admin / 01.04.2019

В двигателе вода

Эффект от присутствия воды в составе горючей смеси

Как уже было сказано, первоначально впрыск воды применялся для борьбы с детонацией. Однако, как правило, использовался раствор воды и метилового спирта в различных пропорциях. Опытным путем было установлено, что оптимальное соотношение составляет 50/50. Сам по себе раствор играет роль антидетонационной добавки, а форсирование двигателя изначально было побочным эффектом, о котором узнали не сразу. Кроме того, вода является антиоксидантом и препятствует образованию углеродистых отложений в камерах сгорания.

Что же происходит в камерах сгорания при впрыске водного раствора метанола?

  1. Вода обладает высокой теплоемкостью, благодаря чему существенно снижается температура в цилиндрах ДВС.
  2. Поскольку более холодный воздух сжать намного легче, энергии во время такта сжатия затрачивается значительно меньше, т. е. повышается КПД двигателя.
  3. Помимо этого, появляется возможность загнать в цилиндры больше воздуха, а вода, испаряясь, создает дополнительное давление, повышая степень сжатия.
  4. Жидкость попадает в цилиндры в распыленном состоянии, и мгновенно обволакивается частицами бензина, в результате рабочая смесь становится более однородной, хорошо заполняет все доступное пространство, и сгорает более равномерно. Это обеспечивает дополнительный рост КПД и снижает вероятность детонации. Таким образом, мощность ДВС возрастает примерно на 10%.

Что касается метилового спирта, процесс его сгорания протекает с меньшей скоростью, чем у бензина, посему рост давления в цилиндрах протекает более плавно, и максимальное значение достигается позже. В результате увеличивается крутящий момент и мощность.

В идеальном случае наибольшее количество воды должно впрыскиваться на пике момента. Соотношение воды и воздуха должно находиться в пределах от 1/10 до 1/14. При меньшем количестве воздуха рабочая смесь будет сгорать не полностью, о чем просигнализируют «выстрелы» в глушителе, а при недостатке воды может возникнуть детонация.

Краткий экскурс в историю

Для автомобилей первой половины двадцатого века мощность двигателя внутреннего сгорания не имела решающего значения. В отличие от автоконструкторов, авиаинженеры боролись едва ли не за каждую лошадиную силу. По этой причине впрыск воды, а точнее ее смеси с метанолом, в массовом количестве впервые был использован именно на самолетах при работе ДВС в режиме форсажа.

Пионером в этой области стал немецкий Мессершмитт Bf.109 G-6 («Густав»). Именно на этот истребитель, выпуск которого начался осенью 1942 года, стала устанавливаться система MW 50 (от Metanol-Wasser), число указывало на процентное содержание метилового спирта. Были и другие системы: MW 0, MW 30, MW 75 и даже MW 100, впрыскивающая чистый метанол. Однако практика показала, что наилучшее форсирование ДВС достигается при впрыске 50-процентного раствора спирта.

Если говорить о конкретных цифрах, то двигатель этого «Мессера» на форсаже без впрыска метанола на высоте 1 км развивал мощность 1575 л. с., а включенная система MW 50 добавляла еще 225 л. с. (суммарная мощность увеличивалась до 1800 л. с.). В результате максимальная скорость самолета возрастала примерно на 40 км/ч, что давало большое преимущество в бою.

Свое применение впрыск воды нашел и в американской авиации. Советские же инженеры дальше опытных образцов не пошли. Далее, с появлением реактивных двигателей вопрос о необходимости впрыска воды в поршневые двигатели внутреннего сгорания самолетов отпал сам собой.

Как работает система впрыска воды

Принцип ее работы прост: во впускной коллектор двигателя устанавливается форсунка, через которую поступает вода. При работе мотора происходит следующее: вначале во впускной коллектор поступает топливно-воздушная смесь, затем туда же впрыскивается вода, которая охлаждает топливно-воздушную смесь, поступающую в цилиндры.

