Vee sissepritsimine auto mootorisse

Mootorite võimsus on autojuhtide ringkondades kõige levinum teema. Peaaegu iga autojuht on vähemalt korra mõelnud, kuidas suurendada jõuüksuse jõudlust. Mõni paigaldab turbiini, teine ​​riisub silindreid jne. (kirjeldatakse muid võimsuse suurendamise meetodeid teises stаthie). Paljud autode häälestamisest huvitatud on teadlikud süsteemidest, mis varustavad metanooliga väikest kogust vett või selle segu.

Enamik autojuhte tunneb sellist mõistet nagu mootori veehaamer (seal on ka eraldi ülevaade). Kuidas saab vesi, mis kutsub esile sisepõlemismootori hävimist, samal ajal selle jõudlust tõsta? Proovime selle probleemiga tegeleda ja kaaluge ka eeliseid ja puudusi, mis vee-metanooli sissepritsesüsteemil on toiteplokil.

Mis on vee sissepritsesüsteem?

Lühidalt öeldes on see süsteem paak, kuhu valatakse vett, kuid sagedamini metanooli ja vee segu vahekorras 50/50. Sellel on näiteks klaasipesuri elektrimootor. Süsteem on ühendatud elastsete torudega (kõige soodsamas versioonis võetakse tilguti voolikud), mille otsa on paigaldatud eraldi düüs. Sõltuvalt süsteemi versioonist toimub süstimine ühe või mitme pihusti kaudu. Vesi tarnitakse, kui silindrisse tõmmatakse õhku.

Kui võtame tehaseversiooni, on seadmel spetsiaalne pump, mida juhitakse elektrooniliselt. Süsteemil on üks või mitu andurit, mis aitavad määrata pihustatud vee hetke ja kogust.

Ühelt poolt näib, et vesi ja mootor on omavahel kokkusobimatud mõisted. Õhu ja kütuse segu põlemine toimub silindris ja nagu kõik teavad lapsepõlvest saati, kustutab leek (kui põlevad mitte kemikaalid) veega. Need, kes mootori hüdraulilise šokiga "tutvusid", olid oma kogemuste põhjal veendunud, et vesi on kõige viimane aine, mis mootorisse peaks sattuma.

Veesüsti idee ei ole aga teismeliste kujutlusvõime vili. Tegelikult on see idee peaaegu sada aastat vana. 1930. aastatel täiustas Harry Ricardo sõjalisteks vajadusteks Rolls-Royce Merlini lennukimootorit ning töötas välja ka kõrge oktaanarvuga sünteetilise bensiini. siin) õhusõiduki sisepõlemismootorite jaoks. Sellise kütuse puudumine on mootoris suur detonatsioonioht. Miks on see protsess ohtlik? eraldi, kuid lühidalt öeldes peaks õhu ja kütuse segu ühtlaselt põlema ja sel juhul see sõna otseses mõttes plahvatab. Seetõttu on seadme osad liigse pinge all ja ebaõnnestuvad kiiresti.

Selle efekti vastu võitlemiseks viis G. Ricardo läbi rea uuringuid, mille tulemusena suutis ta vee sissepritse tõttu saavutada detonatsiooni mahasurumise. Tema arenduste põhjal suutsid Saksa insenerid oma lennukites olevate üksuste võimsuse peaaegu kahekordistada. Selleks kasutati kompositsiooni MW50 (metanooli pesur). Näiteks Focke-Wulf 190D-9 hävitaja oli varustatud sama mootoriga. Selle tippvõimsus oli 1776 hobujõudu, kuid lühikese järelpõletiga (ülalnimetatud segu juhiti silindritesse) tõusis see riba 2240 "hobuseks".

Seda arengut ei kasutatud ainult selle lennukimudeli puhul. Saksamaa ja Ameerika lennunduse arsenalis oli jõuüksusi mitmeid modifikatsioone.

Kui rääkida seeriaautodest, siis eelmise sajandi 85. aastal konveierilt maha veerenud mudel Oldsmobile F62 Jetfire sai tehaseseadeldise veepritsest. Teine seeriaauto, millel on sel moel mootori võimendus, on 99. aastal välja antud Saab 1967 Turbo.

Oldsmobile F85 Jetfire

Saab 99 Turbo

Selle süsteemi populaarsus sai hoo sisse tänu selle rakendamisele aastatel 1980-90. sportautodes. Nii varustas Renault 1983. aastal oma vormel 1 autosid 12-liitrise paagiga, millesse paigaldati elektripump, rõhuregulaator ja vajalik arv pihusteid. 1986. aastaks õnnestus meeskonna inseneridel suurendada jõuallika pöördemomenti ja võimsust 600 -lt 870 hobujõule.

