Víz befecskendezése az autó motorjába

A motor teljesítménye a leggyakoribb téma az autós körökben. Szinte minden autós legalább egyszer elgondolkodott azon, hogyan lehetne növelni az erőmű teljesítményét. Egyesek turbinákat telepítenek, mások hengereket dörzsölnek stb. (a teljesítmény növelésének egyéb módszereit írják le egy másik stаthie). Sokan, akik érdeklődnek az autó tuningja iránt, tisztában vannak olyan rendszerekkel, amelyek kis mennyiségű vizet vagy annak keverékét látják el metanollal.

A legtöbb autós ismeri az olyan fogalmat, mint a motor vízkalapácsa (van még egy külön felülvizsgálat). Hogyan növelheti a víz, amely a belső égésű motor megsemmisülését eredményezi, ugyanakkor a teljesítményét? Próbálkozzunk ezzel a kérdéssel, és vegyük figyelembe azokat az előnyöket és hátrányokat is, amelyeket a víz-metanol befecskendező rendszer tartalmaz a tápegységben.

Mi a vízbefecskendező rendszer?

Röviden, ez a rendszer egy tartály, amelybe vizet öntünk, de gyakrabban metanol és víz keveréke 50/50 arányban. Van elektromos motorja, például egy szélvédőmosóból. A rendszert rugalmas csövek kötik össze (a legkedvezőbb változatban a tömlőket veszik a csepegtetőből), amelyek végén külön fúvókát helyeznek el. A rendszer verziójától függően az injekciót egy vagy több porlasztón keresztül hajtják végre. A víz akkor érkezik, amikor levegőt szívnak a palackba.

Ha a gyári változatot vesszük, akkor az egységnek lesz egy speciális, elektronikus vezérlésű szivattyúja. A rendszer egy vagy több érzékelővel rendelkezik, amelyek segítenek meghatározni a permetezett víz pillanatát és mennyiségét.

Egyrészt úgy tűnik, hogy a víz és a motor nem egyeztethető fogalmak. A levegő-üzemanyag keverék égése a hengerben zajlik, és mint mindenki tudja gyermekkorától kezdve, a lángot (ha nem vegyi anyagok égnek) víz oltja el. Azok, akik saját tapasztalataik alapján "megismerkedtek" a motor hidraulikus sokkjával, meg voltak győződve arról, hogy a víz a legutolsó anyag, amelynek be kell jutnia a motorba.

A vízinjekció ötlete azonban nem a tinédzser képzelet szüleménye. Valójában ez az elképzelés majdnem száz éves. A harmincas években a katonai szükségletekhez Harry Ricardo továbbfejlesztette a Rolls-Royce Merlin repülőgép-hajtóművet, és magas oktánszámú szintetikus benzint is kifejlesztett. itt) a repülőgépek belső égésű motorjaihoz. Az ilyen üzemanyag hiánya nagy robbanásveszélyt jelent a motorban. Miért veszélyes ez a folyamat? külön, de röviden: a levegő-üzemanyag keveréknek egyenletesen kell égnie, és ebben az esetben szó szerint felrobban. Emiatt az egység részei túlzott stressz alatt vannak, és gyorsan meghibásodnak.

Ennek a hatásnak a leküzdése érdekében G. Ricardo számos vizsgálatot végzett, amelyek eredményeként a vízbefecskendezés miatt el tudta érni a detonáció elnyomását. Fejlesztései alapján a német mérnököknek sikerült majdnem megduplázniuk repülőgépeikben lévő egységek teljesítményét. Ehhez az MW50 (metanol mosószer) összetételt használtuk. Például a Focke-Wulf 190D-9 vadászgépet ugyanezzel a motorral szerelték fel. A csúcsteljesítménye 1776 lóerő volt, de rövid utóégővel (a fent említett keveréket betáplálták a hengerekbe) ez a rúd 2240 "lóra" emelkedett.

