Araba motoruna su enjeksiyonu

Motor gücü, sürücü çevrelerinde en yaygın konudur. Hemen hemen her sürücü, bir güç ünitesinin performansının nasıl artırılacağını en az bir kez düşünmüştür. Bazıları türbinler kurar, diğerleri oymalı silindirler vb. (gücü artırmanın diğer yöntemleri açıklanmıştır başka bir sokaktaаhırsızlık). Araba ayarlama ile ilgilenen birçok kişi, az miktarda su veya metanol ile karışımını sağlayan sistemlerin farkındadır.

Çoğu sürücü, bir motorun su çekici gibi bir konsepte aşinadır (ayrıca bir ayrı inceleme). İçten yanmalı motorun tahrip olmasına neden olan su aynı zamanda performansını nasıl artırabilir? Bu konuyu ele almaya çalışalım ve su metanol enjeksiyon sisteminin güç ünitesinde sahip olduğu avantaj ve dezavantajları da ele alalım.

Su enjeksiyon sistemi nedir?

Kısacası bu sistem, içine suyun döküldüğü bir tanktır, ancak daha çok 50/50 oranında metanol ve su karışımıdır. Örneğin bir ön cam yıkayıcısından bir elektrik motoruna sahiptir. Sistem, sonunda ayrı bir nozulun takılı olduğu elastik tüplerle (en bütçe versiyonunda, damlalıktan hortumlar alınır) bağlanır. Sistemin versiyonuna bağlı olarak enjeksiyon, bir veya birkaç atomizer ile gerçekleştirilir. Silindire hava çekildiğinde su sağlanır.

Fabrika versiyonunu alırsak, ünite elektronik olarak kontrol edilen özel bir pompaya sahip olacaktır. Sistem, püskürtülen suyun anını ve miktarını belirlemeye yardımcı olacak bir veya daha fazla sensöre sahip olacaktır.

Bir yandan, su ve motorun uyumsuz kavramlar olduğu görülüyor. Hava-yakıt karışımının yanması silindirde gerçekleşir ve herkesin çocukluktan beri bildiği gibi alev (yanan kimyasal değilse) su ile söndürülür. Motorun hidrolik şokunu kendi deneyimlerinden "tanıyanlar", suyun motora girmesi gereken en son madde olduğuna ikna oldular.

Bununla birlikte, su enjeksiyonu fikri, gençlerin hayal gücünün bir ürünü değildir. Aslında, bu fikir neredeyse yüz yaşında. 1930'larda askeri amaçlarla Harry Ricardo, Rolls-Royce Merlin uçak motorunu geliştirdi ve ayrıca yüksek oktanlı sentetik bir benzin geliştirdi. burada) uçak içten yanmalı motorlar için. Bu tür bir yakıtın olmaması, motorda yüksek bir patlama riskidir. Bu süreç neden tehlikelidir? ayrı ayrıama kısaca, hava-yakıt karışımı eşit şekilde yanmalıdır ve bu durumda tam anlamıyla patlar. Bu nedenle, ünitenin parçaları aşırı stres altındadır ve hızlı bir şekilde arızalanır.

Bu etkiyle mücadele etmek için G. Ricardo, su enjeksiyonu nedeniyle patlamayı bastırmayı başardığı bir dizi çalışma yaptı. Alman mühendisler, geliştirmelerine dayanarak uçaklarındaki birimlerin gücünü neredeyse ikiye katlamayı başardılar. Bunun için MW50 (metanol yıkayıcı) bileşimi kullanıldı. Örneğin, Focke-Wulf 190D-9 avcı uçağı aynı motorla donatılmıştı. En yüksek çıkışı 1776 beygir gücüydü, ancak kısa bir art yakıcıyla (yukarıda bahsedilen karışım silindirlere beslendi) bu çubuk 2240 "beygir" e yükseldi.

Bu gelişme sadece bu uçak modelinde kullanılmadı. Alman ve Amerikan havacılığının cephaneliğinde, güç birimlerinde birkaç değişiklik yapıldı.