Благодаря тому, что частицы бензина обволакивают микрокапли воды, массовая доля горючего увеличивается, а из-за неиспарившейся жидкости возрастает степень сжатия в камерах сгорания. Скорость горения бензина, смешанного с водой существенно падает, следовательно, условия, способствующие детонации рабочей смеси возникнуть не могут.

Следует помнить, что измененный состав рабочей смеси в цилиндрах двигателя влияет на состав отработавших газов. Так, концентрация углерода и окислов азота существенно снижается, однако увеличивается доля углеводородов.

Форсированный таким способом ДВС может периодически работать нестабильно. Чаще всего это происходит при движении с малой скоростью при полностью открытой дроссельной заслонке. Причина в том, что система впрыска настроена неправильно, вследствие чего во впускной коллектор попадает избыточное или недостаточное количество жидкости.

Если система изготавливается и устанавливается своими руками, следует тщательно выбирать подходящий насос и форсунку. Только в этом случае:

  • впрыск воды во впускной коллектор будет осуществляться стабильно;
  • жидкость будет подаваться в мелкораспыленном виде.

Источник: https://ZnanieAvto.ru/toplivo/vprysk-vody-v-inzhektornyj-dvigatel.html

Система впрыска воды в двигатель — один из самых доступных элементов тюнинга автомобиля, позволяющих повысить мощность мотора. Это еще и одновременно улучшает показатели экономичности. Внедрение такой системы не предусматривает серьезного вмешательства в конструкцию автомобиля, поэтому может быть произведено своими руками.

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.

Принцип работы

Принцип работы впрыска в мотор основан на работе отдельной форсунки, через которую во впускной коллектор мотора впрыскивается вода. В итоге топливно-воздушная смесь (ТВС) состоит не только из бензина и воздуха, но и воды. Так как она обладает большей теплоемкостью, то температура в цилиндрах мотора снижается, а температура взвеси — повышается. Такая смесь обладает большей плотностью и весом, что позволяет тратить меньшие ресурсы на сжатие.

В результате повышается КПД и отдача мотора: увеличивается мощность (до 20 %), повышается крутящий момент, уменьшается детонация. Одновременно из-за использования воды снижается концентрация вредных веществ в выхлопе автомобиля.

Есть у системы впрыска воды в топливо и свои недостатки.

  1. Почти ни одна система впрыска воды в двигатель не позволяет добиться равномерного распределения жидкости. Один или несколько цилиндров получают меньший объем воды, в результате работая на обедненной смеси. В результате могут наблюдаться нестабильность работы движка и снижение скорости разгона при полностью открытой дроссельной заслонке. Решить такую проблему может использование индивидуальной форсунки для каждого цилиндра мотора. Однако такая система получается слишком дорогостоящей.
  2. Для использования подходит исключительно дистиллированная вода — обычная водопроводная не пригодна. Использование обычной воды приводит к образованию солевых отложений, что снижает эффективность движка и может способствовать его поломке.
  3. Еще один недостаток системы — трудность использования в российских условиях. Вода элементарно замерзает при отрицательных температурах. Поэтому в отечественных условиях чаще используется вода в сочетании со спиртовыми добавками, однако при низких отрицательных температурах не помогают и они. В этом случае приходится демонтировать систему с автомобиля.

Как сделать своими руками

В продаже имеются готовые установочные комплекты впрыска воды в двигатель. Однако их стоимость может составлять несколько сотен тысяч рублей. Поэтому многие автовладельцы предпочитают собирать и устанавливать самодельные системы.

Для изготовления впрыска воды в двигатель автовладельцу понадобятся:

  • электронасос на 12 В;
  • форсунка (жиклер) для распыления;
  • емкость для хранения воды — подойдет стандартный бачок для омывающей жидкости;
  • солевой фильтр, устанавливаемый на бачок;
  • магистрали перемещения воды — подойдут обычные медицинские трубки от капельницы, для переливания крови и т. д.

Схема установки системы впрыска воды выглядит следующим образом.

