Автомобильдің қозғалтқышына су айдау

Қозғалтқыш қуаты - бұл моторист үйірмелеріндегі ең көп таралған тақырып. Әрбір автокөлік жүргізушісі дерлік бір рет қуат блогының өнімділігін арттыру туралы ойлады. Кейбіреулері турбиналарды, басқалары цилиндрлерді және т.б. орнатады. (қуатты арттырудың басқа әдістері сипатталған басқа стаtye). Автокөлікті баптауға қызығушылық танытатындардың көпшілігі аз мөлшерде су немесе оның қоспасын метанолмен қамтамасыз ететін жүйелер туралы біледі.

Көптеген автокөлік жүргізушілері мотордың су балғасы сияқты тұжырымдаманы жақсы біледі (сонымен қатар бар) бөлек шолу). Ішкі жану қозғалтқышының бұзылуын тудыратын су сонымен бірге оның өнімділігін қалай арттыра алады? Осы мәселені шешуге тырысайық, сонымен қатар судың метанолды бүрку жүйесінің қуат блогындағы артықшылықтары мен кемшіліктерін қарастырайық.

Су айдау жүйесі дегеніміз не?

Қысқаша айтқанда, бұл жүйе су құйылатын цистерна, бірақ көбінесе метанол мен судың 50/50 қатынасында араласады. Оның электр қозғалтқышы бар, мысалы, әйнек жуғыштан. Жүйе серпімді түтіктермен қосылады (ең бюджеттік нұсқада, тамызғыштан шлангтар алынады), соңында жеке шүмек орнатылады. Жүйенің нұсқасына байланысты инъекция бір немесе бірнеше атомизатор арқылы жүзеге асырылады. Су цилиндрге тартылған кезде беріледі.

Егер зауыттық нұсқасын алсақ, онда қондырғыда электронды басқарылатын арнайы сорғы болады. Жүйеде шашыратылатын судың моменті мен мөлшерін анықтауға көмектесетін бір немесе бірнеше датчик болады.

Бір жағынан, су мен мотор бір-біріне сәйкес келмейтін ұғымдар сияқты. Ауа-отын қоспасының жануы цилиндрде жүреді, және бала кезінен білетіндей, жалын (егер ол химиялық заттар болмаса) сумен сөнеді. Қозғалтқыштың гидравликалық соққысымен «танысқандар» өздерінің тәжірибелерінен судың қозғалтқышқа енуі керек ең соңғы зат екеніне сенімді болды.

Алайда, су айдау идеясы жасөспірімдердің қиялының құралы емес. Шындығында, бұл идея жүз жылға жуық. 1930 жылдары әскери қажеттіліктер үшін Гарри Рикардо Rolls-Royce Merlin ұшақ қозғалтқышын жетілдірді, сонымен қатар жоғары октанды саны бар синтетикалық бензин жасады. осында) әуе кемелерінің ішкі жану қозғалтқыштары үшін. Мұндай жанармайдың жетіспеушілігі - қозғалтқыштың жарылу қаупі жоғары. Неліктен бұл процесс қауіпті? бөлек, бірақ қысқаша айтқанда, ауа-отын қоспасы біркелкі күйіп кетуі керек және бұл жағдайда ол жарылып кетеді. Осыған байланысты қондырғының бөліктері қатты күйзеліске ұшырайды және тез істен шығады.

Бұл әсермен күресу үшін Г.Рикардо бірқатар зерттеулер жүргізді, нәтижесінде суды айдау салдарынан детонацияны басуға қол жеткізді. Оның дамуына сүйене отырып, неміс инженерлері өздерінің ұшақтарындағы қондырғылардың қуатын екі есеге арттыра алды. Ол үшін MW50 (метанол шайыры) композициясы қолданылды. Мысалы, Focke-Wulf 190D-9 истребителі дәл осындай қозғалтқышпен жабдықталған. Оның ең жоғарғы өнімділігі 1776 ат күші болды, бірақ қысқа жанармаймен (жоғарыда аталған қоспасы цилиндрлерге құйылды), бұл штанга 2240 «атқа» дейін көтерілді.

Бұл даму тек осы ұшақтың моделінде ғана қолданылған жоқ. Неміс және американ авиациясының арсеналында энергетикалық блоктардың бірнеше модификациясы болды.