Autotootjate võidusõjas ei tahtnud ka Ferrari "tagumist karjatada" ja otsustas seda süsteemi kasutada mõnes oma sportautos. Tänu sellele moderniseerimisele õnnestus kaubamärgil saavutada disainerite seas juhtiv positsioon. Sama kontseptsiooni töötas välja ka Porsche kaubamärk.

Sarnased täiendused viidi läbi autodega, mis osalesid WRC-sarja võistlustel. Kuid 90ndate alguses muutsid selliste võistluste (sh F-1) korraldajad määrusi ja keelasid selle süsteemi kasutamise võistlusautodes.

Veel ühe läbimurde autospordi maailmas tegi sarnane areng 2004. aasta drag-racing võistlustel. ¼ miili maailmarekordi purustasid kaks erinevat sõidukit, hoolimata katsetest seda verstaposti saavutada erinevate jõuülekande muudatustega. Need diiselautod olid varustatud sisselaskekollektori veevarustusega.

Aja jooksul hakkasid autod saama vahejahuteid, mis vähendavad õhuvoolu temperatuuri enne selle sisselaskekollektorisse sisenemist. Tänu sellele suutsid insenerid vähendada koputamise ohtu ja sissepritsesüsteem polnud enam vajalik. Võimsuse järsk suurenemine sai võimalikuks tänu dilämmastikoksiidi varustussüsteemi kasutusele võtmisele (ilmus ametlikult 2011. aastal).

2015. aastal hakkasid taas ilmuma uudised vee sissepritse kohta. Näiteks BMW väljatöötatud uuel MotoGP turvaautol on klassikaline veepihustuskomplekt. Piiratud väljaande auto ametlikul esitlusel tegi Baieri autotootja esindaja, et tulevikus on kavas välja anda rida sarnase süsteemiga tsiviilmudeleid.

Mida annab mootorile vee või metanooli sissepritsimine?

Niisiis liigume ajaloost praktikasse. Miks mootor vajab vee sissepritsimist? Kui sisselaskekollektorisse satub rangelt piiratud kogus vedelikku (pihustatakse mitte rohkem kui 0.1 mm tilka), muutub see kokkupuutel kuuma keskkonnaga kohe suure hapnikusisaldusega gaasiliseks olekuks.

Jahutatud BTC surub kokku palju kergemini, mis tähendab, et väntvõll peab survetakti tegemiseks kasutama veidi vähem jõudu. Seega võimaldab installimine lahendada mitu probleemi korraga.

Esiteks on kuuma õhu tihedus väiksem (katse huvides võite tühja plastpudeli soojast majast külma viia - see kahaneb korralikult), nii et silindrisse satub vähem hapnikku, mis tähendab, et bensiini või diislikütust kütus põleb halvemini. Selle efekti kõrvaldamiseks on paljud mootorid varustatud turbolaaduritega. Kuid isegi sel juhul õhutemperatuur ei lange, kuna klassikalised turbiinid töötavad väljalasketorustikku läbiva kuuma heitgaasiga. Vee pihustamine võimaldab põlemistõhususe parandamiseks silindritesse tarnida rohkem hapnikku. See omakorda mõjutab positiivselt katalüsaatorit (üksikasjad loe eraldi ülevaates).

Teiseks võimaldab vee sissepritsimine suurendada jõuüksuse võimsust selle töömahtu muutmata ja disaini muutmata. Põhjuseks on see, et auruses olekus võtab niiskus palju rohkem mahu (mõnede arvutuste kohaselt suureneb maht 1700 korda). Kui vesi aurustub kinnises ruumis, tekib täiendav rõhk. Nagu teate, on kokkusurumine pöördemomendi jaoks väga oluline. Ilma sekkumiseta jõuüksuse ja võimsa turbiini kujundamisse ei saa seda parameetrit suurendada. Ja kuna aur laieneb järsult, eraldub HTS-i põlemisel rohkem energiat.

Kolmandaks, vee pihustamise tõttu ei kuumene kütus üle ja mootoris ei teki detonatsiooni. See võimaldab kasutada madalama oktaanarvuga odavamat bensiini.

Neljandaks, eelpool loetletud tegurite tõttu ei pruugi juht auto dünaamilisemaks muutmiseks gaasipedaali nii aktiivselt vajutada. Selle tagab vedeliku pihustamine sisepõlemismootorisse. Vaatamata võimsuse kasvule kütusekulu ei suurendata. Mõnel juhul vähendatakse identse sõidurežiimi korral mootori ahnust 20 protsendini.