  1. Бачок устанавливается в моторный отсек в любое свободное место, подходящее по габаритам. На выходе из бачка устанавливается солевой фильтр, который предотвратит загрязнение двигателя солевыми отложениями.
  2. В салоне автомобиля размещается электронасос на 12 вольт, который обеспечит непрерывную работу системы подачи воды.
  3. Форсунка устанавливается во впускной коллектор за инжектором. По размеру форсунки подбирается трубка для подачи воды.
  4. Система подводится ко впускному коллектору. В нем делаются отверстия, которые затем нужно герметизировать.

У заводских комплексов подачи воды за объем поступающей жидкости отвечает электронный блок управления. В самодельных устройствах приходится экспериментировать, чтобы добиться необходимого дозирования. Регуляторами объема поступающей воды выступают трубка и форсунка — именно от их размеров зависят дозы воды, поступающие в цилиндры. Поэтому трубки и форсунки подбираются экспериментальным путем.

В идеале соотношения воды и бензина должно быть 1 к 10 — именно при таком соотношении достигается наибольшая отдача системы. При превышении дозы воды можно схватить гидроудар цилиндров мотора. Поэтому при настройке системы нужно начинать с минимально возможных объемов воды, постепенно повышая дозировку. Как уже говорилось, регулирование объемов достигается увеличением размеров форсунки и магистралей подачи воды.

Существует разница в подходах при монтировании системы на карбюраторные и инжекторные автомобили. Установить систему на автомобиль с карбюраторным впрыском достаточно просто — здесь можно не использовать форсунку. Ее заменяет игла от обычного медицинского шприца, устанавливаемая в трубку, ведущую от электронасоса. Иглой делается прокол в трубке регулятора опережения зажигания, после чего игла закрепляется с помощью герметика.

Однако такая схема не позволяет добиться эффективного впрыска воды — ее дисперсионные качества недостаточно высоки, что снижает эффективность использования всей системы. Поэтому многими специалистами подобный способ отвергается.

Советы по использованию

Можно дать несколько рекомендаций, соблюдение которых позволит повысить эффективность использования системы впрыска воды в двигатель.

  1. Повысить отдачу системы поможет использование не просто дистиллированной воды, а ее смеси со спиртом в соотношении 50 на 50. Метанол сгорает медленнее, чем бензин, что более плавно повышает давление в цилиндрах мотора. В результате происходит существенный рост крутящего момента.
  2. Особого смысла в установке системы на обычные «атмосферники» нет. Впрыск воды в двигатель повышает КПД форсированных двигателей, особенно велика отдача на турбированных моторах. Установка системы впрыска воды на обычный атмосферный движок лишь позволит снизить детонации топливно-воздушной смеси, ждать прилива мощности и крутящего момента в таком случае не приходится.
  3. При установке системы необходимо добиться наилучшего распыления, так как наибольшей эффективностью обладает мелкодисперсная смесь. Поэтому нужно использовать мощный насос и качественный распылитель.

Изготовить систему подачи воды в двигатель достаточно просто. Гораздо сложнее настроить объемы воды, чтобы они не повредили мотору и в то же время давали необходимый эффект. Если есть сомнения, что удастся точно отрегулировать дозы поступающей в цилиндры воды, то лучше приобрести заводской комплект со встроенным блоком управления.

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

>Впрыск паров воды в топливную смесь ДВС

Впрыск паров воды в топливную смесь ДВС

ДВС

КПД даже самых технологичных дизельных моторов не превышает 33%, бензиновые ДВС еще менее эффективны – их КПД с трудом дотягивает до 25%.

Температура газов в камере сгорания четырехтактного ДВС достигает 2000˚С. Внутренние стенки цилиндра и рабочая поверхность поршня нагреваются до 1500˚С. Часть тепловой энергии уходит из камеры сгорания на четвертом такте вместе с выхлопными газами. Для отвода тепла применяется мощная система охлаждения. Выходит, что автомобиль куда более эффективен в качестве калорифера, нежели в качестве транспортного средства.

Можно ли заставить избыточное тепло совершать полезную работу, вместо того чтобы отводить его от мотора и рассеивать в атмосфере?

И вот тут сама напрашивается идея подмешать что-то в топливо для отбора бесполезной тепловой энергии, например воду.

