Упорскування води в двигун: що це, як зробити своїми руками

Опубликованно 21.11.2018 00:42

На сьогоднішній день автомобілісти хочуть покращити свої транспортні засоби різними доступними методами. Один з них - це зробити упорскування води в двигун. Дане поліпшення допоможе підняти найважливіші характеристики двигуна внутрішнього згоряння. Крім того, зробити його можна навіть своїми руками. Історія впорскування

Перш ніж перейти до більш детально опису та розгляду сучасних моделей і впливу такого тюнінга на них, а також його переваг і іншого, потрібно трохи уваги приділити історії упорскування води в двигун. Все почалося досить давно, ще приблизно 110 років тому, коли один угорський вчений з прізвищем Бычнки вирішив почати тестування даного процесу. Єдине, що йому заважало, це примітивність силових агрегатів, що існують на той момент. Крім того, в той час ця тема так і не отримала серйозного розвитку. Впритул займатися нею стали лише через 30-40 років. Продовженням робіт у цьому напрямку зайнявся англійський учений Хопкинсон. Їм були проведені певні дослідження упорскування води в двигун на тих моделях, які на той час вважалися стандартними.

Варто відзначити, що його дослідження привели до успіху. Хоча справедливо буде сказати, що в той момент основне завдання полягало у зменшенні детонації палива, а зовсім не в збільшенні потужності самого двигуна. Проте все це були лише спроби. Людиною ж, які вніс вирішальний внесок у розвиток такої теми, як упорскування води в двигун, став Гаррі Рікардо. Хоча і тут можна сказати, що в той час впорскування використовувався більше в двигунах для льотної техніки, так як це були 40-і роки 20 століття, коли, як відомо, всюди йшли військові конфлікти. Проте пізніше з'явилися реактивні двигуни і потреба в такому типі уприскування зовсім відпала, так як всі силові агрегати були замінені на нові.

Наступний етап розвитку упорскування води в двигун прийшов вже на 80-ті роки. Саме до цього часу власника транспортних засобів згадали про його існування і вирішили застосовувати його для поліпшення характеристик своїх авто.

Загальний опис ідей впорскування

Як вже говорилося раніше, для початку впорскування використовувався для моторів літаків, щоб підвищити їх потужність, а в якості рідини використовувалася не тільки вода, але і метанол, змішаний з нею. Що ж стосується впорскування автомобільний двигун, то далі варто розглянути, як саме він забезпечує ряд переваг. Для початку потрібно сказати, що система упорскування води в двигун реалізується за допомогою спеціальної форсунки, яка відкриває доступ до впускного колектора. Таким чином, виходить, що звичайна вода стає третім компонентом у суміші з палива і повітря. Це призводить до того, що горюча суміш, будь то бензин або дизель, отримує швидке і ефективне охолодження відразу після уприскування. Крім того, через змішування частинок звичайної води і палива, вони стають більш "важкими". Це, в свою чергу, призводить до того, що більш щільний і важкий заряд буде сильніше стискатися в циліндрі, перш ніж відбудеться процес займання. В деяких випадках навіть зазначалося, що застосування системи упорскування води в двигун незначно, але все ж зменшує токсичність вихлопу транспортного засобу.

Під час цього також дещо сповільнюється процес згоряння палива, з-за чого зменшується ризик детонації палива у двигуні. Ще однією перевагою буде те, що в камері згоряння горючої суміші буде дещо знижена температура. Всі перераховані якості вважаються вагомими перевагами, які говорять на користь того, що все ж таки варто задуматись над встановленням упорскування води в двигун своїми руками.

Негативні сторони

Як і будь-яка інша система в світі, ця також має свої недоліки, які слід враховувати.

По-перше, один з істотних мінусів - це нестабільна робота силового агрегату. Це відбувається з-за того, що дросельна заслінка практично весь час відкрита, а крім того, частота обертання коленвала залишається невисокою, з-за чого машина не їде досить швидко. Цей негативний момент виникає, зокрема, із-за того, що рідина не може рівномірно розподілятися по всіх циліндрах автомобіля.

По-друге, значним недоліком вважається те, що при облаштуванні упорскування води в двигун своїми руками необхідно подавати у систему лише чисту дистильовану воду. Щоб вся система працювала з максимальною ефективністю, необхідно зробити так, щоб на 10 літрів пального палива подавалося 2 літра води. Таким чином, співвідношення стає 1/5 і це означає, що після переробки кожних 2 л рідини в камері згоряння можливо відкладення до 200 г солі і інших різних мінеральних домішок, яких там бути не повинно.

