Упорскування води в циліндр - Автомобільний та Мотоциклетний
- Мотоцикли
- Огляди/Тести
- Jawa
- ІЖ
- Мінськ
- Урал/Дніпро
- Схід
- Скутери
Друзі сайту
Упорскування води в циліндр
Більшість тюнінг-технологій, що застосовуються сьогодні, відомі вже чи не сто років (це наддув, упорскування азоту та багато іншого), а вісімдесят відсотків процесів, що відбуваються в циліндрі, не вивчені до кінця й донині. Непоганий потенціал, правда? Але це все – вода. До речі, про воду і йтиметься сьогодні.
Взагалі, нормальний автолюбитель як вогню боїться води (тобто гідроудару), і поняття «впорскування води в циліндри» звучить йому абсурдно. Одна тільки думка про наявність у циліндрі хоча б краплі найпоширенішої на нашій планеті сполуки може довести до серцевого нападу. Але «нормальні автомобілісти» тим і відрізняються, що читають «Присадибне господарство», тож за твоє здоров'я ми спокійні.
Трохи історіїЯк було вже помічено, більшість технологій далеко не нова, і перші досліди з уприскуванням води в двигун почалися ще в 30-х роках. А перший патент на таку систему видано в СРСР 1934 року! У ті далекі часи ніхто ще й не думав про використання цієї технології для отримання додаткової потужності - досліди ставилися з метою уникнути явища детонації в циліндрах (вибуху паливно-повітряної суміші в циліндрі замість прогресивного горіння).
Безпосередньо для збільшення потужності впорскування води, поряд із упорскуванням закису, було вперше використано під час Другої світової війни у літакових двигунах. У Німеччині «на воді» літали знамениті «Месери», в СРСР – Іли та МіГі. Однак нові реактивні двигуни, як ти вже знаєш, вбили всі перспективні розробки поршневих моторів.
Так би й залишилося уприскування води забутим, якби не тяжке становище народного господарства у повоєнні роки. Система знову почала застосовуватися, дозволяючи використовувати бензин з більшнизьким октановим числом без шкоди двигуна.
Хоча ми й говоримо «приприскування води», тільки H2O дозволяє, переважно, знизити детонацію (плюс, діючи як антиоксидант, перешкоджає відкладенню сполук вуглецю), насправді ж застосовується суміш води та метанолу у співвідношенні 50:50. І зараз пояснимо чому.
Вода має дуже високу теплоємність (саме тому поблизу моря зміна температури відбувається більш плавно), що сприяє зниженню температури повітря, що надходить, а ми знаємо зі шкільного курсу фізики, що для стиснення холоднішого повітря потрібно витратити менше енергії. Тобто, грубо кажучи, вода відіграє роль інтеркулера.
Але що ж виходить? З одного боку, тепер ми можемо «загнати» в циліндр більше кисню, але з іншого, вода випаровується, залишаючи менше місця для кисню. Виходить, що обидва фактори нейтралізують один одного! Якби не одне приємне "але" - вода, випаровуючись, збільшується в обсязі, а значить, збільшується і тиск усередині циліндра, отже, спостерігається і приріст потужності - близько 10%.
Крім того, вода при упорскуванні стає дрібнодисперсним середовищем з розміром частинок - крапель - близько 0,01 мм, і бензин ці краплі відразу огортає - приблизно так само, як він розтікається по поверхні калюжі. Камера згоряння, таким чином, виходить заповненою більш рівномірно (більше гомогенізована суміш). Це збільшує ККД і, знову ж таки, знижує ризик детонації.
Не зайвим буде нагадати, що жодна система не може повноцінно використовуватися без відповідного налаштування двигуна - це або збіднення суміші, або збільшення тиску, або раннє запалювання. "Заточені" літакові двигуни часів Люфтваффе мали пристрої для автоматичного збіднення суміші під час упорскування води. Якщо казатиЩодо сьогодні, то Saab нещодавно став застосовувати на турбованих двигунах упорскування води в поєднанні з бідною сумішшю, але тут це зроблено з метою економії палива і зниження шкідливого викиду в атмосферу.
