Що таке водо-метанольний уприскування як підвищити ККД двигуна, radartech
Трохи історії. Технологія упорскування води.
Технологія упорскування води майже така ж стара, як і сам автомобіль. Однак, як і багато автомобільних технології, вона втрачена - так як мода бере своє. Впорскування води - це можливість придушити детонацію, що дозволяє підняти тиск в циліндрах і тим самим підвищити ККД двигуна. Контролером уприскування води легко управляти і досить просто встановити. Тепер, коли викид газів в атмосферу контролюється все жорсткіше, октанове число бензину підвищується і зростає ціна, впорскування води стає кращим способом економії палива, так як "вода" доступна практично безкоштовно.
Виписка з даного звіту (переклад) на малюнку.
Висновки: водна інжекція може застосовуватися як засіб внутрішнього охолодження двигуна.
Переваги упорскування води:
- Можливість роботи на збіднених сумішах, що зменшує витрату палива, або можна зменшити октанове число палива без погіршення характеристик двигуна.
- Впорскування води може встановлюватися на авіаційну техніку.
- Знижується температура вихлопних газів.
- Можливість збільшення потужності двигуна за рахунок усунення детонації.
Недоліки технології уприскування води:
- Підвищений вага (зараз це усунуто за рахунок застосування сучасних технологій).
- Необхідність в додатковому баку для води.
- Труднощі використання при негативних температурах (необхідно додавати спирт або метанол).
Як працює впорскування води?
Отже, як же вода допомагає придушити детонацію? Детонація трапляється, коли полум'я в циліндрі не прогресує, а замість цього відбувається вибух. Це викликає масивне збільшення тиску, що може зашкодити поршні, кільця і навіть головки блоку циліндрів. Детонація іноді може бути почута як "тінь-тінь" - звук йде від двигуна.
Впорскування води може здійснюватися 3-мя способами.
Перший і основний, коли вода впорскується на впуску, до того як суміш потрапляє в циліндри, маленькі краплі збирають тепло з повітря. Вода має дуже високий коефіцієнт теплообміну (може поглинути велику кількість енергії, і при цьому температура підніметься не сильно), це способствут охолодження повітря, що поступає. Краплі починають випаровуватися, при цьому поглинається ще більше тепла. І нарешті, коли залишилися краплі досягають камери згоряння вся вода перетворюється в пар. Це діє як анти-детонант і до того ж підтримує нутрощі двигуна в дуже чистому стані (препятсвует утворення карбонових відкладень).
Експерименти з уприскуванням води проводилися ще в 1930-х роках. У той час було виявлено, що детонації можна уникнути якщо суміш повітря / паливо робити багатшою. У міру зростання тиску детонація посилюється, але збагачення суміші знімає проблему, в той же час було встановлено, що при уприскуванні води - детонації не відбувається, навіть якщо суміш бідна. Зниження детонації при багатій суміші відбувається за рахунок того, що велика кількість палива охолоджує камеру згорання, природно при використанні води такої кількості палива вже не потрібно.
Цей ефект найбільш значний і дозволяє економити паливо при великих навантаженнях на двигун. Saab - на своїх останніх моделях турбірованних автомобілів став недавно застосовувати уприскування води на великих навантаженнях в поєднанні з біднішою сумішшю - це сприяє зниженню шкідливого вихлопу і економії палива. Якщо поглянути на це з іншої точки зору, то на великих навантаженнях можна економити паливо без зниження потужності.
Чи завжди для вприскування використовується вода?
Незважаючи на те, що ми поки говорили тільки про "воду", багато систем використовують суміш води з метанолом (50/50), або води і метилового спирту. Дослідження проводилися під час Другої світової війни довели, що використання чистої води краще для зниження детонації, а суміш з метанолом дозволяє отримати більше потужності до того як відбудеться детонація. Одна з причин цього в тому, що алкоголь горить повільніше, ніж бензин. Тому пік тиску в циліндрах виникає пізніше, що сприяє збільшенню моменту.
Питання полягає в тому - чи може уприскування води допомогти в збільшенні потужності двигуна? У той час як температура надходить у двигун повітря знижується, знижується і його щільність, а присутність води в циліндрах залишає менше місця для кисню. І в такому випадку чисте сухе повітря означає більше потужності. Однак холодне повітря менш щільний, що дозволяє збільшити кількість повітря, тому теоретично, якщо відношення повітря / паливо не міняється - то обидва чинники нейтралізують один одного.