Tegelikult on sellel arengul vastaseid. Kõige tavalisemad väärarusaamad vee sissepritsimise kohta on:

1. Aga veehaamer? Ei saa eitada, et kui vesi silindritesse satub, kogeb mootor veehaamrit. Kuna kolvi survetaktis on vee korralik tihedus, ei pääse see ülemisse surnud punkti (see sõltub veekogusest), kuid väntvõll jätkab pöörlemist. See protsess võib painutada ühendusvardaid, lõhkuda võtmeid jne. Tegelikult on vee sissepritse nii väike, et kompressioonikäiku see ei mõjuta.
2. Metall roostub aja jooksul veega kokkupuutel. Selle süsteemiga seda ei juhtu, sest töötava mootori silindrites ületab temperatuur 1000 kraadi. Vesi muutub auravaks olekuks 100 kraadi juures. Niisiis ei ole süsteemi töö ajal mootoris vett, vaid ainult ülekuumendatud aur. Muide, kui kütus põleb, on heitgaasides ka väike kogus auru. Osaline tõend selle kohta on väljalasketorust välja voolav vesi (kirjeldatakse muid selle väljanägemise põhjuseid siin).
3. Kui õlisse ilmub vett, emulgeerub rasv. Jällegi on pihustatud vee kogus nii väike, et see lihtsalt ei pääse karterisse. See muutub kohe gaasiks, mis eemaldatakse koos heitgaasidega.
4. Kuum aur hävitab õlikile, põhjustades jõuseadmel kiilu. Tegelikult ei lahusta aur ega vesi õli. Kõige tõelisem lahusti on lihtsalt bensiin, kuid samal ajal jääb õlikile sadu tuhandeid kilomeetreid.

Vaatame, kuidas töötab seade mootorisse vee pihustamiseks.

Kuidas töötab vee sissepritsesüsteem

Kaasaegsetes selle süsteemiga varustatud toiteplokkides saab paigaldada erinevat tüüpi komplekte. Ühel juhul kasutatakse ühte düüsi, mis asub sisselaskekollektori sisselaskeavas enne hargnemist. Teine modifikatsioon kasutab mitut tüüpi pihustit jaotatud süstimine.

Lihtsaim viis sellise süsteemi paigaldamiseks on paigaldada eraldi veepaak, kuhu asetatakse elektriline pump. Sellega on ühendatud toru, mille kaudu pihustisse juhitakse vedelikku. Kui mootor saavutab soovitud temperatuuri (kirjeldatakse sisepõlemismootori töötemperatuuri teises artiklis), hakkab juht pihustama, et sisselaskekollektorisse tekiks märg udu.

Lihtsaima paigalduse saab paigaldada isegi karburaatori mootorile. Kuid samal ajal ei saa hakkama ilma sisselasketrakti mõningase ajakohastamiseta. Sellisel juhul juhib süsteemi sõitjateruumist juht.

Täiustatud versioonides, mida võib leida automaatse häälestamise poodidest, tagab pihustusrežiimi reguleerimise kas eraldi mikroprotsessor või on selle töö seotud ECU-st tulevate signaalidega. Sellisel juhul peate süsteemi installimiseks kasutama autoelektriku teenuseid.

Kaasaegsete pihustussüsteemide seade sisaldab järgmisi elemente:

• Elektriline pump, mis tagab rõhu kuni 10 baari;
• Üks või mitu pihustit vee pihustamiseks (nende arv sõltub kogu süsteemi seadmest ja märgvoolu jaotumise põhimõttest üle silindrite);
• Kontroller on mikroprotsessor, mis kontrollib vee sissepritsimise aega ja kogust. Sellega on ühendatud pump. Tänu sellele elemendile on tagatud pidev ülitäpne doseerimine. Mõne mikroprotsessori sisseehitatud algoritmid võimaldavad süsteemil automaatselt kohaneda toiteploki erinevate töörežiimidega;
• Mahuti kollektori pihustatava vedeliku jaoks;
• Selles paagis asuv nivooandur;
• Õige pikkusega ja sobivate liitmikega voolikud.

Süsteem töötab selle põhimõtte järgi. Sissepritseregulaator saab õhuvooluandurilt signaale (selle töö ja talitlushäirete kohta lisateabe saamiseks lugege siin). Nende andmete kohaselt arvutab mikroprotsessor sobivate algoritmide abil pihustatud vedeliku aja ja koguse. Sõltuvalt süsteemi modifikatsioonist saab düüsi valmistada lihtsalt väga õhukese pihustiga varruka kujul.

