Впрыск воды в двигатель: как сделать самому
Для того чтобы все работало, нужно установить во впускном коллекторе форсунку, что будет распылять воду, которая будет смешиваться с топливом и воздухом создавая топливную смесь. Это помогает охладить бензин. Как известно, что только 50% горючего уходит на мощность, а все остальное уходит на обогрев окружающей среды.
Охлажденный бензин вырабатывает КПД мощности около 75%. Параллельно с этим небольшое количество воды быстро испаряется, что создает дополнительное давление на поршни. Эта сила заставляет поршневую группу двигаться быстрее, тем самым увеличивая мощность мотора.
Впервые такую теорию разработали англичане, в частности, Хопкинс в начале 20 века. Английские инженеры боялись использовать эту технологию, поскольку боялись того, что поршни оторвет от пальцев, и они разобьют двигатель внутри. Но, американцы не постеснялись позаимствовать технологию и стали применять ее сначала на авиации, а затем и на грузовых автомобилях. Спустя несколько месяцев, такой же принцип использовали и немцы, что уравняло шансы в бою.
Минусы, с которыми можно столкнуться
Технология впрыска воды в двигатель имеет и ряд недостатков, которые могут пагубно сказаться на работе самого мотора. Итак, рассмотрим, основные минусы:
- Неустойчивая работа мотора. Связано это с тем, что когда дроссель открыт полностью и большой поток воздуха вода впрыскивается неравномерно, поэтому в цилиндрах возникает разная компрессия. Это может привести к выходу со строя поршней, маслосъемных колец, а также провернуть вкладыши на коленчатом вале. Еще одним нюансом является то, что двигатель охлаждается неравномерно.
- Использование воды. Крайне не рекомендуется использовать воду с крана или минирализированную, поскольку они содержат соли, которые останутся на стенках цилиндров. Для таких случаев существует специальная вода – дистиллятор. Для нормального функционирования мотора расход жидкости составляет 2 литра на 10 литров горючего.
- В зимнее время такой впрыск приходится отключать, поскольку вода замерзает.
- Гидроудар. Неоднократно самодельные установки дозировали воду неправильно, что приводило к попаданию большого количества воды в цилиндры.
Лучше всего использовать данную технологию с электрической регулировкой, поскольку именно она четко и равномерно впрыскивает воду в двигатель, предотвращая гидроудары.
Делаем установку своими руками
На практике существует много способов соорудить установку по впрыску воды в двигатель своими руками. После многих экспериментов и неудач народные умельцы выделили два.
Способ первый.Устанавливаем дополнительный расширительный бачок в качестве резервуара для воды. Также устанавливаем моторчик стеклоомывателя для подачи воды на форсунку. Для подачи жидкости можно взять пластиковую трубку для переливания крови или от системы стеклоомывателя. Далее, подводим систему к резиновому патрубку системы опережения зажигания и прокалываем ее при помощи иглы, которую туда засунем. Она-то и будет служить форсункой впрыска воды.
Способ второй.Источником воды также будет служить бачок омывателя или расширительный. Система проводится в жиклер карбюратора первичной камеры. Принцип заключается в том, что вода проталкивается в цилиндры за счет всасываемого давления, поэтому моторчик устанавливать не нужно.
Оба способа хороши, но существует великая вероятность того, что чрезмерное количество воды приведет к гидроудару и двигатель выйдет со строя. Именно поэтому после войны все страны отказались использовать этот способ. Двигатели выходили со строя очень часто и ремонту не подлежали. Поэтому технология была отложена до появления электронных систем распределения впрыска в цилиндры двигателя автомобиля.
Вывод
Для тех, кто ищет способы увеличить мощность двигателя и при этом сэкономить на горючем, способ водного впрыска идеально подходит. Не стоит забывать, при этом о последствиях для мотора. Впрыск воды в двигатель своими руками сделать более чем реально. При монтаже стоит учесть факт того, что нужно верно распределить подаваемое количество, чтобы не вызвать гидроудар.
Впрыск воды в двигатель: как сделать самому
Для того чтобы все работало, нужно установить во впускном коллекторе форсунку, что будет распылять воду, которая будет смешиваться с топливом и воздухом создавая топливную смесь. Это помогает охладить бензин. Как известно, что только 50% горючего уходит на мощность, а все остальное уходит на обогрев окружающей среды.
Охлажденный бензин вырабатывает КПД мощности около 75%. Параллельно с этим небольшое количество воды быстро испаряется, что создает дополнительное давление на поршни. Эта сила заставляет поршневую группу двигаться быстрее, тем самым увеличивая мощность мотора.