А тепер про метанол. Цей спирт горить набагато повільніше, ніж бензин, завдяки чому тиск у циліндрах наростає плавніше і його пік виникає пізніше. Що відбувається? Збільшується момент, а отже, і потужність, яка залежить від співвідношення моменту і числа оборотів.
Але найсмачніше - правильно встановлена і налаштована система абсолютно безпечна для двигуна! Більше того, як було сказано, вода перешкоджає відкладенню сполук вуглецю! Словом, коли згниє все залізо, мотор ще твоїм онукам дістанеться. А гідроудару боятися не варто - для того щоб пошкодити мотор, треба просто потонути в броді з мотором, що працює, а розумні кількості води для движка не страшні.
Від теорії перейдемо до сфери практичного застосування. Щоб система була ефективною та безпечною, вона повинна відповідати наступним вимогам: рівномірно розподіляти потік між циліндрами та змінювати витрату води залежно від обсягу повітряного потоку. Ідеальний варіант - коли максимальна кількість води надходить на піку моменту. Правильне співвідношення вода/повітря – 1:10…1:14 (якщо недолити – двигун детонуватиме, перша ознака – сильна вібрація; якщо перелити – паливно-повітряна суміш згорятиме не повністю, перша ознака – стрілянина з глушника). Вода обов'язково має бути дистильованою. Подивися на відкладення солей у чайнику – ти ж не хочеш, щоб у циліндрах була така сама гидота!
Між рядками можна помітити, що сьогодні купити таку систему особливих проблем немає, а ось правильно налаштувати... такихфахівців по всій Україні можна на пальцях однієї руки перерахувати.
Вода повинна подаватися в дрібнодисперсному вигляді - у безлічі маленьких крапель більша площа теплообміну, відповідно, ефективніше випаровування (саме тому в блюдце чай холоне швидше, ніж у склянці). Як цього досягти? За допомогою достатньо потужного насоса та правильного (!) сопла форсунки. У саморобних системах зазвичай використовується насос від зрошувальної системи та голка від одноразового шприца. Надійність та ефективність такої конструкції під великим питанням.
В атмосферних двигунах форсунка встановлюється у впускному колекторі, поруч із дросельною заслінкою. Власникам турбових моторів пощастило ще раз – тут цілих три варіанти установки: перед компресом, між компресором та інтеркулером, після інтеркулера. У першому випадку замість насоса використовується тиск наддуву, але вимоги до форсунки дуже високі і компресор живе досить недовго – на крильчатці з'являються відкладення солей. Другий випадок – з досвіду застосування в авіації, де форсунки (іноді їх було більше десятка) встановлювалися безпосередньо біля виходу з турбіни. І нарешті, третій варіант хороший тим, що вода відіграє роль додаткового інтеркулера, знижуючи температуру повітря в циліндрі приблизно на 500 градусів.
Видовищ!Сьогодні одним із найвідоміших виробників систем упорскування води є британська фірма Aquamist, саме її продукція стоїть на більшості ралійних автомобілів. Так-так, машини WRC ще пару років тому їздили "на воді", поки FIA не ввела заборону, але в деяких інших серіях упорскування води залишилося!
А ось щодо цивільних автомобілів, то для них фірмою продано всього близько двохсот комплектів!
Сьогодні така система коштує від $200 до $3000 і купити їїЦілком реально. Цілком реально навіть встановити. Складніше – налаштувати, ще складніше – правильно налаштувати. У будь-якому випадку, упорскуванням закису азоту здивувати когось складно, а впорскування води, судячи з усього, ще довго залишатиметься екзотикою.
Це одна з машин, що використовують систему від Aquamist.
На 650-сильному двигуні стоять три форсунки перетином 0,7 мм. Згідно з рекомендаціями виробника, вони розташовані перед інтеркулером. Для зберігання води спеціально виготовлений алюмінієвий бак (коштує біля правої фари) ємністю 3,5 літра, яких вистачає майже на 15 хвилин безперервного використання системи. Приріст – приблизно 50 к.с. Повторимо: на відміну від закису, упорскування води може працювати хвилинами і навіть годинами!