Всем привет! Автомобильная индустрия постоянно развивается и совершенствуется. При этом далеко не все слышали или знают что-то про впрыск воды в двигатель.
Да, всем известно, что существует система охлаждения, работающая практически на воде со специальными добавками. Существует и выхлопная система, в которой иногда бывает так, что вода капает из трубы. Но все же говорить о том, что в мотор специально подается вода с целью повышения эффективности его работоспособности, приходится. Как бы странно это ни звучало.
Но давайте рассмотрим этот вопрос более подробно. Узнаем, зачем и кто это делает, почему добавление пара или воды может давать какие-то преимущества, и как обстоят дела в современном автомобильном мире.
Как это работает
Имея в распоряжении дизельный или бензиновый мотор, традиционный инжекторный атмосферный или даже турбомотор, мало кому в голову придет намеренно подавать в цилиндры воды.
Скептики скажут, что подача в карбюратор или любой другой мотор воды приведет только к гидроудару.
Смотрите также
Решетка радиатора: тюнинг своими руками
Но тут важно понимать один нюанс. Есть такое понятие как гидроудар, обусловленный попаданием большого количества жидкости в мотор через впускной тракт. Такое может происходить при проезде глубокой лужи. Но существуют системы, которые можно даже собрать своими руками на Ардуино или купить через Алиэкспресс, которые осуществляют небольшой впрыск специальной смеси. Подобные разработки получили более широкое применение именно в машинах повышенной мощности. Для обычных моторов внутреннего сгорания они вряд ли подойдут. А вот поставить на газотурбинный агрегат можно.
Водяной впрыск используется с целью повышения эффективности мотора и его характеристик. Получить дополнительную мощность можно разными способами, в зависимости от того, какая именно система будет использоваться.
Обычно на впускной коллектор устанавливается специальная форсунка. Говоря про воду, многие лукавят. По факту выполняется подача смеси из воды и метанола. Она перемешивается с топливовоздушной смесью.
Не все понимают, почему применяется сочетание воды и спирта. Эта смесь имеет достаточно низкую температуру замерзания. Плюс это сочетание позволяет получить жидкость с лучшим эффектом рассеивания. То есть можно создать равномерную смесь и параллельно снизить температуру на участке впускного коллектора. Мелкие капли охлаждают смесь, за счет этого повышается степень сжатия, снижается скорость сгорания смеси внутри цилиндров, параллельно снижая вероятность такого эффекта как детонация.
Дополнительно падение температурных показателей положительно воздействует на протекающие внутри камеры сгорания химические процессы, падает уровень вредных выбросов из выхлопной системы.
avtoexperts.ru
Рано или поздно в любом автомобильном сообществе обычно возникает тема про впрыск воды в двигатель, мол, кто-то где-то слышал, что это повышает мощность и позволяет снизить расход топлива. Тема многих привлекает, ведь это кажется манной небесной – можно не городить турбины, не ставить азот, а просто впрыснуть в мотор бесплатной воды и он сразу преобразится. Это кажется слишком невероятным, чтобы быть правдой. Но на самом деле в «водном» вопросе все еще интереснее чем кажется на первый взгляд – польза от впрыска воды в мотор есть, а вот смысла его ставить – нет. Запутались? Давайте разбираться.
Впрыск воды в двигатель
То, что добавление воды в двигатель может быть неплохой идеей, задумались еще более 100 лет назад, причем не какие-то гаражные тюнингаторы, а вполне приличные заводские инженеры. Правда, поначалу технологией пользовалось авиационное двигателестроение, но и в автомобильной промышленности за идеей посматривали. В послевоенные годы появился даже серийный автомобиль, в котором впрыск воды был реализован на заводе – Oldsmobile F-85 Jetfire.
Oldsmobile F-85 Jetfire 1962 года
С помощью воды GM боролась с детонацией. Потом долго с этой темой работал Saab, причем сразу не нескольких моделях.