Вопрос о применении воды в качестве охлаждающей и антидетонационной присадки к топливу был детально исследован еще в 30-х годах прошлого века в СССР, Германии и Соединенных Штатах

Технология получила широкое применение в теплоэнергетике и эксплуатации корабельных силовых установок. А на Харьковском тракторном заводе в 1930-х годах выпускалась модель трактора с системой впрыска воды в цилиндры. На Западе в 1930–1940-х годах впрыск воды в ДВС завоевал огромную популярность как простой и эффективный способ повышения мощности и снижения детонации.

Водяной форсаж авиадвигателей

Технология широко применялась 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%. Автопроизводители, 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.

Вместе с тем, в нашей стране, еще очень и очень много карбюраторных автомобилей, владельцы которых заинтересуются данной темой, т.к. пи этом повышается КПД ДВС, а следовательно и мощность, а следовательно снижается расход бензина. По разным источникам экономия топлива при подмесе воды составляет от 10 до 25%.

Существует несколько способов подмеса воды в топливо

Подмес воды в карбюратор из дополнительного омывательного бачка. Подача штатным электронасосом 12 В. Изготавливается переходник с штатного шланга (прозрачной трубки) на медицинскую иглу, которая вводится (просто прокалываем) в резиновую трубку вакуумного регулятора опережения зажигания (конечно у кого оно есть J ). Место ввода заливается герметиком. Толщиной иголки регулируется Количество подмешиваемой воды. А местом прокола — качество смеси.

Подмес из дополнительной емкости(возможно использование того же расширительного бачка) по капилярной трубке в отверстие в карбюраторе внизу первичной камеры или дополнительной прокладке толщиной 6…10 мм через специальный жиклер, изготавливаемый, как правило, также из иглы от медицинского шприца за счет разряжения в камере (как в пуливезаторе).

Подмес воды из специального парогенератора в специальную прокладку под карбюратором.

Этот способ был разработан и испытан в разнобразных вариантах известным воронежким изобретателем, авиамоделистом и гонщиком на глисерах — Коршиковым Евгением Алексеевичем.

Коршиков Евгений Алексеевич родился 6 сентября 1935 (г. Воронеж). Мастер спорта СССР по авиамоделизму и водно-моторному спорту. 2-кратный рекордсмен мира (1951-1952, г. Воронеж), 3-кратный чемпион СССР (1951-1953, г. Воронеж) по авиамоделизму. Инструктор-авиамоделист Воронежского аэроклуба (1955-1962), преподаватель ВПИ (с 1962 по н./вр.). Шестикратный чемпион гонок на воде в классе Р4. Окончил Саранскую центральную летно-техническую школу ДОСААФ (1955), ВПИ (1962).

Этот способ наиболее прост и эффективен. Расход воды составляет всего 25 мг на 10 л бензина, при этом за счет лучшего смешивания (воздушно-бензиновая смесь смешивается с водой в газообразном состоянии — паром) создаются условия для оптимального сгорания бензиновой смеси.

Парогенератор изготавливается из любого герметично закрывающегося сосуда. Так, автор использовал стеклянную банку для консервации овощей. Принцип работы парогенератора показан на рис. 1.

Рис. 1. Принцип работы парогенератора

В резервуар из стеклянной банки заливается вода. Обычно в бензосмесь подмешивается только дистиллированная вода. В данной конструкции это необязательно, что очень важно при перезаправке в полевых условиях. Далее резервуар-стеклобанка герметизируется посредством прокладки и шпилек-стяжек. При рабочем двигателе во впускном коллекторе двигателя создается разряжение достаточно большой величины, а так как резервуар-банка подключен к входу впускного коллектора посредством шланга и прокладки подкарбюратором, то и в нем тоже. При низком давлении верхний слой воды в резервуаре-банке закипает и превращается в пар, который по тому же шлангу засасывается во впускной коллектор двигателя автомобиля через соответствующие жиклеры и легко смешивается с бензосмесью, приготовленной карбюратором, т.к. это в принципе уже перемешиваются газы.