Enamik kaasaegseid süsteeme annavad pumba sisse / välja lülitamiseks lihtsalt signaali. Kallimates komplektides on spetsiaalne klapp, mis muudab annust, kuid enamikul juhtudel ei tööta see õigesti. Põhimõtteliselt käivitub kontroller, kui mootor saavutab 3000 pööret minutis. ja veel. Enne sellise installi installimist autosse peate arvestama, et enamik tootjaid hoiatab süsteemi vale toimimise eest mõnel autol. Keegi ei esita üksikasjalikku loendit, kuna kõik sõltub toiteploki individuaalsetest parameetritest.

Ehkki vee sissepritsimise põhiülesanne on mootori võimsuse suurendamine, kasutatakse seda peamiselt ainult vahejahutina, et jahutada punaselt kuumast turbiinist tulev õhuvool.

Lisaks mootori võimsuse suurendamisele on paljud kindlad, et sissepritsega puhastatakse ka silindri ja väljalasketoru tööõõnsus. Mõned arvavad, et auru olemasolu heitgaasis tekitab keemilise reaktsiooni, mis neutraliseerib mõned mürgised ained, kuid sel juhul pole autol vaja sellist elementi nagu autokatalüsaator või keeruline AdBlue süsteem, millest saate lugeda . siin.

Vee pumpamine avaldab mõju ainult mootori suurel pöörlemiskiirusel (see peab olema hästi soojendatud ja õhuvool kiire, et niiskus kohe silindritesse satuks) ning suuremal määral turbolaaduriga jõuallikates. See protsess annab täiendava pöördemomendi ja väikese võimsuse kasvu.

Kui mootor on vabalthingav, siis ei muutu see oluliselt võimsamaks, kuid kindlasti ei kannata see detonatsiooni. Turbolaaduriga sisepõlemismootori puhul suurendab ülelaaduri ette paigaldatud veesissepritse efektiivsust sissetuleva õhu temperatuuri vähendamise abil. Ja veelgi suurema efekti saavutamiseks kasutab selline süsteem eelnevalt mainitud vee ja metanooli segu proportsioonis 50x50.

Eelised ja puudused

Niisiis, vee sissepritsesüsteem võimaldab teil:

• Sisselaskeõhu temperatuur;
• Tagage põlemiskambri elementide täiendav jahutus;
• Madala kvaliteediga (madala oktaanarvuga) bensiini kasutamisel suurendab vee pihustamine mootori detonatsioonikindlust;
• Sama sõidurežiimi kasutamine vähendab kütusekulu. See tähendab, et sama dünaamikaga eraldab auto vähem saasteaineid (see pole muidugi nii tõhus, et auto saaks hakkama ilma katalüsaatori ja muude mürgiste gaaside neutraliseerimise süsteemideta);
• Mitte ainult võimsuse suurendamiseks, vaid paneb mootori pöörlema ​​ka pöördemomendiga, mis on suurenenud 25-30 protsenti;
• Teatud määral puhastage mootori sisselaske- ja väljalaskesüsteemi elemente;
• Parandage gaasi reageerimist ja pedaali reageerimist;
• Viige turbiin töörõhule madalama mootori pöörlemiskiirusega.

Vaatamata nii paljudele kasulikele omadustele on veesissepritsimine tavaliste sõidukite jaoks ebasoovitav ning on mitmeid häid põhjuseid, miks autotootjad seda sõidukites ei rakenda. Enamik neist on tingitud asjaolust, et süsteemil on sportlik päritolu. Autospordimaailmas jäetakse kütusesääst suures osas tähelepanuta. Mõnikord ulatub kütusekulu 20 liitrini sajale. See on tingitud asjaolust, et mootor viiakse sageli maksimaalsele pöörlemiskiirusele ja juht surub peaaegu pidevalt gaasi, kuni see peatub. Ainult selles režiimis on süstimise mõju märgatav.

