Injeksion uji në motorin e makinës

Fuqia motorike është tema më e zakonshme në qarqet automobilistike. Pothuajse çdo automobilist ka menduar të paktën një herë se si të rrisë performancën e një njësie të energjisë. Disa instalojnë turbina, të tjerët mbështjellin cilindrat, etj. (përshkruhen metoda të tjera të rritjes së energjisë në një st tjetërаThiers) Shumë që janë të interesuar për akordimin e makinave janë të vetëdijshëm për sistemet që furnizojnë një sasi të vogël uji ose përzierjen e tij me metanol.

Shumica e shoferëve janë të njohur me një koncept të tillë si një çekiç uji i një motori (ekziston edhe një rishikim i veçantë) Si mundet që uji, i cili provokon shkatërrimin e motorit me djegie të brendshme, në të njëjtën kohë të rrisë performancën e tij? Le të përpiqemi të merremi me këtë çështje, dhe gjithashtu të marrim parasysh avantazhet dhe disavantazhet që ka sistemi i injektimit të metanolit të ujit në njësinë e energjisë.

Çfarë është sistemi i injektimit të ujit?

Me pak fjalë, ky sistem është një rezervuar në të cilin derdhet uji, por më shpesh një përzierje e metanolit dhe ujit në një raport 50/50. Ka një motor elektrik, për shembull, nga një larës xhamash. Sistemi është i lidhur me tuba elastikë (në versionin më buxhetor, merren zorra nga pikatore), në fund të së cilës është instaluar një hundë e veçantë. Në varësi të versionit të sistemit, injeksioni kryhet përmes një ose disa atomizuesve. Uji furnizohet kur ajri tërhiqet në cilindër.

Nëse marrim versionin e fabrikës, atëherë njësia do të ketë një pompë të veçantë që kontrollohet elektronikisht. Sistemi do të ketë një ose më shumë sensorë për të ndihmuar në përcaktimin e momentit dhe sasisë së ujit të spërkatur.

Nga njëra anë, duket se uji dhe një motor janë koncepte të papajtueshme. Djegia e përzierjes së ajrit dhe karburantit bëhet në cilindër dhe, siç e dinë të gjithë nga fëmijëria, flaka (nëse nuk janë kimikate që digjen) shuhet nga uji. Ata që "u njohën" me goditjen hidraulike të motorit, nga përvoja e tyre, ishin të bindur se uji është substanca e fundit që duhet të futet në motor.

Sidoqoftë, ideja e injektimit të ujit nuk është një pjellë e imagjinatës adoleshente. Në fakt, kjo ide është gati njëqind vjeçare. Në vitet 1930, për qëllime ushtarake, Harry Ricardo përmirësoi motorin e avionëve Rolls-Royce Merlin, dhe gjithashtu krijoi një benzinë ​​sintetike me një numër të lartë oktanesh. këtu) për motorët me djegie të brendshme të avionëve. Mungesa e një karburanti të tillë është një rrezik i lartë i shpërthimit në motor. Pse është i rrezikshëm ky proces? veçmas, por me pak fjalë, përzierja e ajrit dhe karburantit duhet të digjet në mënyrë të barabartë, dhe në këtë rast ajo fjalë për fjalë shpërthen. Për shkak të kësaj, pjesët e njësisë janë nën stres të tepruar dhe shpejt dështojnë.

Për të luftuar këtë efekt, G. Ricardo kreu një seri studimesh, si rezultat i të cilave ai ishte në gjendje të arrijë shtypjen e shpërthimit për shkak të injektimit të ujit. Bazuar në zhvillimet e tij, inxhinierët gjermanë arritën pothuajse të dyfishojnë fuqinë e njësive në avionët e tyre. Për këtë, u përdor përbërja MW50 (pastrues i metanolit). Për shembull, luftëtari Focke-Wulf 190D-9 ishte i pajisur me të njëjtin motor. Prodhimi i tij maksimal ishte 1776 kuaj fuqi, por me një djegie të shkurtër (përzierja e sipërpërmendur u fut në cilindra), ky shirit u rrit në 2240 "kuaj".

Ky zhvillim është përdorur jo vetëm në këtë model avioni. Në arsenalin e aviacionit gjerman dhe amerikan, kishte disa modifikime të njësive të energjisë.