Üretim arabaları hakkında konuşursak, geçen yüzyılın 85. yılında montaj hattından çıkan Oldsmobile F62 Jetfire modeli, fabrikada su enjeksiyonu kurulumu aldı. Bu şekilde motor desteğine sahip bir başka üretim otomobili, 99'de piyasaya sürülen Saab 1967 Turbo'dur.

Oldsmobile F85 Jetfire

99 Turbo alacak

Bu sistemin popülaritesi, 1980-90 yıllarında uygulanması nedeniyle ivme kazanmıştır. spor arabalarda. Böylece, 1983'te Renault, Formula 1 arabalarını, içine bir elektrikli pompa, bir basınç kontrolörü ve gerekli sayıda enjektörün takıldığı 12 litrelik bir tankla donattı. 1986'ya gelindiğinde, ekibin mühendisleri güç ünitesinin torkunu ve çıkışını 600'den 870 beygir gücüne çıkarmayı başardı.

Otomobil üreticilerinin yarış savaşında, Ferrari de "arkayı otlatmak" istemedi ve bu sistemi bazı spor otomobillerinde kullanmaya karar verdi. Bu modernizasyon sayesinde marka, tasarımcılar arasında lider bir konum kazanmayı başardı. Aynı konsept Porsche markası tarafından geliştirildi.

WRC serisinden yarışlara katılan arabalarda da benzer güncellemeler yapıldı. Ancak 90'lı yılların başında, bu tür yarışmaların organizatörleri (F-1 dahil) düzenlemeleri değiştirdiler ve bu sistemin yarış arabalarında kullanılmasını yasakladılar.

Motor sporları dünyasındaki bir başka atılım, 2004'teki drag yarışı yarışmalarında benzer bir gelişme ile yapıldı. ¼ mil dünya rekoru, çeşitli güç aktarma organları modifikasyonları ile kilometre taşına ulaşma girişimlerine rağmen iki farklı araçla kırıldı. Bu dizel otomobiller, emme manifolduna bir su kaynağı ile donatılmıştı.

Zamanla, arabalar hava akışının sıcaklığını emme manifolduna girmeden önce düşüren ara soğutucular almaya başladı. Bu sayede mühendisler çarpma riskini azaltabildiler ve enjeksiyon sistemine artık gerek kalmadı. Bir azot oksit besleme sisteminin getirilmesi sayesinde güçte keskin bir artış mümkün hale geldi (resmi olarak 2011'de ortaya çıktı).

2015 yılında tekrar su enjeksiyonu ile ilgili haberler gelmeye başladı. Örneğin BMW tarafından geliştirilen yeni MotoGP güvenlik aracında klasik bir su püskürtme kiti bulunuyor. Sınırlı sayıda üretilen otomobilin resmi sunumunda, Bavyera otomobil üreticisinin temsilcisi gelecekte benzer bir sisteme sahip bir dizi sivil model piyasaya sürmenin planlandığını söyledi.

Su veya metanol enjeksiyonu motora ne verir?

Öyleyse tarihten pratiğe geçelim. Motor neden su enjeksiyonuna ihtiyaç duyar? Kesinlikle sınırlı miktarda sıvı emme manifolduna girdiğinde (0.1 mm'den fazla olmayan bir damla püskürtülür), sıcak bir ortamla temas ettiğinde, hemen yüksek oksijen içeriğine sahip bir gaz haline dönüşür.

Soğutulmuş BTC çok daha kolay sıkıştırır, bu da krank milinin sıkıştırma strokunu gerçekleştirmek için biraz daha az kuvvet kullanması gerektiği anlamına gelir. Böylelikle kurulum, birkaç sorunun aynı anda çözülmesine izin verir.