Впервые такую теорию разработали англичане, в частности, Хопкинс в начале 20 века. Английские инженеры боялись использовать эту технологию, поскольку боялись того, что поршни оторвет от пальцев, и они разобьют двигатель внутри. Но, американцы не постеснялись позаимствовать технологию и стали применять ее сначала на авиации, а затем и на грузовых автомобилях. Спустя несколько месяцев, такой же принцип использовали и немцы, что уравняло шансы в бою.
Минусы, с которыми можно столкнуться
Технология впрыска воды в двигатель имеет и ряд недостатков, которые могут пагубно сказаться на работе самого мотора. Итак, рассмотрим, основные минусы:
- Неустойчивая работа мотора. Связано это с тем, что когда дроссель открыт полностью и большой поток воздуха вода впрыскивается неравномерно, поэтому в цилиндрах возникает разная компрессия. Это может привести к выходу со строя поршней, маслосъемных колец, а также провернуть вкладыши на коленчатом вале. Еще одним нюансом является то, что двигатель охлаждается неравномерно.
- Использование воды. Крайне не рекомендуется использовать воду с крана или минирализированную, поскольку они содержат соли, которые останутся на стенках цилиндров. Для таких случаев существует специальная вода – дистиллятор. Для нормального функционирования мотора расход жидкости составляет 2 литра на 10 литров горючего.
- В зимнее время такой впрыск приходится отключать, поскольку вода замерзает.
- Гидроудар. Неоднократно самодельные установки дозировали воду неправильно, что приводило к попаданию большого количества воды в цилиндры.
Лучше всего использовать данную технологию с электрической регулировкой, поскольку именно она четко и равномерно впрыскивает воду в двигатель, предотвращая гидроудары.
Делаем установку своими руками
На практике существует много способов соорудить установку по впрыску воды в двигатель своими руками. После многих экспериментов и неудач народные умельцы выделили два.
Способ первый.
Устанавливаем дополнительный расширительный бачок в качестве резервуара для воды. Также устанавливаем моторчик стеклоомывателя для подачи воды на форсунку. Для подачи жидкости можно взять пластиковую трубку для переливания крови или от системы стеклоомывателя. Далее, подводим систему к резиновому патрубку системы опережения зажигания и прокалываем ее при помощи иглы, которую туда засунем. Она-то и будет служить форсункой впрыска воды.
Способ второй.
Источником воды также будет служить бачок омывателя или расширительный. Система проводится в жиклер карбюратора первичной камеры. Принцип заключается в том, что вода проталкивается в цилиндры за счет всасываемого давления, поэтому моторчик устанавливать не нужно.
Оба способа хороши, но существует великая вероятность того, что чрезмерное количество воды приведет к гидроудару и двигатель выйдет со строя. Именно поэтому после войны все страны отказались использовать этот способ. Двигатели выходили со строя очень часто и ремонту не подлежали. Поэтому технология была отложена до появления электронных систем распределения впрыска в цилиндры двигателя автомобиля.
Вывод
Для тех, кто ищет способы увеличить мощность двигателя и при этом сэкономить на горючем, способ водного впрыска идеально подходит. Не стоит забывать, при этом о последствиях для мотора. Впрыск воды в двигатель своими руками сделать более чем реально. При монтаже стоит учесть факт того, что нужно верно распределить подаваемое количество, чтобы не вызвать гидроудар.
Для чего нужен и как работает впрыск воды в двигатель: плюсы и минусы
Для начала немного истории. Самой идее впрыска воды в мотор больше сотни лет. Наибольшее практическое применение такая система нашла в авиации применительно к поршневым авиамоторам.
В 1940-е годы немецкие и американские пилоты, а также летчики из других стран активно использовали впрыск воды для того, чтобы увеличить мощность своих авиамоторов. Если точнее, в силовые агрегаты впрыскивалась смесь воды и метанола.
Однако после появления реактивного двигателя большинство работ по усовершенствованию системы впрыска воды были свернуты. Только ближе к 1980-м впрыск воды снова стал применяться, но теперь уже на автомобилях. Другими словами, указанное решение стало способом тюнинга и форсирования поршневого автомобильного ДВС, активно применяется в автоспорте.
- Теперь давайте взглянем, как вода может обеспечить дополнительную мощность, экономичность, а также какие плюсы имеет способ. Прежде всего, конструктивно впрыск воды реализуется во впускной коллектор через специальную форсунку. Получается, вода распыляется и становится еще одним компонентом в составе топливно-воздушной смеси из бензина и воздуха.