Nëse flasim për makina prodhimi, atëherë modeli Oldsmobile F85 Jetfire, i cili doli nga linja e montimit në vitin e 62 -të të shekullit të kaluar, mori një instalim fabrikë të injektimit të ujit. Një makinë tjetër prodhuese me nxitje të motorit në këtë mënyrë është Saab 99 Turbo, e lëshuar në vitin 1967.

Oldsmobile F85 Jetfire

Do të marrë 99 Turbo

Popullariteti i këtij sistemi mori vrull për shkak të aplikimit të tij në 1980-90. në makina sportive. Pra, në 1983, Renault pajis makinat e tij të Formula 1 me një rezervuar 12 litra, në të cilin u instalua një pompë elektrike, një kontrollues presioni dhe numri i kërkuar i injektorëve. Deri në vitin 1986, inxhinierët e ekipit arritën të rrisin çift rrotullues dhe prodhimin e njësisë së energjisë nga 600 në 870 kuaj fuqi.

Në luftën garash të prodhuesve të automobilave, Ferrari gjithashtu nuk donte të "kulloste pjesën e pasme", dhe vendosi ta përdorë këtë sistem në disa nga makinat e tij sportive. Falë këtij modernizimi, marka arriti të fitojë një pozicion drejtues midis stilistëve. I njëjti koncept u zhvillua nga marka Porsche.

Përmirësime të ngjashme u kryen me makina që morën pjesë në gara nga seritë WRC. Sidoqoftë, në fillim të viteve 90, organizatorët e konkurseve të tilla (përfshirë F-1) ndryshuan rregulloret dhe ndaluan përdorimin e këtij sistemi në makinat e garës.

Një tjetër përparim në botën e automjeteve u bë nga një zhvillim i ngjashëm në garat e garave në 2004. Rekordi botëror i ¼ milje u thye nga dy automjete të ndryshme, përkundër përpjekjeve për të arritur momentin e shënuar me modifikime të ndryshme të fuqisë. Këto makina me naftë ishin të pajisura me një furnizim me ujë në shumëzimin e marrjes.

Me kalimin e kohës, makinat filluan të marrin intercoolers që zvogëlojnë temperaturën e rrjedhës së ajrit para se të hyjë në kolektorin e marrjes. Falë kësaj, inxhinierët ishin në gjendje të zvogëlonin rrezikun e trokitjes, dhe sistemi i injektimit nuk ishte më i nevojshëm. Një rritje e mprehtë e energjisë u bë e mundur falë futjes së një sistemi furnizimi me oksid azoti (zyrtarisht u shfaq në 2011).

Në vitin 2015, përsëri filluan të shfaqen lajme në lidhje me injektimin e ujit. Për shembull, makina e re e sigurisë MotoGP e zhvilluar nga BMW ka një çantë klasike të spërkatjes së ujit. Në prezantimin zyrtar të makinës me edicion të kufizuar, përfaqësuesi i prodhuesit të automobilave bavarez bëri që në të ardhmen të planifikohet të lëshojë një linjë modelesh civile me një sistem të ngjashëm.

Çfarë i jep motorit injeksion uji ose metanoli?

Pra, le të kalojmë nga historia në praktikë. Pse motori ka nevojë për injeksion uji? Kur një sasi rreptësisht e kufizuar e lëngut hyn në kolektorin e marrjes (spërkatet një pikë prej jo më shumë se 0.1 mm), pas kontaktit me një medium të nxehtë, ajo menjëherë kthehet në një gjendje të gaztë me një përmbajtje të lartë oksigjeni.

BTC e ftohur ngjesh shumë më lehtë, që do të thotë që boshti i boshtit duhet të përdorë pak më pak forcë për të kryer goditjen e kompresimit. Kështu, instalimi lejon të zgjidhen disa probleme në të njëjtën kohë.