Birincisi, sıcak havanın yoğunluğu daha azdır (deney uğruna, sıcak bir evden boş bir plastik şişeyi soğuğa götürebilirsiniz - düzgün bir şekilde küçülecektir), bu nedenle silindire daha az oksijen girecektir, bu da benzin veya dizel anlamına gelir. yakıt daha kötü yanacaktır. Bu etkiyi ortadan kaldırmak için birçok motor turboşarjlarla donatılmıştır. Ancak bu durumda bile, klasik türbinlere egzoz manifoldundan geçen sıcak bir egzozdan güç verildiği için hava sıcaklığı düşmez. Suyun püskürtülmesi, yanma verimliliğini artırmak için silindirlere daha fazla oksijen verilmesine izin verir. Buna karşılık, bunun katalizör üzerinde olumlu bir etkisi olacaktır (ayrıntılar için okuyun ayrı bir incelemede).

İkincisi, su enjeksiyonu, çalışma hacmini değiştirmeden ve tasarımını değiştirmeden güç ünitesinin gücünü artırmayı mümkün kılar. Bunun nedeni, buhar halindeyken nemin çok daha fazla hacim almasıdır (bazı hesaplamalara göre hacim 1700 kat artar). Kapalı bir alanda su buharlaştığında, ek basınç oluşur. Bildiğiniz gibi tork için sıkıştırma çok önemlidir. Güç ünitesinin ve güçlü bir türbin tasarımına müdahale edilmeden bu parametre artırılamaz. Ve buhar keskin bir şekilde genişlediğinden, HTS'nin yanmasından daha fazla enerji açığa çıkar.

Üçüncüsü, su püskürtülmesi nedeniyle yakıt aşırı ısınmaz ve motorda patlama oluşmaz. Bu, daha düşük oktan sayısına sahip daha ucuz benzin kullanımına izin verir.

Dördüncü olarak, yukarıda listelenen faktörlerden dolayı, sürücü, aracı daha dinamik hale getirmek için gaz pedalına o kadar aktif bir şekilde basmayabilir. Bu, içten yanmalı motora sıvı püskürtülerek sağlanır. Güç artışına rağmen yakıt tüketimi artmaz. Bazı durumlarda, aynı sürüş modu ile motorun oburluğu yüzde 20'ye düşürülür.

Gerçekte, bu gelişmenin karşıtları var. Su enjeksiyonu ile ilgili en yaygın yanılgılar şunlardır:

1. Su çekici ne olacak? Su silindirlere girdiğinde motorun bir su darbesiyle karşılaştığı inkar edilemez. Piston bir sıkıştırma strokundayken su iyi bir yoğunluğa sahip olduğundan, üst ölü noktaya ulaşamaz (bu, su miktarına bağlıdır), ancak krank mili dönmeye devam eder. Bu işlem bağlantı çubuklarını bükebilir, anahtarları kırabilir vb. Aslında, su enjeksiyonu o kadar küçüktür ki, sıkıştırma darbesi etkilenmez.
2. Metal, su ile temas ettiğinde zamanla paslanır. Çalışan bir motorun silindirlerindeki sıcaklık 1000 dereceyi aştığı için bu sistemde olmayacak. Su 100 derecede buharlaşır. Bu nedenle, sistemin çalışması sırasında motorda su yoktur, sadece aşırı ısınmış buhar vardır. Bu arada yakıt yandığında egzoz gazlarında da az miktarda buhar vardır. Bunun kısmi kanıtı, egzoz borusundan dökülen sudur (görünümünün diğer nedenleri açıklanmıştır. burada).
3. Yağda su göründüğünde, gres emülsiyonlaşır. Yine, püskürtülen su miktarı o kadar azdır ki, kartere giremez. Hemen egzozla birlikte uzaklaştırılan bir gaza dönüşür.
4. Sıcak buhar yağ filmini yok ederek güç ünitesinin kamayı yakalamasına neden olur. Aslında buhar veya su yağı çözmez. En gerçek çözücü sadece benzindir, ancak aynı zamanda petrol tabakası yüzbinlerce kilometre kalır.

Motora su püskürtme cihazının nasıl çalıştığını görelim.

Su enjeksiyon sistemi nasıl çalışır?

Bu sistemle donatılmış modern güç ünitelerinde farklı tipte kitler kurulabilir. Bir durumda, çatallanmadan önce emme manifoldu girişinde bulunan tek bir nozul kullanılır. Başka bir değişiklik, bu türden birkaç enjektör kullanır dağıtılmış enjeksiyon.