Диаметор жиклера в прокладе сопла первичной камеры составляет 1,25 мм, вторичной камеры — 2,65 мм.

Таким образом в цилиндры подается бензосмесь с паром, что при воспламенении в цилиндрах отбирает тепловую энергию и приводит к дополнительному расширению пара и следовательно поднятию мтепени сжатия в цилиндре. При этом возрастает мощность двигателя, значительно снижается детонация. К тому же так снижается так называемый нагар на стенказ цилиндра и поршня за счет меньшей температуры нагревания цилиндров и поршней.

На основе данного принципа был построен макет парогенератора и он был испытан на стенде и подобраны оптимальные параметры. Внешнимй вид макета представлен на рис. 2.

Рис. 2. Внешнимй вид макета парогенератора

Евгенией Алексеевич Коршиков опробывав это принцип на макете применил его в деле, установив парогенератор на собственный автомобиль ГАЗ-24 Волга (кстати седьмой по счету двадцатьчетверке пришедшей в г.Воронеж) и долгие годы — уже более сорока лет и по сей день без проблем экспулатирует его.

Было изготовлено несколько подобных парогенераторов и установлены на различные карбюраторные автомобили. Расчетные значения диаметров жиклеров проверялись на практике. Были проведены работы по подмесу метанола в растворе с водой, но ввиду значительного объема расчетов и испытаний для создания нужной сеси пара и отсутствия времени практических результатов достигнуто не было.

Внешнимй вид парогенератора установленного на автомобиль ГАЗ-24 Волга показан на рис.3.

Рис. 3. Внешнимй вид парогенератора установленного на автомобиль ГАЗ-24 Волга

Внутри резервуара-стеклобанки на специальной шпильке установлены диски из нержавеющего железа см. рис. 4.

Рис. 4. Внешнимй вид резервуара-стеклобанки парогенератора установленного на автомобиль ГАЗ-24 Волга

Они необходимы для стабилизации воды в резервуаре-стеклобанке для уменьшения образования частичек воды в паре, получаемом при разряжении.

Длительная эксплуатация автомобилей с парогенераторами показала достаточную эффективность разработанной Коршиковым Е.А. конструкции, заметное увеличение мощности (особенно это заметно на обгонах и затяжных подъемах с полной нагрузкой). Экономия топлива по субъективным оценкам водителей разных автомобилей составляет от 4 до 12 процентов в зависимости от типа автомобиля и стиля вождения (при агресивном стиле — до 20%!).

К недостаткам двигателя с парогенератором следует отнести повышенное внимание к наличию герметичности системы парогенератора, сложности залива воды (необходимо раскрутить неудобные гайки на двух шпильках и вытащить резервуар-стеклобанку).

Основным же недостатком парогенератора является сложность эксплуатации парогенератора в зимнее время в связи с возможностью замерзания воды. Евгений Алексеевич зимой свой автомобиль не экслуатировал. Водители не ставящие свои машины на зиму добавляли в воду метиловый спирт в соотношении 1 к 4, что по их мнению даже приводило к повышению мощности на 2…3%.

ссылка на источник: https://irls.narod.ru/auto/pargk.htm

Вот так выглядит в современном исполнении в банке (можно приспособить и любую другую тару )

внутрь вставляется пластиковая бутылка без верха в ней делаются дырки в середину бутылки вставляются пористый материал

И немного от меня предложение

Испаоитель это мет сетка в корпусе с УЗ излучателями

Так же в дополнение к статье если в банку добавить УЗ устройство то получится весьма интересное устройство, единственно что УЗ испаритель не должен работать на холостых я так думаю

***

****

Так же есть и проекты:

смысл в чем.
вода подается в резервуар давления насосом. насос работает в унисон с оборотами двигла.
в резервуаре входное и выходное отверстие немного отличаются по диаметру вход больше чем выход. Из данной камеры есть форсунка отверстие в камеру аэрации.
Воздух (а мы знаем что это смесь газов) проходит через камеру с разрядником и также через форсунку отверстие попадает в камеру аэрации
Камера аэрации это полоска металлической сетки в несколько слоев зажатая между двумя толстыми слоями плестиглаза, в которые по ходу движения воды устанавливаются УЗ излучатели навстречу друг другу (каждый имеет свою частоту и сектор воздействия),
На выходе из камеры установлен лазерный диод, который своим лучом захватывает и камеру создания аномального электромагнитного поля (из двух встречных полуобмоток),
и далее в вакуумную камеру.
Как говорится чем ОН не шутит, а вариант как мне кажется неплохой.