Së pari, ajri i nxehtë ka më pak dendësi (për hir të eksperimentit, ju mund të merrni një shishe plastike të zbrazët nga një shtëpi e ngrohtë në të ftohtë - ajo do të tkurret në mënyrë të denjë), kështu që më pak oksigjen do të hyjë në cilindër, që do të thotë se benzina ose nafta karburanti do të digjet më keq. Për të eliminuar këtë efekt, shumë motorë janë të pajisur me turbo. Por edhe në këtë rast, temperatura e ajrit nuk bie, pasi turbinat klasike mundësohen nga një shkarkim i nxehtë që kalon nëpër shumëzimin e shkarkimit. Spërkatja e ujit lejon që më shumë oksigjen të furnizohet në cilindra për të përmirësuar efikasitetin e djegies. Nga ana tjetër, kjo do të ketë një efekt pozitiv në katalizatorin (për detaje, lexoni në një përmbledhje të veçantë).

Së dyti, injeksioni i ujit bën të mundur rritjen e fuqisë së njësisë së energjisë pa ndryshuar vëllimin e saj të punës dhe pa ndryshuar modelin e saj. Arsyeja është se në një gjendje të avulluar, lagështia zë shumë më shumë vëllim (sipas disa llogaritjeve, vëllimi rritet 1700 herë). Kur uji avullon në një hapësirë ​​të kufizuar, krijohet presion shtesë. Siç e dini, compression është shumë e rëndësishme për çift rrotullues. Pa ndërhyrje në projektin e njësisë së energjisë dhe një turbine të fuqishme, ky parametër nuk mund të rritet. Dhe meqenëse avulli zgjerohet ndjeshëm, më shumë energji çlirohet nga djegia e HTS.

Së treti, për shkak të spërkatjes së ujit, karburantit nuk mbinxehet dhe shpërthimi nuk formohet në motor. Kjo lejon përdorimin e benzinës më të lirë me një numër oktani më të ulët.

Së katërti, për shkak të faktorëve të renditur më sipër, shoferi mund të mos shtypë pedalin e gazit në mënyrë aktive për ta bërë makinën më dinamike. Kjo sigurohet duke spërkatur lëngun në motorin me djegie të brendshme. Përkundër rritjes së energjisë, konsumi i karburantit nuk është rritur. Në disa raste, me një mënyrë identike drejtimi, pangopësia e motorit zvogëlohet në 20 për qind.

Në të vërtetë, ky zhvillim ka kundërshtarë. Idetë e gabuara më të zakonshme në lidhje me injeksionin e ujit janë:

1. Po çekiçi i ujit? Nuk mund të mohohet që kur uji hyn në cilindra, motori përjeton një çekiç uji. Meqenëse uji ka një dendësi të duhur kur pistoni është në një goditje të kompresimit, ai nuk mund të arrijë në qendrën e vdekur (kjo varet nga sasia e ujit), por boshti i boshtit vazhdon të rrotullohet. Ky proces mund të përkul shufrat lidhëse, të thyejë çelësat, etj. Në fakt, injektimi i ujit është aq i vogël sa goditja e kompresimit nuk preket.
2. Metali, në kontakt me ujin, ndryshket me kalimin e kohës. Kjo nuk do të ndodhë me këtë sistem, sepse temperatura në cilindrat e një motori në punë tejkalon 1000 gradë. Uji kthehet në gjendje të avulluar në 100 gradë. Pra, gjatë funksionimit të sistemit, në motor nuk ka ujë, por vetëm avull të mbinxehur. Nga rruga, kur karburanti digjet, ka edhe një sasi të vogël avulli në gazrat e shkarkimit. Provë e pjesshme e kësaj është derdhja e ujit nga tubi i shkarkimit (përshkruhen arsye të tjera për pamjen e tij) këtu).
3. Kur uji shfaqet në vaj, yndyra emulsionohet. Përsëri, sasia e ujit të spërkatur është aq e vogël saqë thjesht nuk mund të hyjë në karrocë. Menjëherë bëhet një gaz që hiqet së bashku me shkarkimin.
4. Avulli i nxehtë shkatërron filmin e vajit, duke bërë që njësia e energjisë të kapë pykën. Në fakt, avulli ose uji nuk e tretin vajin. Solventi më i vërtetë është vetëm benzina, por në të njëjtën kohë filmi i naftës mbetet për qindra mijëra kilometra.

Le të shohim se si funksionon pajisja për spërkatjen e ujit në motor.

Si funksionon sistemi i injektimit të ujit

Në njësitë moderne të energjisë të pajisura me këtë sistem, lloje të ndryshme të kompleteve mund të instalohen. Në një rast, përdoret një grykë e vetme, e vendosur në hyrjen e shumëfishtë të hyrjes para ndarjes. Një modifikim tjetër përdor disa injektorë të llojit injeksion i shpërndarë.