Böyle bir sistemi monte etmenin en kolay yolu, elektrikli pompanın yerleştirileceği ayrı bir su deposu kurmaktır. Püskürtücüye sıvının sağlanacağı bir tüp bağlanır. Motor istenen sıcaklığa ulaştığında (içten yanmalı motorun çalışma sıcaklığı açıklanır. başka bir makalede), sürücü emme manifoldunda ıslak bir sis oluşturmak için püskürtmeye başlar.

En basit kurulum, bir karbüratör motoruna bile kurulabilir. Ancak aynı zamanda, alım yolunun biraz modernizasyonu olmadan kimse yapamaz. Bu durumda sistem sürücü tarafından yolcu bölmesinden kontrol edilir.

Otomatik ayarlama atölyelerinde bulunabilen daha gelişmiş sürümlerde, püskürtme modu ayarı ya ayrı bir mikroişlemci tarafından sağlanır ya da çalışması ECU'dan gelen sinyallerle ilişkilidir. Bu durumda, sistemi kurmak için bir oto elektrikçisinin hizmetlerini kullanmanız gerekecektir.

Modern püskürtme sistemlerinin cihazı aşağıdaki unsurları içerir:

• 10 bara kadar basınç sağlayan elektrikli pompa;
• Su püskürtmek için bir veya daha fazla nozul (sayıları tüm sistemin cihazına ve ıslak akışın silindirler üzerindeki dağılım prensibine bağlıdır);
• Kontrolör, su enjeksiyonunun zamanlamasını ve miktarını kontrol eden bir mikroişlemcidir. Ona bir pompa bağlı. Bu eleman sayesinde, sabit bir yüksek hassasiyetli dozaj sağlanır. Bazı mikroişlemcilerde yerleşik olan algoritmalar, sistemin güç ünitesinin farklı işletim modlarına otomatik olarak uyum sağlamasına izin verir;
• Manifolda püskürtülecek sıvı için bir tank;
• Bu tankta bulunan seviye sensörü;
• Doğru uzunlukta hortumlar ve uygun bağlantı parçaları.

Sistem bu prensibe göre çalışmaktadır. Enjeksiyon kontrolörü, hava akış sensöründen sinyaller alır (çalışması ve arızaları hakkında daha fazla ayrıntı için, okuyun burada). Bu verilere göre mikroişlemci, uygun algoritmaları kullanarak püskürtülen sıvının zamanını ve miktarını hesaplar. Sistemin modifikasyonuna bağlı olarak, nozul, çok ince bir atomizere sahip bir manşon şeklinde basitçe yapılabilir.

Çoğu modern sistem, pompayı açmak / kapatmak için basitçe bir sinyal verir. Daha pahalı kitlerde dozajı değiştiren özel bir valf vardır, ancak çoğu durumda doğru çalışmaz. Temel olarak, motor 3000 rpm'ye ulaştığında kontrolör tetiklenir. ve dahası. Arabanıza böyle bir kurulum kurmadan önce, çoğu üreticinin bazı arabalarda sistemin yanlış çalışması konusunda uyardığını dikkate almanız gerekir. Her şey güç ünitesinin bireysel parametrelerine bağlı olduğundan hiç kimse ayrıntılı bir liste sunmayacaktır.

Su enjeksiyonunun ana işlevi motor gücünü artırmak olsa da, esas olarak sadece kızgın türbinden gelen hava akışını soğutmak için bir ara soğutucu olarak kullanılır.

Motor çıkışını artırmanın yanı sıra, çoğu kişi enjeksiyonun aynı zamanda silindirin ve egzoz kanalının çalışma boşluğunu da temizlediğinden emindir. Bazıları egzozda buharın varlığının bazı toksik maddeleri nötralize eden kimyasal bir reaksiyon oluşturduğuna inanır, ancak bu durumda otomobilin bir otomobil katalizörü veya hakkında okuyabileceğiniz karmaşık bir AdBlue sistemi gibi bir elemana ihtiyacı olmayacaktır. . burada.