Saab 99 Turbo 1967 года выпуска
Даже в наши дни выпускается BMW M4, в котором на одном из моторов тоже используется эта технология. Да что там говорить, даже в Формуле-1 в начале 80-х, до введения прямого запрета, некоторые команды ставили подобные системы и получали прибавку в мощности. Если столько неглупых инженеров работали над этой темой значит во впрыске воды есть смысл?
BMW M4 Coupe с системой впрыска воды в двигатель
Почему помогает
Да, смысл имеется. Далекому от физики человеку это может быть трудно понять. Как же так – двигатель работает на бензине, почему добавление воды как-то улучшает его характеристики. Но на самом деле все логично – вода позволяет охладить топливо-воздушную смесь, что уже само по себе и неплохо (для сжатия охлажденной смеси нужно затратить меньше энергии, значит больше мощности мотор передаст на колеса), а попадая в цилиндр, она к тому же испаряется и немного повышает степень сжатия, что как раз и дает прибавку в мощности. Кроме того, вода увеличивает скорость горения, что позволяет значительно снизить детонацию. В разные годы инженеры с помощью впрыска воды решали разные задачи. До появления интеркулеров – охлаждение смеси, после их появления – краткосрочное увеличение мощности, в повседневной жизни – снижение октанового числа топлива.
Схема работы двигателя Oldsmobile F-85 Jetfire
Техническая реализация впрыска может быть разной, но в самых примитивных вариантах очень дешевой. Любая емкость, шланг от капельницы, моторчик стеклоомывателя, форсунка для распыления во впускной коллектор, простая электрическая схема. Но это, конечно, ненадежно и рискованно – чуть перестарался с подачей воды и здравствуй, гидроудар. Сегодня уже придуманы системы впрыска с компьютерным управлением по данным с датчиком, это позволяет системе работать стабильно, но и, конечно, повышает стоимость установки. Сейчас многие компании наладили продажи готовых комплектов – однако стоят они 800-1000 долларов.
Комплект впрыска воды в двигатель AQUABAST WI-2.0
Почему не нужно ставить
После прочтения прошлого раздела у многих читателей наверняка появилась мысль, почему же система впрыска воды до сих пор не стоит на всех автомобилях в мире, если она относительно проста в реализации и улучшает работу мотора. И причины для этого, конечно, есть.
Во-первых, наличие воды в смеси ухудшает выхлоп, а экологические стандарты все строже и строже, автопроизводителям совсем не хочется бороться еще и с этой проблемой.
Система впрыска воды в двигатель
Во-вторых, настроить впрыск воды, чтобы он работал стабильно, задача совсем непростая, особенно если речь идет о впрыске во впускной коллектор. Как ни располагай форсунку, наполнение водой разных цилиндров все равно будет отличаться, а это почти гарантирует неустойчивую работу на полной мощности и при небольших оборотах под нагрузкой. Технология распределенного впрыска воды эту проблему чисто теоретически могла бы решить, но тут уже начинает сказываться цена вопроса – сегодня для бюджетных машин даже распределенный впрыск бензина слишком дорог и сложен, что уж говорить про воду.
Установленная система
В-третьих, вода для конечного потребителя оказывается не бесплатной. Воду из-под крана для впрыска в двигатель использовать нельзя. Вернее, конечно, можно, но из-за солей и добавок стенки цилиндров двигателя уже за пару тысяч километров покроются отложениями (вспомним кухонные чайники!), и тогда хлопот с мотором не оберешься. Так что, как минимум, вода нужна дистиллированная. А по-хорошему, нужно в нее добавлять метанол, чтобы и зимой можно было использовать, и двигатель работал ровнее. То есть помимо затрат на бензин у владельца машины появляется необходимость покупать (ну, или изготавливать самому) жидкость для впрыска. А это вряд ли позволит снизить стоимость эксплуатации.
Реальный пример
Экономическую сомнительность использования воды в массовом автопроме можно проследить как раз на примере BMW . Инженеры сообщают, что за счет воды удалось повысить мощность мотора на 14 л.с., при этом расход топлива снизился на 8%. Система потребляет 1,5 литра водно-метанольной смеси на 100 километров. Водяной бак на 7 литров, значит нужно его заправлять каждые 500 километров, примерно так же, как и бензин. Да, без воды автомобиль будет нормально работать, но без прибавки в мощности и экономии. Вот и считаем, выгода по бензину не такая уж и большая, прирост в «лошадях» есть, но тоже не глобальный, а мороки с системой много. Для обычного автомобиля это не окупится.