Mënyra më e lehtë për të montuar një sistem të tillë është instalimi i një rezervuari të veçantë uji në të cilin do të vendoset pompë elektrike. Një tub është i lidhur me të, përmes të cilit lëngu do të furnizohet me spërkatës. Kur motori arrin temperaturën e dëshiruar (përshkruhet temperatura e funksionimit të motorit me djegie të brendshme në një artikull tjetër), shoferi fillon spërkatjen për të krijuar një mjegull të lagur në shumëzimin e marrjes.

Instalimi më i thjeshtë mund të instalohet edhe në një motor karburator. Por në të njëjtën kohë, nuk mund të bëhet pa ndonjë modernizim të traktit të marrjes. Në këtë rast, sistemi kontrollohet nga pjesa e pasagjerëve nga shoferi.

Në versione më të përparuara, të cilat mund të gjenden në dyqanet e akordimit automatik, vendosja e mënyrës së spërkatjes sigurohet ose nga një mikroprocesor i veçantë, ose funksionimi i tij shoqërohet me sinjale që vijnë nga ECU. Në këtë rast, do të duhet të përdorni shërbimet e një elektricisti automatik për të instaluar sistemin.

Pajisja e sistemeve moderne të spërkatjes përfshin elementët e mëposhtëm:

• Pompë elektrike që siguron presion deri në 10 bar;
• Një ose më shumë hundë për spërkatjen e ujit (numri i tyre varet nga pajisja e të gjithë sistemit dhe parimi i shpërndarjes së rrjedhës së lagësht mbi cilindra);
• Kontrolluesi është një mikroprocesor që kontrollon kohën dhe sasinë e injektimit të ujit. Një pompë është e lidhur me të. Falë këtij elementi, sigurohet një dozë konstante me precizion të lartë. Algoritmet e ngulitura në disa mikroprocesorë lejojnë që sistemi të përshtatet automatikisht me mënyra të ndryshme funksionimi të njësisë së energjisë;
• Një rezervuar për lëngun që do të spërkatet në kolektor;
• Sensori i nivelit i vendosur në këtë rezervuar;
• Hoses me gjatësi të saktë dhe pajisje të përshtatshme.

Sistemi funksionon sipas këtij parimi. Kontrolluesi i injeksionit merr sinjale nga sensori i rrjedhës së ajrit (për më shumë detaje rreth funksionimit të tij dhe keqfunksionimeve, lexoni këtu) Në përputhje me këto të dhëna, duke përdorur algoritme të përshtatshme, mikroprocesori llogarit kohën dhe sasinë e lëngut të spërkatur. Në varësi të modifikimit të sistemit, gryka mund të projektohet thjesht si një mëngë me një atomizues shumë të hollë.

Shumica e sistemeve moderne thjesht japin një sinjal për ndezjen / fikjen e pompës. Në pajisjet më të shtrenjta, ekziston një valvul i veçantë që ndryshon dozën, por në shumicën e rasteve nuk funksionon si duhet. Në thelb, kontrolluesi ndizet kur motori arrin 3000 rpm. dhe me shume. Para se të instaloni një instalim të tillë në makinën tuaj, duhet të merrni parasysh që shumica e prodhuesve paralajmërojnë për funksionimin e pasaktë të sistemit në disa makina. Askush nuk do të sigurojë një listë të detajuar, pasi gjithçka varet nga parametrat individualë të njësisë së energjisë.

Megjithëse funksioni kryesor i injektimit të ujit është rritja e fuqisë së motorit, ajo përdoret kryesisht vetëm si një ftohës për të ftohur rrjedhën e ajrit që vjen nga një turbinë e nxehtë.

Përveç rritjes së daljes së motorit, shumë janë të sigurt se injeksioni pastron edhe zgavrën e punës të cilindrit dhe traktit të shkarkimit. Disa besojnë se prania e avullit në shkarkim krijon një reaksion kimik që neutralizon disa nga substancat toksike, por në këtë rast, makina nuk do të ketë nevojë për një element të tillë si një katalizator automobilistik ose një sistem kompleks AdBlue, për të cilin mund të lexoni . këtu.

