есть наблюдается рост давления в цилиндре. Это позволяет на 7-10% увеличить мощность турбомотора.

Источник: http://krutimotor.ru/vprysk-vody-v-dvigatel/

Присоединяйтесь к обсуждению

Вы можете опубликовать сообщение сейчас, а зарегистрироваться позже. Если у вас есть аккаунт, войдите в него для написания от своего имени.
Примечание: вашему сообщению потребуется утверждение модератора, прежде чем оно станет доступным.

Источник: http://forum.cxem.net/index.php?/topic/52882-впрыск-воды-двс/

Ситуация в наше время

Не буду вдаваться в подробности, но скажу, что разработки водяной системы для повышения эффективности двигателя начались еще в начале 20 века, но наиболее широкое распространения получила во время Второй мировой. Система применялась для самолета и вертолета, участвующих в боевых действиях со стороны Германии и США.

Автомобиль Porsche 911, поставивший в 2005 году рекорд скорости среди машин, допущенных к эксплуатации по обычным дорогам, используя системы водяного впрыска разогнался до 388 километров в час. Затем про систему на некоторое время забыли, интерес к ней упал. Но в 2015 году специалисты из БМВ снова к ней вернулись. Только теперь агрегаты на газу (водометановой смеси) применялись с целью понизить расход топлива, а не увеличить мощность. Первой машиной оказался пейскар на базе BMW M4, который был частью мотогонок серии MotoGP.

Специалисты из БМВ использовали несколько интересных идей. Одна из них заключалась в том, что при работе системы кондиционирования салона образующийся конденсат попадал в специальный бак. Так решалась проблема добычи воды для смеси. В итоге экономия бензина упала на 8% в сравнении с обычным двигателем.

Источник: http://pricep-vlg.ru/tyuning/vprysk-vody-v-dvigatel/

Как работает система впрыска воды

В современных силовых агрегатах, оснащаемых данной системой, может устанавливаться разный тип комплектов. В одном случае используется одна форсунка, размещенная на патрубке впускного коллектора перед разветвлением. В другой модификации используется несколько форсунок по типу распределенного впрыска.

Самый простой способ смонтировать подобную систему – установить отдельный резервуар для воды, в котором будет размещен электронасос. К нему подключается трубка, по которой жидкость будет подаваться на распылитель. Когда мотор выйдет на нужную температуру (о рабочей температуре ДВС рассказывается в другой статье), водитель включает распыление, благодаря чему во впускном коллекторе обеспечивается создание влажного тумана.

Простейшая установка может устанавливаться даже на карбюраторный мотор. Но при этом не обойтись без некоторой модернизации впускного тракта. Управление системой в таком случае обеспечивается из салона водителем.

В более продвинутых модификациях, которые можно найти в магазинах для автотюнинга, настройка режима распыления обеспечивается либо отдельным микропроцессором, либо его работа связана с сигналами, исходящими из ЭБУ. В этом случае для установки системы потребуется воспользоваться услугами автоэлектрика.

В устройство современных систем распыления входят такие элементы:

• Электронасос, обеспечивающий давление до 10 бар;
• Одна или несколько форсунок для распыления воды (их количество зависит от устройства всей системы и принципа распределения влажного потока по цилиндрам);
• Контроллер – микропроцессор, который управляет моментом и количеством впрыска воды. К нему подключается насос. Благодаря этому элементу обеспечивается постоянная высокоточная дозировка. Алгоритмы, прошитые в некоторых микропроцессорах, позволяют системе автоматически подстраиваться под разные режимы работы силового агрегата;
• Бачок для жидкости, которую нужно распылять в коллектор;
• Датчик уровня, размещенный в этом резервуаре;
• Шланги нужной длины и соответствующие крепления.

Система работает по такому принципу. На контроллер впрыска поступают сигналы от датчика расхода воздуха (подробней о его работе и неисправностях читайте здесь). В соответствии с этими данными при помощи соответствующих алгоритмов микропроцессор рассчитывает время и количество распыляемой жидкости. В зависимости от модификации системы форсунка может быть выполнена просто в виде втулки с очень тонким распылителем.

Большинство современных систем просто подают сигнал на включение/выключение насоса. В более дорогих комплектах имеется специальный клапан, который изменяет дозировку, но в большинстве случаев он работает некорректно. В основном контроллер срабатывает, когда мотор выходит на 3000 об/мин. и более. Прежде, чем устанавливать подобную установку на свое авто, нужно учесть, что большинство производителей предупреждают о некорректной работе системы на некоторых автомобилях. Подробного списка никто не предоставит, так как все зависит от индивидуальных параметров силового агрегата.