Под капотом BMW M4 Safety Car с системой впрыска воды
А вот в гонках, где «мы за ценой не постоим», система впрыска воды весьма оправдана, особенно в дреге (хотя там приходится конкурировать с азотом), где ресурс не важен, стоимость эксплуатации тоже, а каждая снятая десятая секунды с результата повышает шансы на победу. Впрочем, те же задачи, что и с помощью воды, можно решить и другими способами, поэтому это тоже опциональный вопрос.
Так что получается парадокс, впрыск воды в мотор реально позволяет улучшить его характеристики, но по совокупности факторов такие системы себя почти никогда не оправдывают, как бы ни хотелось некоторым мечтателям заправляться из водопроводной сети и ездить на полной мощности.
Обратная сторона
Помимо очевидных и рассмотренных преимуществ, у таких систем есть и свои недостатки.
Это далеко не идеальная система, что и отразилось во многом на ее активном применении.
Смотрите также
Как продать кредитный автомобиль законно: подходящие способы
В результате работы образуются отработавшие газы. В них наблюдается повышенная концентрация углеводородов, которые не сгорают. Это негативно влияет на показатели расхода топлива. Если скорость маленькая, либо дроссельная заслонка открыта полностью, наблюдается нестабильная работа силового агрегата. К числу главных причин такого поведения относят неравномерное распределение находящихся в цилиндрах жидкостей. В некоторых цилиндрах обязательно будет появляться чрезмерно бедная смесь.
Эта проблема решается. Для этого можно поставить индивидуальную форсунку на каждый из цилиндров, которые будут находиться под управлением компьютера.
Важно понимать, что при добавлении смеси требуется использовать строго дистиллированную воду.
Если добавлять простую воду, непременно внутри камеры сгорания образуется нагар, ресурс снизится, мотор выйдет из строя раньше срока.
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?
- Вода обладает высокой теплоемкостью, благодаря чему существенно снижается температура в цилиндрах ДВС.
- Поскольку более холодный воздух сжать намного легче, энергии во время такта сжатия затрачивается значительно меньше, т. е. повышается КПД двигателя.
- Помимо этого, появляется возможность загнать в цилиндры больше воздуха, а вода, испаряясь, создает дополнительное давление, повышая степень сжатия.
- 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.
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.
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.
Принцип работы сухой мойки
Иногда, если надо провести чистку, водитель отказывается от применения сухой мойки по причине того, что недостаточно знаком с данной технологией. Одним из основных поводов для беспокойства является непонимание того, что это такое, страх, что абразивные элементы, входящие в состав чистящего вещества могут быть опасны для покрытия машины. Однако, данная проблема сейчас уже решена и соответствующие опасения не являются актуальными.
Такие очищающие средства по внешнему виду напоминают эмульсию. При обработке её распыляют на поверхность обрабатываемого участка. Это средство обволакивает частички пыли и грязи, что позволяет легко их очистить фибровой салфеткой.
В составе эмульсии имеются:
- поверхностно-активные вещества;
- ингибитор коррозии;
- силиконы.
После того как загрязнения будут очищены, необходимо будет протереть ещё раз салфеткой с полирующим составом. После того как сухая автомойка будет закончена, на очищенной поверхности возникнет защитная плёнка, которая устойчива к воздействию грязи и воды. При этом цена мойки ниже, чем при проведении обычной процедуры.
Сухая мойка осуществляется с помощью специальной эмульсии и ветоши
Как удалить воду из глушителя
Есть несколько способов, как удалить воду из глушителя и не допустить ее массового образования.