- В результате горючая смесь получает эффективное охлаждение после впрыска воды, также топливный заряд с частицами воды становится «тяжелее», такой плотный заряд в цилиндрах сильнее сжимается поршнем перед воспламенением. Работа на такой смеси в ряде случаев немного уменьшает общую токсичность выхлопа.
При этом сама скорость сгорания смеси замедлятся, то есть двигатель не подвергается риску детонации топлива. Температура в камере сгорания также уменьшается. Таковыми являются основные плюсы системы в случае, если было принято решение установить впрыск воды в дизельный двигатель, бензиновый атмосферный или турбоагрегат и т.д.
- Однако есть и минусы. Более существенным недостатком считается нестабильность работы мотора при полностью открытой дроссельной заслонке, а также когда частота вращения коленвала не является высокой, машина движется с небольшой скоростью. Эти нюансы возникают по причине того, что вода не совсем равномерно распределяется по цилиндрам мотора.
- Еще одним неприятным моментом можно считать обязательное условие использовать исключительно чистую дистиллированную воду. Дело в том, что для эффективной работы всей системы необходимо подавать на 10 кг. горючего около 2 кг. воды. Вполне очевидно, что при соотношении 1/5 использование обычной воды приведет к тому, что с каждыми 2 кг. воды в камере сгорания будет откладываться около 200 мг. солей и других примесей.
В результате двигатель выйдет из стоя уже через 100-150 моточасов работы. Именно по этой причине для системы водяного впрыска нужна предварительная качественная очистка базового компонента. Что касается практической пользы, для увеличения только порога детонации намного проще использовать химические добавки в топливо, чем бороться с детонацией при помощи добавки воды в рабочую смесь.
В списке минусов также отмечен факт, что в морозы использовать данную систему впрыска достаточно сложно, так как вода попросту замерзает. Использование спиртовых добавок способно решить проблему только при незначительном похолодании. С наступлением сильных морозов всю систему нужно снимать или сливать воду, после чего отключать.
ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ
1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПОДАЧИ ВОДЯНОГО ПАРА В СИСТЕМУ ПИТАНИЯ ДВИГАТЕЛЯ внутреннего сгорания, содержащее резервуар с водой, демпфер давления пара, парообразователь с теплообменником, сообщенный входным патрубком с резервуаром, а выходным — с впускным коллектором и через дополнительный патрубок с полостью воздушного фильтра, а также запорный клапан, установленный во входном патрубке, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности путем исключения поступления конденсата в двигатель, устройство снабжено электронагревателями и запорными пневматическими клапанами, установленными на выходном и на дополнительном патрубках, демпфер давления выполнен в виде ресивера, размещенного с возможностью теплового контакта с выпускным коллектором и подключенного между теплообменником и выходным патрубком, а дополнительный патрубок сообщен с выходным патрубком между демпфером давления пара и полостью воздушного фильтра, при этом теплообменник установлен в выпускном коллекторе. 2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что оно снабжено блоком управления и датчиком температуры, клапан выполнен с электромагнитным приводом, а датчик температуры установлен в демпфере давления пара, при этом вход блока управления связан с датчиком температуры, а выход — с электромагнитным приводом клапана. Использование: для повышения эффективности работы двигателя, экономии энергоресурсов и снижения токсичности отработанных газов. Сущность изобретения: устройство для подачи водяного пара в двигатель внутреннего сгорания содержит резервуар с водой, демпфер давления пара, парообразователь с теплообменником, сообщенный входным патрубком с резервуаром, а выходным — с впускным коллектором и через дополнительный патрубок — с полостью воздушного фильтра, а также запорный клапан, установленный во входном патрубке. Выходной и дополнительный патрубки, на выходных концах которых установлены запорные пневматические клапаны, проходят через электронагреватели. Демпфер давления выполнен в виде ресивера, размещенного с возможностью теплового контакта с выпускным коллектором и подключенного между теплообменником и выходным патрубком. Дополнительный патрубок сообщен с выходным патрубком между демпфером давления пара и полостью воздушного фильтра. Змеевик установлен в выпускном коллекторе. Автоматический режим работы устройства обеспечивается блоком управления, состоящим из электромагнитного реле, диода, регулируемого резистора и конденсатора, и датчиком температуры, установленным в демпфере давления пара. Вход блока управления связан с датчиком температуры, а выход — с электромагнитным приводом клапана, работа которого контролируется лампочкой, установленной в салоне автомобиля. 1 з.п.ф-лы, 1 ил.