Источник: https://rakarskiy.io.ua/s482116/vprysk_parov_vody_v_toplivnuyu_smes_dvs

Инжекция

ИНЖЕКЦИЯ (а. injection; н. Injection, Einspritzung; ф. injection; и. inyeccion) — процесс непрерывного смешения двух потоков веществ и передачи энергии инжектирующего (рабочего) потока инжектируемому с целью его нагнетания в различные аппараты, резервуары и трубопроводы. Смешиваемые потоки могут находиться в газовой, паровой и жидкой фазах и быть равнофазными, разнофазными и изменяющейся фазности (например, пароводяные). Применяемые для инжекции струйные аппараты (насосы) называются инжекторами. Явление инжекции известно с 16 в. С начала 19 в. процесс инжекции получил промышленное использование для усиления тяги в дымовых трубах паровозов.

Основы теории инжекции были заложены в работах немецкого учёного Г. Цейнера и английского учёного У. Дж. М. Ранкина в 70-е гг. 19 в. В СССР, начиная с 1918, значительный вклад в развитие теории и практики инжекции внесли А. Я. Милович, Н. И. Гальперин С. А. Христианович, Е. Я. Соколов, П. Н. Каменев и др. Смешение рабочего и инжектируемого потоков с разными скоростями сопровождается значительной потерей кинетической энергии на удар и превращением её в тепловую, выравниванием скоростей, повышением давления инжектируемого потока. Инжекция описывается законами сохранения энергии, массы и импульсов. При этом потеря энергии на удар пропорциональна квадрату разности скоростей потоков в начале смешения. При необходимости быстрого и тщательного перемешивания двух однородных сред массовая скорость рабочего потока должна превышать массовую скорость инжектируемого в 2-3 раза. В некоторых случаях при инжекции наряду с гидродинамическим происходит и термический процесс с передачей рабочим потоком инжектируемому тепловой энергии, например при нагревании жидкостей паром с интенсивным перемешиванием сред — жидкости и конденсата.

Принцип инжекции заключается в том, что давление Р1 и средняя линейная скорость и1 инжектирующего (рабочего) потока газа или жидкости, движущегося по трубе, в суженном сечении меняются. Скорость потока возрастает (и2>и1), давление (Р2<Р1) падает, т.е. рост кинетической энергии потока сопровождается уменьшением его потенциальной энергии. При падении давления Р2 ниже давления Р0 в суженную часть трубы засасывается инжектируемая среда, которая за счёт поверхностного трения увлекается рабочим потоком и смешивается с ним. При дальнейшем движении смеси по трубе с расширяющимся сечением уменьшение скорости потока до 3 и его кинетической энергии сопровождается нарастанием потенциальной энергии и давления до величины Р3, причём Р2<Р0<Р3<Р1. Таким образом, в результате инжекционное давление инжектируемой среды возрастает от Р0 до Р3 за счёт падения давления рабочего потока от Р1 до Р3, а давление смешанного потока приобретает промежуточное значение.

При инжекции с изменяющейся фазностью сред, например с конденсацией рабочего пара от соприкосновения с холодной инжектируемой жидкостью, можно создавать давление смешанного потока, превышающее давление рабочего потока. В этом случае работа, затрачиваемая на инжекцию, совершается не только энергией струи, но и внешним давлением при сокращении объёма конденсирующегося рабочего пара, а также за счёт превращения его тепловой энергии в потенциальную энергию смешанного потока. По сравнению с механическими способами смешивания, нагревания, сжатия и нагнетания различных сред инжекция отличается простотой, однако требует в 2-3 раза больших затрат энергии. О применении инжекции см. в статье Инжектор.