Це означає, що якщо уприскування води використовується без будь-якої настройки двигуна - то поліпшень чекати не доводиться. Однак, якщо суміш забедніть, або збільшити тиск або виставити більш раннє запалення - то в результаті вийде надбавка в потужності. Заряджені авіаційні двигуни мають пристрої для автоматичного збідніння суміші коли йде уприскування води. Нагадаємо, що зміни в складі суміші на високих навантаженнях можуть бути дуже небезпечними, і можуть погано позначитися на "здоров'я" вашого двигуна. Двигуни, що нагнітають повітря примусово (турбо і компресорні) дуже легко пошкодити, якщо бідна суміш або змінювати запалювання.
Система вприскування повинна забезпечувати наступне:
- рівномірно розподіляти подачу води між циліндрами;
- автоматично запускатися до потрібного моменту;
- мати можливість перекрити воду, коли вона не потрібна;
- або попередити водія або знизити потужність двигуна (за рахунок зниження наддуву), коли вода кінчається;
- бути дуже надійною.
Багато системи, які доводилося бачити не удволетворяют зазначеним вище критеріям.
Щоб система була ефективною, подача води повинна змінюватися в залежності від повітряного потоку. Іншими словами потік води повинен соотвествовать потоку повітря. Невелика кількість води має бути на малих навантаженнях, і більше на великих. Якщо подача води контролюється достатньо точно, то максимальна кількість має бути на піку моменту.
Вода повинні подаватися в дуже добре розпиленому вигляді. Це сприяє створенню маленьких крапель, що збільшує площу зіткнення. Маленькі краплі також мають менше шансів "впасти" з повітря і намочити стінки впускного колектора, що може викликати нерівномірний розподіл води по циліндрах. Краплі маленького розміру - вимагають застосування насоса з високим тиском і правильного дизайну форсунки.
Англійська компанія Aquamist спеціалізується на виготовленні таких систем.
Як альтернативу насосу можна використовувати тиск наддуву, для цього поступаюшій повітря треба проганяти через спеціальну форсунку. У такому випадку підключення води здійснюється до компресора. В такому випадку, вимоги до форсунки будуть дуже високі, щоб уникнути великих крапель. Однак такий метод себе не зарекомендував, так як з часом компресор робиться непридатним (на лопатах крильчатки утворюється наліт).
Взагалі ж уприскування води можна здійснювати в різних місцях. В атмосферних автомобілях форсунка розташовується зазвичай поряд з дросельною заслінкою (до неї). У турбованих же автомобілях вибір ширший:
- до компресора;
- після компресора, але до інтеркулера;
- після інтеркулера.
Встановлювати форсунку потрібно або до дросельної заслінки, або після, взагалі ж краще-підібрати оптимальне розташування досвідченим шляхом. На літакових двигунах наприклад зустрічається до 18 форсунок встановлених поряд з виходом з турбіни. Кількість води, що подається потрібно правильно дозувати, звичайно це 20-30 відсотків від ваги рідини (бензин + вода). Систему потрібно налаштувати так, щоб вода подавалася тільки при великому потоці повітря.
Впорскування води - дуже ефективний засіб боротьби з детонацією. і при цьому не зменшується повітряний потік. Систему досить легко встановити, так як компоненти можна розподілити, найбільший недолік - це наявність резервуара з водою, до того ж його ще доводиться періодично заправляти. Крім того, така система знижує викид шкідливих речовин в атмосферу, дає можливість використовувати паливо з більш низьким октановим числом, ну і служить хорошим засобом для економії (знижується витрата палива).
У даній статті ми ознайомилися в уприскуванням води. Якщо Ви бажаєте купити радар-детектор в інтернет-магазині. Компанія Radartech готова надати антирадари оптом і в роздріб. Ми є офіційним виробником, тому ціни на антирадари нижче саме на нашому сайті. Хоча Ви можете звернутися і до офіційних дилерів радар-детекторів Radartech Pilot 21RS plus. Pilot 21 R (S) і інших моделей антирадарів Радартех в Москві і поУкаіни.
