Тюнинг двигателей впрыском воды

Просто и понятно о тюнинге и воде. Впрыск водометанола

Большинство современных технологий тюнинга пришли к нам почти из прошлого столетия. К ним отнесем нагнетание, впрыск закиси и остальные фишки. Но при этом три четверти процессов внутри цилиндра, до сих пор не понятны полностью. Хороший задел на будущее. Правда это больше – теоретика и общая информация. К слову, о ней прямо сейчас и поговорим.

Инъекция жидкости: водяной подхват

Обычный автолюбитель предпочтет обойтись без гидроудара. H20 для этого товарища скорее лишь жидкость используемая в мойке. А словосочетание «инъекция воды в цилиндры» режет слух, и вызывает недоумение. Подумайте. В цилиндре, где все процессы отточены до автоматизма вдруг появляется капля жидкости дающей жизнь на Земле. Это может довести водителя до инфаркта. Хорошо что «нормальные шоферы» читают скорее новости в газете, так что наш читатель надеюсь, мы не нанесем твоему здоровью вред своими «кощунственными» идеями.

Поговорим все-таки об истории. Как же без нее?

Как говорилось выше, основная масса достижений науки не блещет новизной. Впервые баловались с инъекцией воды еще в тридцатых годах 20 века. Нам есть чем гордится. Сперва лицензию выдали в СССР. Это произошло в 1934! Тогда не предполагали применять этот способ для возрастания мощностных показателей. Эксперименты проводились для не допущения детонирования в цилиндрах. Поясним, газо-топливная смесь напросто взрывается в цилиндре, а не постепенно сгорает.
Для нашей цели впрыск воды, вместе с инъекцией закиси, первый раз применен в самолетных движках. У немцев H20 добавляли в печально известные «Мессеры», в Советском Союзе – известные Илы и МиГи. Все это происходило в непростые времена ВОВ. Изобретение реактивных двигателей свело на нет инновационные труды по поршневым моторам.
Впрыск воды оставался в тумане событья. Но тут-то пришли тяжелые времена. Разрушенная промышленность в послевоенные времена не справлялась с потребностью народа. Воду снова применяли, вместе с бензином. Чтобы не вредить двигателю низкооктановым топливом.

Теперь немного теоретики

Под названием «впрыск воды» обычно имеют в виду применение смеси из воды и спирта метанола. Где-то один к одному. Вода снижает взрывоопасность смеси. А еще не дает отложиться остатком углерода. Сейчас немного подробнее.
Большой показатель удельной теплоемкости H20 забирает часть температуры у входящего газа. В школе нам говорил преподаватель, что охлажденный газ занимает меньший объем, сжать его гораздо легче. Это значит, что вода применяется в роли своеобразного внутреннего кулера. К слову, схожие процессы протекают возле больших водоемов. Которые служат своеобразными резервуарами для тепла, накопленного за день, и ночью остаются более теплыми.
Таким образом, внутри цилиндра мы получаем гораздо больше кислорода благодаря уменьшению объема газа. Но и для пара воды тоже нужно место. Выходит, что полученное преимущество с таким же значением компенсируется недостатком. Но мы не учли вот что. Пар воды занимает больший объем, чем сама поступившая вода. А значит, давление возрастает, приблизительно процентов на десять. Мощность тоже растет за счет этих процессов.
Плюс при инъекции вода распыляется мелкими каплями размером в сотые доли миллиметра. Топливо эти частицы быстро покрывает пленкой. Это похоже на топливные пятна на дорожных лужах. Камера сгорания заполняется однородно. Научным языком: гомогенизированная смесь. Получаем снижение опасности взрыва и возросший КПД.
Любой двигатель должен пройти настройку, чтобы работать таким образом. Для этого можем попробовать применить обеднение топливной смеси, либо увеличить давление, либо более быстрое зажигание. В немецких самолетах ВОВ в моторе использовался специальный обеднитель топлива. Он автоматически срабатывал при поступлении жидкости. В современности Saab недавно стал использовать на движках с турбиной инъекцию воды в бедную смесь. Правда, причина здесь немного другая. Это уменьшение загрязнение воздуха и плюс снижение расхода топлива.
Сейчас перейдем к метанолу. Он относится к спирту и горит очень медленно. А главное медленнее, чем бензин. Давление при этом растет постепенно и апогей приходится позже. Таким образом, мы повышаем показатель крутящего момента и мощности.
Теперь к десерту. Грамотно поставленная и отлаженная схема не наносит вреда мотору! К тому же, как упоминалось, вода не дает откладываться углероду! Время жизни двигателя, скорее всего, превысит коррозионную стойкость кузова. Еще Ваши внуки смогут оценить чудо инженерной мысли. Гидроудар нам не страшен. Чтобы получить критическую массу воды нам просто придется утопить машину во время движения. А это вряд ли входит в обыденную эксплуатацию вашего авто. Грамотные дозы H20 безопасны для движка.