Ezt a fejlesztést nemcsak ebben a repülőgép-modellben használták. A német és az amerikai repülés arzenáljában számos módosítást hajtottak végre az erőműveken.

Ha sorozatgyártású autókról beszélünk, akkor a múlt század 85. évében a futószalagról legördülő Oldsmobile F62 Jetfire modell gyárilag beszerelt vízbefecskendezést kapott. Egy másik sorozatgyártású, ilyen módon motornövelő autó az 99 -ben megjelent Saab 1967 Turbo.

Oldsmobile F85 Jetfire

99 Turbo lesz

Ennek a rendszernek a népszerűsége az 1980-90-es évekbeli alkalmazása miatt kapott lendületet. sportkocsikban. Tehát 1983-ban a Renault felszerelte Forma-1-es autóit egy 12 literes tartállyal, amelybe elektromos szivattyút, nyomásszabályozót és a szükséges számú befecskendezőt szereltek be. 1986 -ra a csapat mérnökeinek sikerült 600 -ról 870 lóerőre növelniük a hajtómű nyomatékát és teljesítményét.

Az autógyártók versenyháborújában a Ferrari sem akarta "legeltetni a hátsót", és úgy döntött, hogy ezt a rendszert használja néhány sportkocsijában. Ennek a modernizációnak köszönhetően a márkának sikerült vezető pozíciót szereznie a tervezők körében. Ugyanezt a koncepciót dolgozta ki a Porsche márka.

Hasonló frissítéseket hajtottak végre olyan autókkal is, amelyek részt vettek a WRC sorozat versenyein. A 90-es évek elején azonban az ilyen versenyek szervezői (beleértve az F-1-et is) módosították az előírásokat, és betiltották ennek a rendszernek a versenyautókban való használatát.

Újabb áttörést ért el az autósport világában hasonló fejlemény a 2004-es drag racing versenyeken. A ¼ mérföldes világrekordot két különböző jármű döntötte meg, annak ellenére, hogy ezt a mérföldkövet különböző erőátviteli módosításokkal próbálták elérni. Ezeket a dízel autókat vízellátással látták el a szívócsatornán.

Az idők folyamán az autók kezdtek olyan intercoolereket fogadni, amelyek csökkentik a levegő áramlásának hőmérsékletét, mielőtt az a szívócsatornába kerülne. Ennek köszönhetően a mérnökök csökkenteni tudták a kopogás kockázatát, és a befecskendező rendszerre már nem volt szükség. Az erőteljes növekedés a dinitrogén-oxid ellátó rendszer bevezetésének köszönhetően vált lehetővé (hivatalosan 2011-ben jelent meg).

2015 -ben ismét megjelentek hírek a vízbefecskendezésről. Például a BMW által kifejlesztett új MotoGP biztonsági autó klasszikus vízpermet készlettel rendelkezik. A limitált példányszámú autó hivatalos bemutatóján a bajor autógyártó képviselője elmondta, hogy a jövőben tervezik a hasonló rendszerrel rendelkező polgári modellek sorának kiadását.

Mit ad a víz vagy a metanol befecskendezése a motornak?

Térjünk át a történelemről a gyakorlatra. Miért van szükség a motor vízbefecskendezésére? Amikor szigorúan korlátozott mennyiségű folyadék kerül a szívócsatornába (legfeljebb 0.1 mm-es csepp permetezzük), forró közeggel érintkezve azonnal magas oxigéntartalmú gáz halmazállapotba kerül.

A lehűtött BTC sokkal könnyebben összenyomódik, ami azt jelenti, hogy a főtengelynek valamivel kevesebb erőt kell használnia a nyomó löket végrehajtásához. Így a telepítés több probléma megoldását teszi lehetővé egyszerre.