Pompimi i ujit ka një efekt vetëm në shpejtësi të larta të motorit (duhet të ngrohet mirë dhe rrjedha e ajrit duhet të jetë e shpejtë në mënyrë që lagështia të futet menjëherë në cilindra), dhe në një masë më të madhe në njësitë e energjisë me turbo. Ky proces siguron çift rrotullues shtesë dhe një rritje të vogël të fuqisë.

Nëse motori aspirohet natyrshëm, atëherë ai nuk do të bëhet dukshëm më i fuqishëm, por patjetër që nuk do të vuajë nga shpërthimi. Për një motor me djegie të brendshme me turbo, një injeksion uji i instaluar para mbingarkuesit do të sigurojë një rritje të efikasitetit për shkak të uljes së temperaturës së ajrit në hyrje. Dhe për një efekt edhe më të madh, një sistem i tillë përdor përzierjen e përmendur më parë të ujit dhe metanolit në një proporcion prej 50x50.

Avantazhet dhe disavantazhet

Pra, sistemi i injektimit të ujit ju lejon të:

• Temperatura e ajrit hyrës;
• Siguroni ftohje shtesë të elementeve të dhomës së djegies;
• Nëse përdoret benzinë ​​me cilësi të ulët (me oktan të ulët), spërkatja me ujë rrit rezistencën e shpërthimit të motorit;
• Përdorimi i të njëjtës mënyrë lëvizëse ul konsumin e karburantit. Kjo do të thotë që me të njëjtën dinamikë, makina lëshon më pak ndotës (natyrisht, kjo nuk është aq efikase saqë makina mund të bëjë pa një katalizator dhe sisteme të tjera për neutralizimin e gazeve toksike);
• Jo vetëm për të rritur fuqinë, por gjithashtu bën që motori të kthehet me një çift rrotullues të rritur me 25-30 përqind;
• Në një farë mase pastroni elementët e sistemit të marrjes dhe shkarkimit të motorit;
• Përmirësoni përgjigjen e gazit dhe përgjigjen e pedalit;
• Sillni turbinën në presionin e punës me një shpejtësi më të ulët të motorit.

Pavarësisht nga kaq shumë karakteristika të dobishme, injektimi i ujit është i padëshirueshëm për automjetet konvencionale dhe ka disa arsye të mira pse prodhuesit e automjeteve nuk po e zbatojnë atë në automjetet e prodhimit. Shumica e tyre janë për shkak të faktit se sistemi ka një origjinë sportive. Në botën e automobilizmit, ekonomia e karburantit kryesisht neglizhohet. Ndonjëherë konsumi i karburantit arrin 20 litra në njëqind. Kjo është për shkak të faktit se motori shpesh sillet në shpejtësinë maksimale, dhe shoferi pothuajse vazhdimisht shtyp gazin derisa të ndalet. Vetëm në këtë mënyrë, efekti i injeksionit është i dukshëm.

Pra, këtu janë disavantazhet kryesore të sistemit:

• Meqenëse instalimi synonte kryesisht të përmirësonte performancën e makinave sportive, ky zhvillim është efektiv vetëm në fuqinë maksimale. Sapo motori të arrijë këtë nivel, kontrollori rregullon këtë moment dhe injekton ujë. Për këtë arsye, që instalimi të funksionojë në mënyrë efektive, automjeti duhet të operohet në modalitetin sportiv. Në xhiro të ulëta, motori mund të jetë më "brooding".
• Injeksioni i ujit kryhet me disa vonesa. Së pari, motori hyn në modalitetin e energjisë, algoritmi përkatës aktivizohet në mikroprocesor dhe një sinjal dërgohet në pompë për t'u ndezur. Pompë elektrike fillon të pompojë lëng në linjë, dhe vetëm pas kësaj gryka fillon ta spërkasë atë. Në varësi të modifikimit të sistemit, e gjithë kjo mund të zgjasë rreth një milisekondë. Nëse makina po lëviz në një mënyrë të qetë, atëherë spërkatja nuk do të ketë aspak efekt.
• Në versionet me një hundë, është e pamundur të kontrollohet se sa lagështi futet në një cilindër të veçantë. Për këtë arsye, përkundër teorisë së mirë, praktika shpesh tregon funksionim të paqëndrueshëm të motorit, madje edhe me mbytje plotësisht të hapur. Kjo është për shkak të kushteve të ndryshme të temperaturës në "vazot" individuale.
• Në dimër, sistemi ka nevojë për karburant jo vetëm me ujë, por me metanol. Vetëm në këtë rast, edhe në mot të ftohtë, lëngu do të furnizohet lirshëm me kolektorin.
• Për sigurinë e motorit, uji i injektuar duhet të distilohet, dhe kjo është një mbeturinë shtesë. Nëse përdorni ujë të zakonshëm çezme, shumë shpejt depozitat e gëlqeres do të grumbullohen në muret e sipërfaqeve të kontaktit (si shkalla në një kazan). Prania e grimcave të huaja të ngurta në motor është e mbushur me një prishje të hershme të njësisë. Për këtë arsye, duhet të përdoret distilimi. Krahasuar me ekonominë e parëndësishme të karburantit (një makinë e zakonshme nuk është menduar për funksionim të vazhdueshëm në mënyrën sportive dhe legjislacioni e ndalon këtë në rrugët publike), vetë instalimi, mirëmbajtja e tij dhe përdorimi i distilimit (dhe në dimër - një përzierje uji dhe metanoli) është ekonomikisht e pajustifikuar ...