Suyun pompalanması yalnızca yüksek motor hızlarında (nemin silindirlere hemen girmesi için iyi ısıtılması ve hava akışının hızlı olması gerekir) ve turboşarjlı güç ünitelerinde daha büyük ölçüde etkilidir. Bu işlem ek tork ve güçte küçük bir artış sağlar.

Motor doğal olarak aspire edilirse, o zaman önemli ölçüde daha güçlü hale gelmeyecek, ancak kesinlikle patlamadan zarar görmeyecektir. Turboşarjlı bir içten yanmalı motor için, süper şarj cihazının önüne takılan bir su enjeksiyonu, gelen havanın sıcaklığındaki düşüş nedeniyle verimlilikte bir artış sağlayacaktır. Ve daha da büyük bir etki için, böyle bir sistem daha önce bahsedilen su ve metanol karışımını 50x50 oranında kullanır.

Avantajler ve Dezavantajlar

Bu nedenle, su enjeksiyon sistemi şunları sağlar:

• Giriş havası sıcaklığı;
• Yanma odası elemanlarının ek soğutmasını sağlayın;
• Düşük kaliteli (düşük oktanlı) benzin kullanılıyorsa, su püskürtme motorun patlama direncini artırır;
• Aynı sürüş modunu kullanmak yakıt tüketimini azaltır. Bu, aynı dinamiklerle arabanın daha az kirletici yaydığı anlamına gelir (tabii ki bu, arabanın bir katalizör ve toksik gazları nötralize etmek için diğer sistemler olmadan yapabileceği kadar verimli değildir);
• Sadece gücü artırmak için değil, aynı zamanda yüzde 25-30 oranında artan bir torkla motoru döndürür;
• Motorun emme ve egzoz sisteminin elemanlarını bir dereceye kadar temizleyin;
• Gaz tepkisini ve pedal tepkisini iyileştirin;
• Türbini daha düşük bir motor hızında çalışma basıncına getirin.

Pek çok kullanışlı özelliğe rağmen, geleneksel araçlar için su enjeksiyonu istenmemektedir ve otomobil üreticilerinin bunu üretim araçlarına uygulamamasının birkaç iyi nedeni vardır. Çoğu, sistemin sportif bir kökene sahip olmasından kaynaklanmaktadır. Motor sporları dünyasında, yakıt ekonomisi büyük ölçüde göz ardı ediliyor. Bazen yakıt tüketimi yüzde 20 litreye ulaşır. Bunun nedeni, motorun genellikle maksimum devire getirilmesi ve sürücünün durana kadar neredeyse sürekli olarak gaza basmasıdır. Sadece bu modda, enjeksiyonun etkisi belirgindir.

İşte sistemin temel dezavantajları:

• Kurulum, öncelikle spor otomobillerin performansını iyileştirmeyi amaçladığından, bu geliştirme yalnızca maksimum güçte etkilidir. Motor bu seviyeye ulaşır ulaşmaz, kontrolör bu anı düzeltir ve su enjekte eder. Bu nedenle kurulumun verimli çalışması için aracın spor modda çalıştırılması gerekir. Düşük devirlerde, motor daha "saplantılı" olabilir.
• Su enjeksiyonu biraz gecikmeli yapılır. İlk olarak, motor güç moduna girer, ilgili algoritma mikroişlemcide etkinleştirilir ve pompaya açılması için bir sinyal gönderilir. Elektrikli pompa, hatta sıvı pompalamaya başlar ve ancak bundan sonra meme püskürtmeye başlar. Sistemin değişikliğine bağlı olarak, tüm bunlar yaklaşık bir milisaniye sürebilir. Araç sessiz modda sürüyorsa, püskürtmenin hiçbir etkisi olmayacaktır.
• Tek nozullu versiyonlarda, belirli bir silindire ne kadar nem girdiğini kontrol etmek imkansızdır. Bu nedenle, iyi bir teoriye rağmen, uygulama genellikle gaz tamamen açıkken bile dengesiz motor çalışması gösterir. Bu, tek tek "tencere" deki farklı sıcaklık koşullarından kaynaklanmaktadır.
• Kışın, sistemin sadece suyla değil, metanolle de yakıt ikmali yapması gerekiyor. Sadece bu durumda, soğuk havalarda bile, sıvı kollektöre serbestçe verilecektir.
• Motorun güvenliği için enjekte edilen suyun damıtılması gerekir ve bu ek bir israftır. Sıradan musluk suyu kullanırsanız, çok yakında kireç birikintileri temas yüzeylerinin duvarlarında birikecektir (su ısıtıcısındaki kireç gibi). Motorda yabancı katı parçacıkların varlığı, ünitenin erken arızalanmasıyla doludur. Bu nedenle distilat kullanılmalıdır. Önemsiz yakıt ekonomisi ile karşılaştırıldığında (normal bir araba, spor modunda sürekli çalışma için tasarlanmamıştır ve mevzuat bunu kamuya açık yollarda yasaklamaktadır), kurulumun kendisi, bakımı ve damıtık kullanımı (ve kışın - bir su karışımı) ve metanol) ekonomik olarak gerekçesizdir ...