Егер біз өндірістік машиналар туралы айтатын болсақ, онда өткен ғасырдың 85 -ші жылы конвейерден шыққан Oldsmobile F62 Jetfire моделі зауыттық су айдау қондырғысын алды. Қозғалтқышы осылайша күшейтілетін тағы бір өндіріс машинасы - 99 жылы шыққан Saab 1967 Turbo.

Oldsmobile F85 Jetfire

99 турбо алады

Бұл жүйенің танымалдылығы 1980-90 жылдары қолданылуына байланысты қарқын алды. спорттық көліктерде. Осылайша, 1983 жылы Renault өзінің Formula 1 автокөліктерін 12 литрлік резервуармен жабдықтайды, онда электр сорғы, қысым реттегіші және инжекторлардың қажетті саны орнатылған. 1986 жылға қарай команданың инженерлері энергия блогының айналу моменті мен шығымын 600 -ден 870 ат күшіне дейін жеткізді.

Автокөлік өндірушілерінің жарысқан соғысында Феррари де «артқы жағын» жайғысы келмеді, және бұл жүйені өзінің кейбір спорттық машиналарында қолдануға шешім қабылдады. Осы модернизацияның арқасында бренд дизайнерлер арасында жетекші орынға ие болды. Дәл осындай тұжырымдаманы Porsche бренді жасаған.

Ұқсас жаңартулар WRC сериясындағы жарыстарға қатысқан машиналармен де жүргізілді. Алайда 90-шы жылдардың басында мұндай жарыстарды ұйымдастырушылар (соның ішінде F-1) ережеге өзгертулер енгізіп, жүйені жарыс автомобильдерінде пайдалануға тыйым салды.

Автоспорт әлеміндегі тағы бір серпіліс 2004 жылы драг-рейсинг жарыстарындағы осындай дамумен болды. Бір мильдік әлемдік рекордты әр түрлі күштік модификациямен межеге жетуге тырысқанына қарамастан, екі түрлі көлік бұзды. Бұл дизельді машиналар қабылдау коллекторына сумен жабдықталған.

Уақыт өте келе, автомобильдер ауа салқындатқышқа түспес бұрын ауа ағынының температурасын төмендететін интеркулер ала бастады. Осының арқасында инженерлер тықылдау қаупін азайта алды, ал инъекция жүйесі қажет болмай қалды. Қуаттылықтың күрт өсуі азот оксидін беру жүйесін енгізудің арқасында мүмкін болды (ресми түрде 2011 жылы пайда болды).

2015 жылы қайтадан су айдау туралы жаңалықтар пайда бола бастады. Мысалы, BMW шығарған жаңа MotoGP қауіпсіздік автокөлігінде суды шашатын классикалық жинақ бар. Шектеулі шығарылымдағы автокөліктің ресми тұсаукесерінде Бавария автокөлік өндірушісінің өкілі болашақта ұқсас жүйесі бар азаматтық модельдер желісін шығару жоспарланғанын айтты.

Су немесе метанол инъекциясы қозғалтқышқа не береді?

Сонымен тарихтан тәжірибеге көшейік. Неге қозғалтқышқа су айдау қажет? Сұйықтықтың шектеулі мөлшері қабылдау коллекторына түскенде (0.1 мм-ден аспайтын тамшы шашыратылады), ыстық ортаға тигенде, ол бірден оттегі мөлшері жоғары газ тәрізді күйге айналады.

Салқындатылған BTC қысуды едәуір жеңілдетеді, демек иінді білікке қысу инсультін орындау үшін аз күш жұмсау қажет. Осылайша, орнату бірнеше проблемаларды бірден шешуге мүмкіндік береді.

Біріншіден, ыстық ауа тығыздығы азырақ (эксперимент үшін сіз жылы үйден бос пластик бөтелкені суыққа шығарсаңыз болады - ол лайықты түрде кішірейеді), сондықтан цилиндрге оттегі аз түседі, демек бензин немесе дизель жанармай нашар жағылады. Бұл әсерді жою үшін көптеген қозғалтқыштар турбокомпрессорлармен жабдықталған. Бірақ бұл жағдайда да ауа температурасы төмендемейді, өйткені классикалық турбиналар шығатын коллектор арқылы өтетін ыстық сорғышпен жұмыс істейді. Суды шашырату жану тиімділігін арттыру үшін цилиндрлерге көбірек оттегі беруге мүмкіндік береді. Өз кезегінде, бұл катализаторға жағымды әсер етеді (толығырақ оқыңыз) жеке шолуда).