Природно, що ще один суттєвий мінус - це проблемне використання упорскування води в інжекторний двигун через форсунки (або будь-який інший) із-за того, що рідина просто замерзає при негативних температурах. Звичайно, деякі знають, що дану проблему можна вирішити за допомогою добавки спиртових добавок, але насправді цей спосіб може допомогти тільки при незначних мінусових температурах. Як тільки настають досить сильні морози, слід зливати воду, або повністю знімати дану систему.

Впорскування в інжекторний двигун

Далі можна розглянути, як зробити упорскування води в двигун карбюратор або ж інжекторний двигун. Тут відразу варто сказати і про те, що на спеціальних ринках є повний набір всі потрібних деталей, щоб здійснити задумане своїми руками. Зазвичай такий комплект складається із спеціальних форсунок, бака для рідини, насос, шланги, деякі інші елементи і, що найголовніше, це керуючий пристрій, що буде стежити за чітким дозуванням вприску рідини. Єдиний і дуже вагомий недолік - це дуже висока вартість хорошого і повного комплекту.

З-за цього багато людей вважають за краще робити все самі. Для облаштування упорскування води в інжекторний двигун своїми руками слід дотримуватися наступного плану. Для початку варто сказати про те, що спеціальна форсунка з соплом встановлюється у впускному колекторі, щоб домогтися кращого розпилювання. Причому найчастіше таким місцем установки стає область саме за інжектором або ж карбюратором. Вода до форсунки подається за допомогою спеціального насоса, який встановлюється в салоні. Найчастіше для виконання цієї функції вистачить звичайного пристрою на 12 Ст. Сама ж рідина буде надходити з бачка. Досить часто в якості додаткового резервуара використовується бачок омивача вітрового скла.

Безпосередній монтаж упорскування води в інжекторний двигун здійснюється досить просто.

Далі слід сказати про облаштування тієї ж системи, але вже для карбюраторних систем. Основна відмінність від інжекторної полягає в тому, що виключається з установки спеціальна форсунка. Всі елементи системи, які перераховувалися вище, повинні бути з'єднані між собою або за допомогою гумових трубок, або за допомогою невеликих шлангів від медичних крапельниць. Далі необхідно знайти трубку, яка буде виходити безпосередньо з насоса і встановити на неї голку від медичного шприца. Голкою, яка була встановлена раніше, необхідно проколоти гумовий шланг, що йде від регулятора випередження запалювання. Після проколу шланги голка фіксується за допомогою герметика. Тут потрібно розуміти, що кількість впорскуємої рідини буде прямо залежати від товщини цієї самої голки.

Таким чином, виходить, що мікро-форсунка для упорскування води в двигун в даному випадку - це обрана голка. Інші способи установки

Є й інший спосіб, який стосується монтажу вприскування для карбюраторною моделі. В такому випадку трубка крапельниці буде підключатися в заздалегідь підготовлений отвір, що проробляється в першій камері карбюратора. В даному випадку впорскування води буде відбуватися за рахунок того, що буде з'являтися тиск розрядження. Даний процес також буде нагадувати процес розпилення рідини.

Крім цього, невелика перевага такого методу полягає в тому, що водій транспортного засобу, здатний сам запустити тимчасову підкачку води, якщо йому необхідно тимчасово збільшити потужність силового агрегату. Ще один хороший плюс саморобного упорскування води в двигун - це можливість досить точно контролювати систему, спираючись на продуктивність встановленого насосного обладнання. Тут дуже важливо знати і правильно підібрати все обладнання по потрібних пропорціях. Що стосується співвідношення вода/повітря, то деякі рекомендуються робити співвідношення 1/10 або 1/14. Іншими словами, приміром, на силовий агрегат 1500 см3 потрібно близько 30-35 літрів рідини. Що стосується самої рідини, то під час упорскування води в дизельний двигун BMW, наприклад, або схожі пристрої, вона буде перетворюватися в дрібнодисперсну субстанцію. Діаметр частинок буде дорівнює приблизно 0,01 мм. Такі дрібні частинки тут же будуть обволакиваться жирним бензином і буде утворюватися суміш гомогенна ТВС, яка вважається однорідною. Двигуни з застосуванням такої суміші показували більший коефіцієнт корисної дії, ніж зі звичайним паливом, а також було помічено віддалення детонаційного порога.

Двигуни з турбонаддувом

Що стосується упорскування води в дизельний двигун, в моделі з інжектором або карбюратором, то тут все стало трохи зрозуміло, а тепер варто звернути увагу на силові агрегати з турбонаддувом, які можуть отримати дещо більше плюсів, ніж інші, від установки водяного уприскування.