Gerçekte, bazı kusurlar düzeltilebilir. Örneğin, güç ünitesinin yüksek devirde kararlı bir şekilde veya düşük devirde maksimum yükte çalışabilmesi için dağıtılmış bir su enjeksiyon sistemi kurulabilir. Bu durumda, enjektörler aynı yakıt sisteminde olduğu gibi her emme manifoldu için bir tane takılacaktır.

Bununla birlikte, böyle bir kurulumun fiyatı, yalnızca ek unsurlar nedeniyle değil, önemli ölçüde artar. Gerçek şu ki, nem enjeksiyonu yalnızca hareketli bir hava akımı durumunda mantıklıdır. Giriş valfi (veya bazı motor modifikasyonları durumunda birkaç tane) kapatıldığında ve bu üç döngü boyunca gerçekleştiğinde, borudaki hava hareketsizdir.

Suyun toplayıcıya boşuna akmasını önlemek için (sistem, kolektör duvarlarında biriken fazla nemin uzaklaştırılmasını sağlamaz), kontrolör hangi anda ve hangi nozülün devreye girmesi gerektiğini belirlemelidir. Bu karmaşık kurulum, pahalı donanım gerektirir. Standart bir otomobil için güçteki önemsiz artışla karşılaştırıldığında, böyle bir masraf haksızdır.

Elbette böyle bir sistemi arabanıza kurup kurmamak herkesin işi. Böyle bir tasarımın hem avantajlarını hem de dezavantajlarını düşündük. Ek olarak, su enjeksiyonunun nasıl çalıştığına dair ayrıntılı bir video dersi izlemenizi öneririz:

İçten yanmalı motor teorisi: giriş kanalına su enjeksiyonu

Sorular ve Cevaplar:

Metanol Enjeksiyonu Nedir? Bu, çalışan bir motora az miktarda su veya metanol enjeksiyonudur. Bu, zayıf yakıtın patlama direncini arttırır, zararlı maddelerin emisyonunu azaltır, içten yanmalı motorun torkunu ve gücünü arttırır.

Metanol su enjeksiyonu ne için? Metanol enjeksiyonu, motor tarafından emilen havayı soğutur ve motorun vuruntu olasılığını azaltır. Bu, suyun yüksek ısı kapasitesi nedeniyle motorun verimini arttırır.

Vodometanol sistemi nasıl çalışır? Sistemin değiştirilmesine bağlıdır. En verimli yakıt enjektörleri ile senkronize edilir. Yüklerine bağlı olarak su metanol enjekte edilir.

Vodometanol ne için kullanılır? Bu madde Sovyetler Birliği'nde jet motorlarının ortaya çıkmasından önce uçak motorlarında kullanıldı. Su metanol, içten yanmalı motordaki patlamayı azalttı ve HTS'nin yanmasını pürüzsüz hale getirdi.