Екіншіден, су айдау энергоблогтың қуатын оның жұмыс көлемін өзгертпестен және оның дизайнын өзгертпестен арттыруға мүмкіндік береді. Себебі, бу күйінде ылғал әлдеқайда көп көлемді алады (кейбір есептеулер бойынша, көлем 1700 есе артады). Су шектеулі кеңістікте буланған кезде қосымша қысым пайда болады. Өздеріңіз білетіндей, момент үшін қысу өте маңызды. Қуат блогын және қуатты турбинаны жобалауға араласпай, бұл параметрді арттыру мүмкін емес. Бу күрт кеңейетін болғандықтан, ГТС жануынан көбірек энергия бөлінеді.

Үшіншіден, судың бүркуіне байланысты отын қызып кетпейді, ал қозғалтқышта детонация пайда болмайды. Бұл октан саны төмен арзан бензинді пайдалануға мүмкіндік береді.

Төртіншіден, жоғарыда келтірілген факторларға байланысты жүргізуші автомобильді динамикалық ету үшін газ педальын белсенді түрде баспауы мүмкін. Бұған сұйықтықты ішкі жану қозғалтқышына бүрку арқылы қол жеткізіледі. Қуаттың артуына қарамастан, отын шығыны көбейтілмейді. Кейбір жағдайларда, бірдей жүргізу режимінде қозғалтқыштың ашкөздігі 20 пайызға дейін төмендейді.

Шындығында, бұл дамудың қарсыластары бар. Суды айдау туралы жиі кездесетін қате түсініктер:

1. Су балғасы туралы не деуге болады? Су цилиндрлерге кірген кезде, мотор су балғасына тап болатындығын жоққа шығаруға болмайды. Поршень қысылған кезде судың тығыздығы жақсы болғандықтан, ол өлі нүктеге жете алмайды (бұл судың мөлшеріне байланысты), бірақ иінді білік айнала береді. Бұл процесс байланыстырушы шыбықтарды бүгуге, кілттерді сындыруға және т.б. Шындығында, суды айдау өте аз, сондықтан қысу инсульті әсер етпейді.
2. Металл сумен жанасқанда уақыт өте келе тат басады. Бұл жүйеде мұндай болмайды, өйткені жұмыс істеп тұрған қозғалтқыштың цилиндрлеріндегі температура 1000 градустан асады. Су 100 градус температурасында буға айналады. Сонымен, жүйенің жұмысы кезінде қозғалтқышта су болмайды, тек қатты қызған бу болады. Айтпақшы, отын жанған кезде, пайдаланылған газдарда аз мөлшерде бу да болады. Мұның ішінара айғағы - пайдаланылған құбырдан судың төгілуі (оның пайда болуының басқа себептері сипатталған) осында).
3. Майда су пайда болған кезде май эмульсияға айналады. Тағы да, шашыратылған судың мөлшері соншалықты аз, ол картерге жай кіре алмайды. Ол дереу сарқындымен бірге шығарылатын газға айналады.
4. Ыстық бу май қабығын бұзады, нәтижесінде қуат блогы сына ұстайды. Шындығында, бу немесе су майды ерітпейді. Ең нақты еріткіш - бұл тек бензин, бірақ сонымен бірге мұнай қабығы жүздеген мың шақырымға қалады.

Қозғалтқышқа су шашуға арналған құрылғының қалай жұмыс істейтінін көрейік.

Су айдау жүйесі қалай жұмыс істейді

Осы жүйемен жабдықталған заманауи қуат блоктарында әртүрлі типтегі жиынтықтар орнатылуы мүмкін. Бір жағдайда, бифуркацияға дейін қабылдау коллекторы кіреберісінде орналасқан бір саптама қолданылады. Тағы бір модификацияда бірнеше түрдегі инжекторлар қолданылады таратылған инъекция.