Хотя основной функцией впрыска воды является повышение мощности мотора, в основном его используют только в качестве интеркулера для охлаждения потока воздуха, идущего от раскаленной турбины.

Помимо повышения отдачи мотора многие уверены, что работа впрыска также обеспечивает очищение рабочей полости цилиндра и выпускного тракта. Некоторые уверены, что наличие пара в выхлопе создает химическую реакцию, которая нейтрализует некоторое количество токсичных веществ, но в таком случае машине не нужен будет такой элемент, как автомобильный катализатор или сложная система AdBlue, о которой можно прочитать здесь.

Подкачка воды имеет эффект только на высоких оборотах мотора (он должен быть хорошо разогретым и поток воздуха должен быть стремительным, чтобы влага сразу попадала в цилиндры), а в большей степени в турбированных силовых агрегатах. Этот процесс обеспечивает создание дополнительного крутящего момента и небольшой прирост мощности.

Если двигатель атмосферный, то он не станет ощутимо мощнее, но от детонации он точно не будет страдать. У турбированного ДВС установленный перед нагнетателем впрыск воды обеспечит повышение КПД за счет снижения температуры поступающего воздуха. А для еще большего эффекта в такой системе используется упомянутая раньше смесь воды и метанола в пропорции 50х50.

Источник: http://avtotachki.com/chto-takoe-sistema-vpryska-vody-avtomobilya/

Дополнительные рекомендации

Следует обратить внимание на то, что оптимально подавать в мотор не просто дистиллированную воду, а смесь спирта и воды в соотношении 1/1. Такая водно-спиртовая добавка лучше распыляется, в итоге образуется мелкодисперсная смесь из воды, воздуха, спирта и бензина.

Если вода позволяла, главным образом, уменьшить детонацию и лучше охлаждать смесь, наличие в смеси метанола обеспечило ряд дополнительных преимуществ. Дело в том, что скорость горения спирта намного медленнее того же бензина. В результате давление в цилиндре растет плавне, что позволяет увеличить крутящий момент применительно к количеству оборотов коленвала.

Хотелось бы еще раз отметить, что вода для впрыска должна быть дистиллированной, чтобы исключить образование отложений в камере сгорания. Также необходимо стремиться к наилучшему распылению, так как  большее количество частиц  позволяет добиться  улучшения теплообмена и последующего испарения воды.

Это значит, что необходим мощный насос и отдельно подобранный распылитель форсунки. По этой причине способ с иглой от шприца многими специалистами и опытными тюнерами ставится под сомнение.

Источник: http://krutimotor.ru/vprysk-vody-v-dvigatel/

Другие способы установки

Есть и другой способ, который касается монтажа впрыска для карбюраторной модели. В таком случае трубка от капельницы будет подключаться в заранее подготовленное отверстие, которое проделывается в первой камере карбюратора. В данном случае впрыск воды будет происходить за счет того, что будет появляться давление разряжения. Данный процесс также будет напоминать процесс распыления жидкости.

Кроме этого, небольшое преимущество такого метода заключается в том, что водитель транспортного средства, способен сам запустить временную подкачку воды, если ему необходимо временно увеличить мощность силового агрегата. Еще один хороший плюс самодельного впрыска воды в двигатель — это возможность достаточно точно контролировать систему, опираясь на производительность установленного насосного оборудования. Здесь очень важно знать и правильно подобрать все оборудование по нужным пропорциям. Что касается соотношения вода/воздух, то некоторые рекомендуются делать соотношение 1/10 или 1/14. Другими словами, к примеру, на силовой агрегат 1500 см3 нужно около 30-35 литров жидкости. Что касается самой жидкости, то во время впрыска воды в дизельный двигатель BMW, к примеру, или в схожие устройства, она будет превращаться в мелкодисперсную субстанцию. Диаметр частиц будет равен примерно 0,01 мм. Такие мелкие частицы тут же будут обволакиваться жирным бензином и будет образовываться смесь гомогенная ТВС, которая считается однородной. Двигатели с применением такой смеси показывали больший коэффициент полезного действия, чем с обычным топливом, а также было замечено отдаление детонационного порога.

Источник: http://airbrush-master.ru/motor/vprysk-vody.html