Először is, a forró levegő kisebb sűrűségű (a kísérlet kedvéért egy üres műanyag palackot kivihet egy meleg házból a hidegbe - tisztességesen összezsugorodik), így kevesebb oxigén jut be a palackba, ami azt jelenti, hogy benzin vagy dízel az üzemanyag rosszabban fog égni. Ennek a hatásnak a kiküszöbölésére sok motor turbófeltöltővel van felszerelve. De még ebben az esetben sem csökken a levegő hőmérséklete, mivel a klasszikus turbinákat forró kipufogó hajtja, amely átmegy a kipufogócsatornán. A permetező víz lehetővé teszi, hogy több oxigén kerüljön a hengerekbe az égés hatékonyságának javítása érdekében. Ez viszont pozitív hatással lesz a katalizátorra (a részletekért olvassa el külön áttekintésben).

Másodszor, a vízbefecskendezés lehetővé teszi az erőforrás teljesítményének növelését anélkül, hogy megváltoztatná annak üzemi térfogatát és anélkül, hogy megváltoztatná a kivitelét. Ennek oka, hogy párás állapotban a nedvesség sokkal nagyobb mennyiséget vesz fel (egyes számítások szerint a térfogat 1700-szorosára nő). Amikor a víz elpárolog egy zárt térben, további nyomás keletkezik. Mint tudják, a tömörítés nagyon fontos a nyomaték szempontjából. Az erőegység és az erőteljes turbina tervezésébe való beavatkozás nélkül ez a paraméter nem növelhető. És mivel a gőz élesen tágul, több energia szabadul fel a HTS égéséből.

Harmadszor, a vízpermetezés miatt az üzemanyag nem melegszik túl, és a robbanás nem alakul ki a motorban. Ez lehetővé teszi olcsóbb, alacsonyabb oktánszámú benzin használatát.

Negyedszer, a fent felsorolt ​​tényezők miatt előfordulhat, hogy a sofőr nem nyomja olyan aktívan a gázpedált, hogy dinamikusabbá tegye az autót. Ezt úgy biztosítja, hogy folyadékot permeteznek a belső égésű motorba. A teljesítmény növekedése ellenére az üzemanyag-fogyasztás nem nő. Bizonyos esetekben azonos menetmóddal a motor falánksága 20 százalékra csökken.

Valójában ennek a fejleménynek vannak ellenfelei. A vízbefecskendezéssel kapcsolatos leggyakoribb tévhitek:

1. Mi van a vízkalapáccsal? Nem tagadható, hogy amikor a víz bejut a hengerekbe, a motor vízkalapácsot tapasztal. Mivel a víznek megfelelő sűrűsége van, amikor a dugattyú kompressziós ütemben van, nem érheti el a felső holtpontot (ez a víz mennyiségétől függ), de a főtengely továbbra is forog. Ez a folyamat hajlíthatja a hajtórudakat, eltörheti a kulcsokat stb. Valójában a vízbefecskendezés olyan kicsi, hogy a kompressziós löketet nem befolyásolja.
2. A vízzel érintkezve a fém idővel rozsdásodik. Erre a rendszerre nem kerül sor, mert a járó motor hengerében a hőmérséklet meghaladja az 1000 fokot. A víz 100 fokon gőzös állapotba kerül. Tehát a rendszer működése során nincs víz a motorban, csak túlhevített gőz van. Egyébként az üzemanyag égésekor kis mennyiségű gőz is található a kipufogógázokban. Ennek részleges bizonyítéka a kipufogócsőből ömlő víz (megjelenésének egyéb okait ismertetjük itt).
3. Amikor víz jelenik meg az olajban, a zsír emulgeál. Megint a permetezett víz mennyisége olyan kicsi, hogy egyszerűen nem tud bejutni a forgattyúházba. Azonnal gáz lesz belőle, amelyet a kipufogógázzal együtt eltávolítanak.
4. A forró gőz tönkreteszi az olajfilmet, aminek következtében az erőmű megfogja az éket. Valójában a gőz vagy a víz nem oldja fel az olajat. A legvalódiabb oldószer csak a benzin, ugyanakkor az olajfilm több százezer kilométeren keresztül megmarad.

Lássuk, hogyan működik a vízpermetező készülék.