Ситуация в наше время
Не буду вдаваться в подробности, но скажу, что разработки водяной системы для повышения эффективности двигателя начались еще в начале 20 века, но наиболее широкое распространения получила во время Второй мировой. Система применялась для самолета и вертолета, участвующих в боевых действиях со стороны Германии и США.
Автомобиль Porsche 911, поставивший в 2005 году рекорд скорости среди машин, допущенных к эксплуатации по обычным дорогам, используя системы водяного впрыска разогнался до 388 километров в час. Затем про систему на некоторое время забыли, интерес к ней упал. Но в 2015 году специалисты из БМВ снова к ней вернулись. Только теперь агрегаты на газу (водометановой смеси) применялись с целью понизить расход топлива, а не увеличить мощность. Первой машиной оказался пейскар на базе BMW M4, который был частью мотогонок серии MotoGP.
Специалисты из БМВ использовали несколько интересных идей. Одна из них заключалась в том, что при работе системы кондиционирования салона образующийся конденсат попадал в специальный бак. Так решалась проблема добычи воды для смеси. В итоге экономия бензина упала на 8% в сравнении с обычным двигателем.
Водородный двигатель дальнейшие перспективы
Сегодня над созданием экологичных двигателей трудятся многие компании. Некоторые идут по пути создания двигателей-гибридов, другие делают ставку на электромобили и т.д. Что касается водородных установок, в плане экологии и производительности данный вариант также может в ближайшее время составить конкуренцию ДВС на бензине, газе или дизтопливе.
Водородные двигатели показали себя несколько лучше, чем самые продвинутые электрокары. Например, японская модель Honda Clarity. Единственное, остался такой недостаток, как способы и возможности заправки. Дело в том, что инфраструктура водородных заправочных станций не особенно развита, причем в мировом масштабе.
Также не особенно большим является и сам выбор водородных легковых авто. Кроме Honda Clarity можно разве что упомянуть Mazda RX8 Hydrogen, а также BMW Hydrogen 7. Фактически это автомобили-гибриды, которые работают на жидком водороде и бензине. Еще можно добавить в список Mercedes GLC F-Cell. Эта модель имеет возможность подзарядки от бытовой сети электропитания и позволяет пройти до 500 км. на одном заряде.
Дополнительно стоит отметить модель Toyota Mirai. Автомобиль работает только на водороде, одного бака хватает на 600 км. Водородные двигатели еще встречаются на отечественной модели «Нива», а также устанавливаются корейцами на специальную версию внедорожника Hyundai Tucson.
Как видно, с двигателем на водороде активно экспериментируют многие производители, однако такое решение все равно имеет много недостатков. При этом некоторые минусы сильно мешают массовой популяризации.
Прежде всего, это безопасность и сложность транспортировки такого топлива
Важно понимать, что водород весьма горюч и взрывоопасен даже при относительно невысоких температурах. По этой причине его сложно хранить и перевозить. Получается, необходимо строить особые водородные резервуары для авто с данным типом двигателя
Как результат, на практике водородных заправок очень мало
Получается, необходимо строить особые водородные резервуары для авто с данным типом двигателя. Как результат, на практике водородных заправок очень мало.
К этому также можно добавить определенную сложность и высокие расходы на ремонт и обслуживание водородного агрегата, а также необходимость в подготовке и обучении большого количества высококвалифицированного персонала. Если же говорить о самом авто на водороде и его эксплуатационных характеристиках, наличие водородной установки делает машину более тяжелой, закономерно ухудшается управляемость.
Принцип работы сухой мойки
Иногда, если надо провести чистку, водитель отказывается от применения сухой мойки по причине того, что недостаточно знаком с данной технологией. Одним из основных поводов для беспокойства является непонимание того, что это такое, страх, что абразивные элементы, входящие в состав чистящего вещества могут быть опасны для покрытия машины. Однако, данная проблема сейчас уже решена и соответствующие опасения не являются актуальными.
Такие очищающие средства по внешнему виду напоминают эмульсию. При обработке её распыляют на поверхность обрабатываемого участка. Это средство обволакивает частички пыли и грязи, что позволяет легко их очистить фибровой салфеткой.
В составе эмульсии имеются:
- поверхностно-активные вещества;
- ингибитор коррозии;
- силиконы.
После того как загрязнения будут очищены, необходимо будет протереть ещё раз салфеткой с полирующим составом. После того как сухая автомойка будет закончена, на очищенной поверхности возникнет защитная плёнка, которая устойчива к воздействию грязи и воды. При этом цена мойки ниже, чем при проведении обычной процедуры.