Siin on süsteemi peamised puudused:

• Kuna paigaldus oli mõeldud peamiselt sportautode jõudluse parandamiseks, on see arendus efektiivne ainult maksimaalse võimsusega. Niipea kui mootor saavutab selle taseme, fikseerib kontroller selle hetke ja süstib vett. Sel põhjusel peab paigalduse tõhusaks toimimiseks sõidukit töötama sportrežiimis. Madalatel pööretel võib mootor rohkem "haududa".
• Vee sissepritsimine toimub mõningase viivitusega. Esiteks lülitub mootor toiterežiimi, mikroprotsessoris aktiveeritakse vastav algoritm ja pumbale saadetakse sisselülitamiseks signaal. Elektriline pump hakkab vedelikku torusse pumpama ja alles pärast seda hakkab düüs seda pihustama. Sõltuvalt süsteemi modifitseerimisest võib see kõik võtta umbes ühe millisekundi. Kui auto sõidab vaikses režiimis, siis pihustamine ei mõju üldse.
• Ühe düüsiga versioonides on võimatu kontrollida, kui palju niiskust konkreetsesse silindrisse satub. Sel põhjusel näitab praktika vaatamata heale teooriale mootori ebastabiilset toimimist isegi täiesti avatud gaasiga. Selle põhjuseks on erinevad temperatuuritingimused üksikutes "pottides".
• Talvel vajab süsteem tankimist mitte ainult veega, vaid ka metanooliga. Ainult sel juhul, isegi külma ilmaga, tarnitakse vedelik kollektorisse vabalt.
• Mootori ohutuse huvides tuleb sissepritsitud vesi destilleerida ja see on täiendav raiskamine. Kui kasutate tavalist kraanivett, kogunevad kontaktpindade seintele varsti lubjakogused (nagu katlas katlas). Võõrkehade tahkete osakeste olemasolu mootoris on täis seadme varajast lagunemist. Sel põhjusel tuleks kasutada destillaati. Võrreldes ebaolulise kütusekuluga (tavaline auto ei ole mõeldud pidevaks töörežiimiks sportimisrežiimis ja õigusaktid keelavad selle avalikel teedel), on paigaldamine ise, selle hooldus ja destillaadi (ja talvel - vee segu) kasutamine metanool) on majanduslikult põhjendamatu ...

Tegelikult saab mõned puudused kõrvaldada. Näiteks selleks, et jõuseade töötaks stabiilselt suurtel pööretel või maksimaalse koormuse korral madalatel pööretel, võib paigaldada jaotatud vee sissepritsesüsteemi. Sellisel juhul paigaldatakse pihustid, üks igale sisselaskekollektorile, nagu ühesuguses kütusesüsteemis.

Kuid sellise paigalduse hind tõuseb märkimisväärselt ja mitte ainult täiendavate elementide tõttu. Fakt on see, et niiskuse sissepritse on mõttekas ainult liikuva õhuvoolu korral. Kui sisselaskeklapp (või mootori mõningate muudatuste korral mitu) on suletud ja see juhtub kolme tsükli jooksul, on torus olev õhk liikumatu.

Vee asjatu voolamise vältimiseks kollektorisse (süsteem ei näe ette kollektori seintele koguneva liigse niiskuse eemaldamist) peab kontroller määrama, millisel hetkel ja milline konkreetne otsik peaks tööle hakkama. See keeruline seadistamine nõuab kallist riistvara. Võrreldes tavalise auto ebaolulise võimsuse suurenemisega on selline kulu põhjendamatu.

Muidugi on igaühe enda asi selline süsteem oma autosse installida või mitte. Oleme kaalunud sellise disaini eeliseid ja puudusi. Lisaks soovitame vaadata üksikasjalikku videoloengut veepritsimise toimimise kohta:

Sisepõlemismootori teooria: vee sisseprits sisselaskekanalisse

Küsimused ja vastused:

Mis on metanooli süstimine? See on väikese koguse vee või metanooli süstimine töötavasse mootorisse. See suurendab kehva kütuse detonatsioonikindlust, vähendab kahjulike ainete emissiooni, suurendab sisepõlemismootori pöördemomenti ja võimsust.

Milleks metanoolivee süstimine on ette nähtud? Metanooli sissepritse jahutab mootorist sissetõmmatavat õhku ja vähendab mootori koputamise tõenäosust. See suurendab mootori efektiivsust vee suure soojusmahtuvuse tõttu.

Kuidas Vodometanooli süsteem töötab? See sõltub süsteemi modifikatsioonist. Kõige tõhusam on sünkroniseeritud kütusepihustitega. Sõltuvalt nende koormusest süstitakse vett metanooli.

Milleks Vodometanooli kasutatakse? Seda ainet kasutati Nõukogude Liidus lennukimootorites enne reaktiivmootorite tulekut. Vesimetanool vähendas detonatsiooni sisepõlemismootoris ja muutis HTS-i põlemise sujuvaks.