Hogyan működik a vízbefecskendező rendszer

Az ezzel a rendszerrel felszerelt modern tápegységekben különböző típusú készletek telepíthetők. Az egyik esetben egyetlen fúvókát használnak, amely a szívócsonk bemeneti nyílásán található a kettéágazás előtt. Egy másik módosítás több típusú injektort használ elosztott injekció.

Az ilyen rendszer felszerelésének legegyszerűbb módja egy külön víztartály felszerelése, amelybe az elektromos szivattyú kerül. Egy cső csatlakozik hozzá, amelyen keresztül folyadék kerül a permetezőhöz. Amikor a motor eléri a kívánt hőmérsékletet (a belső égésű motor üzemi hőmérsékletét ismertetjük) egy másik cikkben), a vezető permetezni kezd, hogy nedves köd keletkezzen a szívócsőben.

A legegyszerűbb telepítés akár karburátor motorra is telepíthető. Ugyanakkor nem lehet nélkülözni a szívócsatorna némi korszerűsítését. Ebben az esetben a rendszert a vezető az utastérből irányítja.

Fejlettebb verziókban, amelyek megtalálhatók az automatikus hangolással foglalkozó üzletekben, a permetezési mód beállítását vagy külön mikroprocesszor biztosítja, vagy működése az ECU-ból érkező jelekhez kapcsolódik. Ebben az esetben egy elektromos villanyszerelő szolgáltatásait kell igénybe vennie a rendszer telepítéséhez.

A modern permetező rendszerek készüléke a következő elemeket tartalmazza:

• 10 bar nyomást biztosító elektromos szivattyú;
• Egy vagy több fúvóka a víz permetezéséhez (számuk a teljes rendszer készülékétől és a nedves áramlás eloszlásának elvétől függ a hengerek felett);
• A vezérlő egy mikroprocesszor, amely szabályozza a vízbefecskendezés időzítését és mennyiségét. Szivattyú van csatlakoztatva hozzá. Ennek az elemnek köszönhetően állandó, nagy pontosságú adagolás biztosított. Egyes mikroprocesszorokba ágyazott algoritmusok lehetővé teszik a rendszer automatikus alkalmazkodását a tápegység különféle üzemmódjaihoz;
• Tartály az elosztóba permetezhető folyadék számára;
• Ebben a tartályban található szintérzékelő;
• Megfelelő hosszúságú és megfelelő szerelvényű tömlők.

A rendszer ezen elv szerint működik. A befecskendezés-szabályozó jeleket kap a légáramlás-érzékelőtől (működéséről és működési hibáiról bővebben itt olvashat itt). Ezen adatoknak megfelelően, megfelelő algoritmusok alkalmazásával, a mikroprocesszor kiszámítja a permetezett folyadék idejét és mennyiségét. A rendszer módosításától függően a fúvóka egyszerűen előállítható egy nagyon vékony porlasztóval ellátott hüvely formájában.

A legtöbb modern rendszer egyszerűen jelet ad a szivattyú be- és kikapcsolásához. A drágább készleteknél van egy speciális szelep, amely megváltoztatja az adagolást, de a legtöbb esetben nem működik megfelelően. Alapvetően a vezérlő akkor kapcsol be, amikor a motor eléri a 3000 fordulat / perc értéket. és több. Mielőtt ilyen telepítést telepítene autójára, figyelembe kell vennie, hogy a legtöbb gyártó figyelmeztet a rendszer helytelen működésére egyes autókon. Senki sem ad részletes listát, mivel minden a tápegység egyedi paramétereitől függ.

Bár a vízbefecskendezés fő feladata a motor teljesítményének növelése, főleg csak intercooler-ként használják a vörösre forró turbinából érkező légáram hűtésére.

A motor teljesítményének növelése mellett sokan meg vannak győződve arról, hogy a befecskendezés megtisztítja a henger és a kipufogó traktus munkaüregét is. Egyesek úgy gondolják, hogy a kipufogógázban lévő gőz jelenléte kémiai reakciót eredményez, amely semlegesíti a mérgező anyagok egy részét, de ebben az esetben az autónak nem lesz szüksége olyan elemre, mint például autó katalizátor vagy komplex AdBlue rendszer, amelyről olvashat . itt.