Наиболее простой и наименее опасный способ — это осушать глушитель разогревом. Как было сказано выше, в процессе работы двигателя температура глушителя значительно растет, что приводит к преобразованию в пар скопившейся воды. То есть, чтобы глушитель достаточно разогревался и успевал избавиться от воды, нужно либо минимизировать короткие поездки на автомобиле, либо время от времени выполнять длинные поездки, чтобы за это время глушитель успел избавиться от излишков воды.
Особенно важно выполнять длинные поездки, чтобы избавиться от воды, в холодное время года. Хотя бы раз в месяц зимой, весной и осенью необходимо выполнять поездки продолжительностью не менее часа, желательно на высокой скорости — то есть на трассе
За это время выхлопные газы успеют разогреть глушитель, и вода испарится.
Сложный способ, как избавиться от воды в глушителе, это просверлить его. Если вы на подобные меры решились, следует знать, что сверлить необходимо тонким сверлом (около 2-3 мм) последнюю “банку” резонатора.
Обратите внимание: В сети можно встретить советы, что сверлить отверстия необходимо во всех (или почти во всех) резонаторах, чтобы избавиться от воды полностью. Не рекомендуем это делать
Сам по себе способ удаления влаги из глушителя путем просверливания отверстий достаточно спорный. Можно выделить несколько негативных моментов, к которым он приводит:
- Образование дырки. Пусть работа и проводится тонким сверлом, все равно поверхность резонатора будет повреждена. Со временем, на ней начнут появляться элементы коррозии, и небольшая дырка начнет разрастаться;
- Попадание в салон отработавших газов. Если просверлить несколько “банок”, то велик риск, что отработавшие газы частично начнут направляться в салон автомобиля;
- Изменение звука выхлопа. Может повыситься шум от выхлопа автомобиля, либо он звук станет более звонким, что в целом может вызывать дискомфорт.
(158 голос., средний: 4,47 из 5)
Способы сооружения системы впрыска
Народными умельцами отработаны два метода впрыска:
В общем-то, сделать впрыск воды в двигатель своими руками относительно несложно. Главное – рассчитать объем подаваемой воды.
Выделение недостатков
Что касается однозначных недостатков, то к ним относится следующее:
- Слишком большие требования к точной установке. Малейшие нарушения в технике монтажа и слишком большой или же слишком мелкий поток воды разрушит стабильную работу двигателя.
- Потребуется постоянно приобретать дистиллированную жидкость, так как обычная вода не может быть использована, а на 10 л топлива потребуется примерно 2 л жидкости.
- Зимой применять такую систему вовсе не рекомендуется, так как вода просто замерзнет.
Отзывы о впрыске воды в двигатель примерно такие же неоднозначные, как и сама система.
Отзывы
Некоторые автомобилисты отзывались о ее работе достаточно лестно, указывая, что система действительно улучшает характеристики машины. Другие же водители вовсе говорили о том, что увеличение мощности, снижение температуры и прочие преимущества — это вовсе выдумка и ничего из этого не работает. Были и те, кто отмечал небольшой прирост параметров, но при этом говорилось о том, что за такую стоимость это слишком малая компенсация, а потому не стоит задумываться о ее установке. Специалисты также расходятся во мнениях на этот счет.
Принцип действия впрыска
Теоретически конструкция впрысковой системы предельно проста: в коллекторе впуска делается водная форсунка, которая распыляет эту жидкость в топливную смесь. Вода в этой системе действует двояко. Во-первых
, она охлаждает бензин. А даже из школьного курса физики известно, что на обеспечение мощности тратится максимум 45% топлива. Остальным количеством в нашем случае, грубо говоря, мы обогреваем улицу.
При таком дополнительном охлаждении бензин используется уже процентов на 70. Параллельно, мгновенно испаряясь при контакте с раскаленными цилиндрами и поршнями, вода в виде пара создает дополнительную толчковую силу, которая энергичнее выталкивает поршень.
Между прочим, идея отнюдь не нова
. Ее осмыслил и описал некий англичанин Хопкинс около века назад. А вторая мировая, как уже было сказано, дала толчок активному использованию впрыска в авиации как американцами, так и немцами.
Будет полезно: Как заменить ремень грм на ваз 2115