Источник: http://www.mining-enc.ru/i/inzhekciya

Система впрыска воды в двигатель является одним из доступных способов тюнинга силового агрегата. Данное решение позволяет увеличить мощность, крутящий момент и экономичность ДВС, повысить детонационную стойкость и улучшить ряд других характеристик мотора.

При этом такой тюнинг не предполагает каких-либо серьезных доработок силового агрегата по «железу», то есть впрыск воды в инжекторный двигатель или карбюраторный мотор может быть установлен с минимальным вмешательством в конструкцию.

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.

Однако после появления реактивного двигателя большинство работ по усовершенствованию системы впрыска воды были свернуты. Только ближе к 1980-м впрыск воды снова стал применяться, но теперь уже на автомобилях. Другими словами, указанное решение стало способом тюнинга и форсирования поршневого автомобильного ДВС, активно применяется в автоспорте.

  • Теперь давайте взглянем, как вода может обеспечить дополнительную мощность, экономичность, а также какие плюсы имеет способ. Прежде всего, конструктивно впрыск воды реализуется во впускной коллектор через специальную форсунку. Получается, вода распыляется и становится еще одним компонентом в составе топливно-воздушной смеси из бензина и воздуха.
  • В результате горючая смесь получает эффективное охлаждение после впрыска воды, также топливный заряд с частицами воды становится «тяжелее», такой плотный заряд в цилиндрах сильнее сжимается поршнем перед воспламенением. Работа на такой смеси в ряде случаев немного уменьшает общую токсичность выхлопа.

При этом сама скорость сгорания смеси замедлятся, то есть двигатель не подвергается риску детонации топлива. Температура в камере сгорания также уменьшается. Таковыми являются основные плюсы системы в случае, если было принято решение установить впрыск воды в дизельный двигатель, бензиновый атмосферный или турбоагрегат и т.д.

  • Однако есть и минусы. Более существенным недостатком считается нестабильность работы мотора при полностью открытой дроссельной заслонке, а также когда частота вращения коленвала не является высокой, машина движется с небольшой скоростью. Эти нюансы возникают по причине того, что вода не совсем равномерно распределяется по цилиндрам мотора.
  • Еще одним неприятным моментом можно считать обязательное условие использовать исключительно чистую дистиллированную воду. Дело в том, что для эффективной работы всей системы необходимо подавать на 10 кг. горючего около 2 кг. воды. Вполне очевидно, что при соотношении 1/5 использование обычной воды приведет к тому, что с каждыми 2 кг. воды в камере сгорания будет откладываться около 200 мг. солей и других примесей.

В результате двигатель выйдет из стоя уже через 100-150 моточасов работы. Именно по этой причине для системы водяного впрыска нужна предварительная качественная очистка базового компонента. Что касается практической пользы, для увеличения только порога детонации намного проще использовать химические добавки в топливо, чем бороться с детонацией при помощи добавки воды в рабочую смесь.

В списке минусов также отмечен факт, что в морозы использовать данную систему впрыска достаточно сложно, так как вода попросту замерзает. Использование спиртовых добавок способно решить проблему только при незначительном похолодании. С наступлением сильных морозов всю систему нужно снимать или сливать воду, после чего отключать.

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).

Рекомендуем также прочитать статью о том, как повысить мощность двигателя. Из этой статьи вы узнаете о доступных способах повышения мощности мотора.

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.

При этом очень важно понимать, что избыточное количество воды во впуске может привести к гидроудару двигателя, то есть к его серьезной поломке. Также отметим, что в случае с атмосферными моторами не следует ожидать значительного увеличения мощности и крутящего момента. Для таких агрегатов главным плюсом можно считать лучшую стойкость к детонации.

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.

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.

Рекомендуем также прочитать статью о том, как форсировать двигатель. Из этой статьи вы узнаете о том, что такое форсированный двигатель, а также какие существуют способы форсирования мотора.

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.

FILED UNDER : Разное

Submit a Comment

Must be required * marked fields.

:*
:*