Мотори, що мають в своїй комплектації турбонаддув, можуть бути забезпечені форсункою для впорскування рідини, яка розміщується за такою деталлю, як інтеркулер або ж турбокомпресор. В результаті цього можна достатньо ефективно знижувати температуру горючої суміші, яка надходить у циліндри. Якщо встановлювати вже готові комплекти, які призначені для впорскування рідини, то вони можуть знизити показник температури до 40-60 градусів за Цельсієм. Все це призводить до того, що силовий агрегат витрачає меншу кількість енергії на стиснення робочої суміші. Крім цього, в циліндри пристрою буде надходити більшу кількість повітря. Хоча спочатку здається, що відразу після того, як рідина потрапляє в гарячий двигун, вона починає активне випаровування, через що кількість повітря зменшується. Однак під час цього випаровування вода значно збільшується в об'ємі, з-за чого в циліндрі збільшується тиск. Все це призводить до збільшення потужності турбомотора приблизно на 7-10%.

Добавка спиртової складової

Тут відразу варто почати з важливого чинника. Коли робиться впорскування рідини в силовий агрегат, необхідно подавати не просто дистильовану воду, а її суміш із спиртом, причому в пропорціях 1:1. Це робиться для того, щоб розпилювання протікало більш успішно. Результатом стане суміш спирту, води, повітря і палива. Дана суміш буде дрібнодисперсного.

Якщо сама по собі рідину забезпечувала лише додаткове охолодження і зменшення детонації, то додавання метанолу привнесло ще декілька позитивних сторін. Тут вся справа в тому, що швидкість згоряння спирту набагато нижче, ніж швидкість згоряння того ж бензину. З-за цього тиск в циліндрі збільшується більш плавно, що дозволяє досягти збільшення крутного моменту стосовно до кількості оборотів, що здійснюються коленвалом.

Необхідність у дистильованій воді обумовлена тим, що в камері згоряння не повинно залишатися жодних відкладень, який присутні у звичайній нефільтрованої рідини. Важливо також домогтися максимального розпилення, так як від цього безпосередньо залежить теплообмін і подальший процес випаровування.

Все це говорить про те, що необхідно дуже точно підібрати насосне обладнання, а також спеціальну розпилювальну форсунку, якщо мова йде про установці на інжекторний двигун. З-за цих вимог багато професіонали все ж відмовляються від досить кустарного методу, в якому використовується голка в якості основного розпилювача.

Наприкінці варто додати, що ефективно використовувати навіть куплений і готовий до використання набір для впорскування рідини не вийде до тих пір, поки він не буде дуже ретельно налаштований.

Короткі характеристики двигуна з упорскуванням

Було сказано вже досить багато, а тому необхідно підвести невеликий підсумок і точно виділити, чим же буде корисна установка вприску рідини своїми руками. Висока теплоємність рідини відіграє важливу роль у теплообміні, зменшуючи температуру в двигуні. Це, в свою чергу, підвищує ККД силового агрегату. Якщо говорити коротко, то приблизно 40-45% енергії від спалювання палива йде на приведення транспортного засобу у рух. Решта ж витрачається на обігрів навколишнього середовища. З-за наявності води, яка знижує температуру усередині циліндрів, вдалося підвищити цей відсоток до 70. Це з-за того, що стиснути прохолодний газ набагато простіше, а тому і витрати на цей процес суттєво знижуються. Ще одна перевага - це можливість загнати більшу кількість повітря в двигун, що також позитивно позначається на ступені стиснення. Як вже говорилося, вода потрапляє туди не струменем, наприклад, а сильно розпорошений. Це допомагає їй з'єднуватися з бензином і займати весь можливий простір, що позитивно позначається на ступені згоряння робочої паливної суміші. Цей процес допомагає збільшити ККД силового агрегату ще приблизно на 20%. Виділення недоліків

Що стосується однозначних недоліків, то до них відноситься наступне: Занадто великі вимоги до точної установки. Найменші порушення в техніці монтажу і занадто великий або занадто дрібний потік води зруйнує стабільну роботу двигуна. Потрібно буде постійно набувати дистильовану рідину, так як звичайна вода не може бути використана, а на 10 л палива потрібно буде приблизно 2 л рідини. Взимку застосовувати таку систему зовсім не рекомендується, так як вода просто замерзне.

Відгуки про впорскуванні води в двигун приблизно такі ж неоднозначні, як і сама система. Відгуки

Деякі автомобілісти відгукувалися про її роботі досить приємно, вказуючи, що система дійсно покращує характеристики машини. Інші ж водії зовсім говорили про те, що збільшення потужності, зниження температури та інші переваги - це зовсім вигадка і нічого з цього не працює. Були і ті, хто відзначав невеликий приріст параметрів, але при цьому йшлося про те, що за таку вартість це занадто мала компенсація, а тому не варто замислюватися про її встановлення. Фахівці також розходяться в думках з цього приводу. Автор: Дмитро Шергін 17 Жовтня, 2018

Категория: Автомобили