Читайте также:  Бензиновый двигатель троит свечи черные

Пару слов о железной составляющей

Самое время начать использовать наши знания. Главное придерживаться определенных требований, чтобы система трудилась верой и правдой и не грозила взорваться к бомба замедленного действия. По количеству газа нам нужно подавать поток H20 и передать их к каждому цилиндру одинаково. Пик момента – подаем больше H20. Верное сочетание – 1 к 10 или 1 к 14. При недостатке движок детонирует. При избытке получаем специфические выстрелам из выхлопа. Помните, подаем H20 только после дистиляции. Можно провести аналогию с чайником. Если вода недостаточно очищена, то внутри двигателя получим такую же накипь, как и в чайнике.
Покупка такой системы вряд ли станет серьезной проблемой. Проблемы начнутся при нее настройке. Хорошего специалиста днем с огнем не сыщешь.
Вода должна поступать в мелкодисперсном агрегатном состоянии. Поверхность мелких частиц гораздо выше, чем у плотной среды. Поэтому теплообмен выше, а значит, испаряется быстрее. Приведем бытовой пример. Нальем чай в стакан и в блюдце. Где быстрее остынет? Чтобы использовать этот эффекта нам понадобится мощный насос. Плюс к этому специальные сопла на форсунках. В любительских системах, как правило, используются подручные материалы. Например медицинская игла. Все это очень кустарно. Схема выходит довольно сомнительная.
В моторах без турбины форсунка устанавливается за заслонкой на впуске. Владельцы турбированных моторов – везунчики. Для них найдется несколько способов изготовления. Самый простой — вместо насоса использовать давление наддува. Правда форсунка в этом случае должна быть серьезной и компрессор не скажет вам спасибо. Крыльчатка быстро загрязняется накипью. Второй случай подсмотрен у инженеров авиации. Здесь форсунки ставятся сразу за турбиной. Их количество может превышать десяток. Третий способ позволяет воде снижать показатель температуры газа в цилиндре почти на пол тысячи градусов.
Сейчас знаменит изготовитель агрегатов впрыска воды — английская компания Aquamist. На раллийных авто применяют в дизайне мотора ее решения. Авто WRC недавно двигались «на воде», но затем FIA произвела ограничение. Встречаются серии, где впрыск применяют до сих пор!
На гражданке дела обстоят гораздо хуже. Для обычных авто реализовано не более пары сотен узлов.
Цена агрегата начинается от $200 и достигает $3000. Как видим, приобрести ее не составит большого труда. Возможно, даже поставить ее в авто не составит проблем. Проблема – настройка, еще большая проблема – корректно отладить. Зато, впрыском закиси азота вряд ли кого-то поразишь, а впрыск воды, есть и будет оставаться диковинкой.

Читайте также:  Почему глохнет холодный двигатель 21124
Источник

Впрыск воды в двигатель: как сделать самому

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.

  • 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.

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);
Читайте также:  Чем можно раскоксовать двигатель в домашних условиях

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.

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.

Подведем итоги

Напоследок добавим, что даже готовый комплект для впрыска не получится нормально использовать без предварительной тонкой настройки инжекторного или карбюраторного двигателя. Другими словами, потребуются дополнительные манипуляции с составом смеси (обеднение или обогащение), увеличение давления воздуха при наддуве, коррекция зажигания на более раннее и т.д.

Источник