Сухая мойка осуществляется с помощью специальной эмульсии и ветоши
Применение на автомобилях
К концу войны в авиации практически все перешли на реактивные двигатели, что позволило отказаться от поршневых силовых агрегатов. То есть необходимости в разработке различных способов форсировки уже не было.
Но над системой впрыска воды в двигатели начали активно работать автопроизводители. Первопроходцем в этом интересном и достаточно перспективном на тот момент сегменте оказался американский автогигант General Motors. Компания применила водяной впрыск на своём серийном автомобиле F-85 Jetfire, выпускаемом под брендом Oldsmobile. Технология нужна была, чтобы повысить устойчивость к детонации их турбоированного силового агрегата.
Также о полезных свойствах воды и метана вспомнили в Европе. Первыми оказались инженеры из компании Saab. Водометаноловая смесь достаточно активно и долго использовалась в производстве автомобиля 99 Turbo S. Жизненный цикл модели продлился до начала 80х годов. Но когда появились более современные и эффективные интеркулеры, от систем в автопроизводстве фактически полностью отказались. Её перестали использовать на серийных машинах.
Но не всё так плохо для впрыска воды. Появились представители автоспорта, где идея с использованием воды и метана показалась крайне интересной, перспективной и многообещающей.
Знаковым стал 1983 год. Именно тогда на болидах команд Ferrari и Renault были установлены системы водяного впрыска. В итоге итальянская конюшня завоевала первое место среди конструкторов, набрав командой набольшее количество очков. На машинах были предусмотрены специальные баки. Их объём составлял 12 литров. В них заливалась специальная смесь, состоящая из спирта и воды. Дополнительно присутствовали водяные насосы и регуляторы давления.
Вскоре руководство Формулы 1 сочло такие системы нарушением правил и равенства команд, в результате чего в регламент внесли пункт о запрете применения подобного оборудования.
В середине 90-х попытки внедрения водяного впрыска предпринимались в гоночных сериях Ле-Ман и WRC. Но практически сразу руководство запретило их использование.
Зато огромную популярность разработка завоевала среди участников популярных в США гонок на четверть мили. Мощные драгстеры, имеющие механические нагнетатели в своей конструкции, остро нуждались в эффективном охлаждении. На то время интеркулеры не получили ещё должного распространения. В результате некоторым умным людям пришла в голову мысль об использовании смеси спирта с водой, которая впрыскивается в силовой агрегат.
Результатом внедрения системы стало появление на арене суперкара на базе Porsche 911, за доработку которого отвечала компания 9FF. В 2005 году они поставили уникальный на то время рекорд скорости. Машину удалось разогнать до 388 километров в час. Это стало лучшим достижением для автомобиля, который официально может передвигаться по дорогам общего пользования. В основе лежал оппозитный 6-цилиндровый двигатель, оснащённый парой турбокомпрессоров. Также здесь присутствовал обычный интеркулер, но в паре с ним функционировал водяной впрыск.
Добавка спиртовой составляющей
Здесь сразу стоит начать с важного фактора. Когда делается впрыск жидкости в силовой агрегат, необходимо подавать не просто дистиллированную воду, а ее смесь со спиртом, причем в пропорциях 1:1. Это делается для того, чтобы распыление протекало более успешно
Результатом станет смесь из спирта, воды, воздуха и топлива. Данная смесь будет мелкодисперсной
Это делается для того, чтобы распыление протекало более успешно. Результатом станет смесь из спирта, воды, воздуха и топлива. Данная смесь будет мелкодисперсной.
Если сама по себе жидкость обеспечивала лишь дополнительное охлаждение и уменьшение детонации, то добавление метанола привнесло еще несколько положительных сторон. Тут все дело в том, что скорость сгорания спирта намного ниже, чем скорость сгорания того же бензина. Из-за этого давление в цилиндре увеличивается более плавно, что позволяет достичь увеличенного крутящего момента применительно к количеству оборотов, совершающихся коленвалом.
Необходимость в дистиллированной воде обусловлена тем, что в камере сгорания не должно оставаться никаких отложений, который присутствуют в обычной нефильтрованной жидкости
Важно также добиться максимального распыления, так как от этого напрямую зависит теплообмен и последующий процесс испарения
Все это говорит о том, что необходимо очень точно подобрать насосное оборудование, а также специальную распылительную форсунку, если речь идет об установке на инжекторный двигатель. Из-за этих требований многие профессионалы все же отказываются от довольно кустарного метода, в котором используется иголка в качестве основного распылителя.
В конце стоит добавить, что эффективно использовать даже купленный и готовый к использованию набор для впрыска жидкости не выйдет до тех пор, пока он не будет очень тщательно настроен.
Смотреть галерею