Në të vërtetë, disa nga mangësitë mund të rregullohen. Për shembull, në mënyrë që njësia e energjisë të funksionojë në mënyrë të qëndrueshme në rpm të lartë ose me ngarkesë maksimale në rpm të ulët, mund të instalohet një sistem i shpërndarjes së ujit të shpërndarë. Në këtë rast, injektorët do të instalohen, një për çdo shumëfishtë të marrjes, si në një sistem identik të karburantit.

Sidoqoftë, çmimi i një instalimi të tillë rritet ndjeshëm dhe jo vetëm për shkak të elementeve shtesë. Fakti është se injektimi i lagështisë ka kuptim vetëm në rastin e një rryme ajri në lëvizje. Kur valvula e marrjes (ose disa në rastin e disa modifikimeve të motorit) është e mbyllur, dhe kjo ndodh për tre cikle, ajri në tub është i palëvizshëm.

Për të parandaluar që uji të rrjedhë kot në kolektor (sistemi nuk parashikon heqjen e lagështisë së tepërt që grumbullohet në muret e kolektorit), kontrollori duhet të përcaktojë në cilën moment dhe cilën grykë të veçantë duhet të hyjë në punë. Ky konfigurim kompleks kërkon pajisje të shtrenjta. Krahasuar me rritjen e parëndësishme të energjisë për një makinë standarde, një shpenzim i tillë është i pajustifikueshëm.

Sigurisht, është puna e të gjithëve që të instalojnë një sistem të tillë në makinën tuaj ose jo. Ne kemi konsideruar si avantazhet ashtu edhe disavantazhet e një modeli të tillë. Përveç kësaj, ne sugjerojmë të shikoni një leksion të detajuar video se si funksionon injeksioni i ujit:

Teoria e motorit me djegie të brendshme: injektimi i ujit në traktin e marrjes

Pyetje dhe Përgjigje:

Çfarë është injeksioni i metanolit? Ky është injektimi i një sasie të vogël uji ose metanoli në një motor që funksionon. Kjo rrit rezistencën ndaj shpërthimit të karburantit të dobët, zvogëlon emetimin e substancave të dëmshme, rrit çift rrotullues dhe fuqinë e motorit me djegie të brendshme.

Për çfarë është injektimi i ujit metanol? Injektimi i metanolit ftoh ajrin e tërhequr nga motori dhe zvogëlon gjasat e goditjes së motorit. Kjo rrit efikasitetin e motorit për shkak të kapacitetit të lartë të nxehtësisë së ujit.

Si funksionon sistemi i Vodometanol? Varet nga modifikimi i sistemit. Më efikasi është i sinkronizuar me injektorët e karburantit. Në varësi të ngarkesës së tyre, injektohet metanol i ujit.

Për çfarë përdoret Vodometanoli? Kjo substancë u përdor në Bashkimin Sovjetik në motorët e avionëve përpara ardhjes së motorëve të avionëve. Metanoli i ujit zvogëloi shpërthimin në motorin me djegie të brendshme dhe e bëri djegien e HTS të qetë.