A víz szivattyúzása csak nagy motorfordulatszám mellett (jól át kell melegedni, és a légáramlásnak gyorsnak kell lennie, hogy a nedvesség azonnal bejusson a hengerekbe), és nagyobb mértékben a turbófeltöltésű erőművekben. Ez a folyamat további nyomatékot és kis teljesítménynövekedést biztosít.

Ha a motor természetesen szívódik, akkor nem lesz jelentősen erősebb, de határozottan nem fogja robbantani. A turbófeltöltésű belső égésű motorok esetében a kompresszor elé telepített vízbefecskendezés növeli a hatékonyságot a beáramló levegő hőmérsékletének csökkentésével. És még nagyobb hatás elérése érdekében egy ilyen rendszer a korábban említett víz és metanol keverékét használja 50x50 arányban.

Előnyök és hátrányok

Tehát a vízbefecskendező rendszer lehetővé teszi, hogy:

• Belépő levegő hőmérséklete;
• Biztosítsa az égéstér további elemeinek hűtését;
• Alacsony minőségű (alacsony oktánszámú) benzin használata esetén a vízpermetezés növeli a motor detonációs ellenállását;
• Ugyanazon vezetési mód használata csökkenti az üzemanyag-fogyasztást. Ez azt jelenti, hogy ugyanolyan dinamikával az autó kevesebb szennyező anyagot bocsát ki (ez természetesen nem annyira hatékony, hogy az autó katalizátor és más mérgező gázok semlegesítésére szolgáló rendszerek nélkül is képes legyen);
• Nem csak a teljesítmény növelése érdekében, hanem a motort is megfordítja 25-30 százalékkal megnövelt nyomatékkal;
• Bizonyos mértékig tisztítsa meg a motor szívó- és kipufogórendszerének elemeit;
• Javítsa a fojtószelep és a pedál reakcióját;
• Alacsonyabb motorfordulatszám mellett hozza üzembe a turbinát.

A sok hasznos funkció ellenére a vízbefecskendezés nem kívánatos a hagyományos járműveknél, és számos jó oka van annak, hogy az autógyártók nem alkalmazzák ezt a sorozatgyártású járművekben. Legtöbbjük annak a ténynek köszönhető, hogy a rendszer sportos eredetű. A motorsport világában az üzemanyag-takarékosságot nagyjából figyelmen kívül hagyják. Néha az üzemanyag-fogyasztás eléri a 20 litert százra. Ez annak köszönhető, hogy a motort gyakran maximális fordulatszámra hozzák, és a vezető szinte folyamatosan nyomja a benzint, amíg le nem áll. Csak ebben az üzemmódban észlelhető az injekció hatása.

Tehát itt vannak a rendszer fő hátrányai:

• Mivel a telepítést elsősorban a sportautók teljesítményének javítására szánták, ez a fejlesztés csak maximális teljesítmény mellett hatékony. Amint a motor eléri ezt a szintet, a vezérlő rögzíti ezt a pillanatot és vizet fecskendez be. Ezért a telepítés hatékony működéséhez a járművet sport üzemmódban kell működtetni. Alacsony fordulatszámon a motor jobban "fészkelődhet".
• A vízbefecskendezést némi késéssel hajtják végre. Először a motor belép az energia üzemmódba, a megfelelő algoritmus aktiválódik a mikroprocesszorban, és jelet küld a szivattyúnak a bekapcsoláshoz. Az elektromos szivattyú elkezdi a folyadék pumpálását a vezetékbe, és csak ezután kezdi el a fúvóka permetezni. A rendszer módosításától függően mindez körülbelül ezredmásodpercet vehet igénybe. Ha az autó csendes üzemmódban halad, akkor a permetezésnek semmilyen hatása nincs.
• Egy fúvókával ellátott változatokban lehetetlen szabályozni, hogy mennyi nedvesség jut egy adott hengerbe. Emiatt a jó elmélet ellenére a gyakorlat instabil motoros működést mutat, még teljesen nyitott gázzal is. Ennek oka az egyes "edények" eltérő hőmérsékleti viszonyai.
• Télen a rendszernek nemcsak vízzel, hanem metanollal kell utántölteni. Csak ebben az esetben, még hideg időben is, a folyadék szabadon kerül a kollektorba.
• A motor biztonsága érdekében a befecskendezett vizet desztillálni kell, és ez további pazarlás. Ha közönséges csapvizet használ, nagyon hamar mészlerakódások halmozódnak fel az érintkezési felületek falain (például vízforralóban lévő vízkő). Az idegen szilárd részecskék jelenléte a motorban tele van az egység korai lebomlásával. Ezért a desztillátumot kell használni. A jelentéktelen üzemanyag-takarékossághoz képest (egy közönséges autót nem állandó üzemmódra terveztek sport üzemmódban, és a jogszabályok ezt tiltják a közutakon), maga a telepítés, annak karbantartása és a párlat (és télen - vízkeverék) használata és metanol) gazdaságilag indokolatlan ...

Valójában néhány hiba elhárítható. Például annak érdekében, hogy a tápegység stabilan működjön nagy fordulatszámon, vagy maximális terhelés mellett alacsony fordulatszámon, elosztott vízbefecskendező rendszer telepíthető. Ebben az esetben az injektorokat egy-egy szívócsonkhoz kell felszerelni, mint egy azonos üzemanyag-rendszerben.

Azonban egy ilyen telepítés ára jelentősen megnő, és nem csak a további elemek miatt. Az a tény, hogy a nedvesség befecskendezésének csak mozgó légáram esetén van értelme. Ha a szívószelep (vagy néhány motormódosítás esetén több) zárva van, és ez három ciklus alatt történik, a csőben levő levegő mozdulatlan.

Annak megakadályozása érdekében, hogy a víz hiába áramoljon a kollektorba (a rendszer nem rendelkezik a kollektor falain felhalmozódó felesleges nedvesség eltávolításáról), a szabályozónak meg kell határoznia, hogy melyik pillanatban és melyik fúvóka működjön. Ehhez az összetett beállításhoz drága hardver szükséges. A szokásos autó jelentéktelen teljesítménynövekedéséhez képest ez a költség indokolatlan.

Természetesen mindenkinek a feladata, hogy ilyen rendszert telepítsen az autójára, vagy sem. Megfontoltuk az ilyen kialakítás előnyeit és hátrányait. Ezenkívül javasoljuk, hogy nézzen meg egy részletes videoelőadást a vízbefecskendezés működéséről:

Belső égésű motor elmélete: vízbevezetés a szívócsatornába

Kérdések és válaszok:

Mi az a metanol injekció? Ez kis mennyiségű víz vagy metanol befecskendezése egy működő motorba. Ez növeli a rossz üzemanyag robbanásállóságát, csökkenti a káros anyagok kibocsátását, növeli a belső égésű motor nyomatékát és teljesítményét.

Mire jó a metanolos víz injekció? A metanol befecskendezése lehűti a motor által beszívott levegőt, és csökkenti a motor kopogásának valószínűségét. Ez növeli a motor hatásfokát a víz nagy hőkapacitása miatt.

Hogyan működik a Vodomethanol rendszer? Ez a rendszer módosításától függ. A leghatékonyabb az üzemanyag-befecskendezőkkel szinkronizálva. Terheltségüktől függően víz-metanolt fecskendeznek be.

Milyen betegségek esetén alkalmazható a Vodomethanol? Ezt az anyagot a Szovjetunióban használták repülőgép-hajtóművekben a sugárhajtóművek megjelenése előtt. A víz-metanol csökkentette a detonációt a belső égésű motorban, és egyenletessé tette a HTS égését.