Мұндай жүйені орнатудың ең оңай жолы - электр сорғысы орналастырылатын бөлек су ыдысын орнату. Оған түтік жалғанған, ол арқылы бүріккішке сұйықтық беріледі. Қозғалтқыш қажетті температураға жеткенде (ішкі жану қозғалтқышының жұмыс температурасы сипатталады) басқа мақалада), драйвер қабылдау коллекторында дымқыл тұман жасау үшін бүркуді бастайды.

Ең қарапайым қондырғыны тіпті карбюраторлы қозғалтқышқа орнатуға болады. Сонымен қатар, қабылдау трактісін біршама жаңартпай-ақ жасауға болмайды. Бұл жағдайда жүйені жолаушылар бөлімінен жүргізуші басқарады.

Автоматты баптау дүкендерінде болатын неғұрлым жетілдірілген нұсқада бүріккіш режимін орнату бөлек микропроцессормен қамтамасыз етіледі немесе оның жұмысы ЭКЮ-ден келетін сигналдармен байланысты. Бұл жағдайда жүйені орнату үшін сізге автоэлектриктің қызметін пайдалану қажет болады.

Қазіргі заманғы бүрку жүйелерінің құрылғысы келесі элементтерден тұрады:

• 10 барға дейінгі қысымды қамтамасыз ететін электр сорғысы;
• Суды шашыратуға арналған бір немесе бірнеше саптама (олардың саны бүкіл жүйенің құрылғысына және дымқыл ағынды цилиндрлерге бөлу принципіне байланысты);
• Контроллер - бұл суды айдау уақыты мен мөлшерін бақылайтын микропроцессор. Оған сорғы қосылған. Осы элементтің арқасында тұрақты жоғары дәлдіктегі дозалау қамтамасыз етіледі. Кейбір микропроцессорларға енгізілген алгоритмдер жүйеге қуат блогының әртүрлі жұмыс режимдеріне автоматты түрде бейімделуге мүмкіндік береді;
• Коллекторға шашыратылатын сұйықтыққа арналған бак;
• Осы сыйымдылықта орналасқан деңгей датчигі;
• Дұрыс ұзындықтағы шлангтар және тиісті арматура.

Жүйе осы принцип бойынша жұмыс істейді. Инъекция контроллері ауа ағынының датчигінен сигналдар алады (оның жұмысы мен ақаулары туралы толығырақ оқыңыз) осында). Осы мәліметтерге сәйкес, тиісті алгоритмдерді қолдана отырып, микропроцессор шашыратылған сұйықтықтың уақыты мен мөлшерін есептейді. Жүйенің модификациясына байланысты саптаманы өте жұқа атомизаторы бар жең түрінде жасауға болады.

Көптеген заманауи жүйелер сорғыны қосу / өшіру туралы жай сигнал береді. Қымбат жинақтарда дозаны өзгертетін арнайы клапан бар, бірақ көп жағдайда ол дұрыс жұмыс істемейді. Негізінде, контроллер қозғалтқыш 3000 айн / мин болғанда іске қосылады. және басқалары. Мұндай қондырғыны сіздің машинаңызға орнатпас бұрын, өндірушілердің көпшілігі кейбір автомобильдерде жүйенің дұрыс жұмыс істемеуі туралы ескертетінін ескеруіңіз керек. Ешкім егжей-тегжейлі тізімді бермейді, өйткені бәрі қуат блогының жеке параметрлеріне байланысты.

Су айдаудың негізгі функциясы қозғалтқыш қуатын арттыру болғанымен, ол негізінен қызыл ыстық турбинадан келетін ауа ағынын салқындату үшін тек салқындатқыш ретінде қолданылады.

Қозғалтқыштың өнімділігін арттырудан басқа, көпшілік инъекция операциясы цилиндрдің жұмыс қуысын және пайдаланылған газды тазартатындығына сенімді. Кейбіреулер газдың құрамында будың болуы улы заттарды бейтараптандыратын химиялық реакцияны тудырады деп санайды, бірақ бұл жағдайда автомобильге автомобиль катализаторы немесе күрделі AdBlue жүйесі сияқты элемент қажет болмайды, ол туралы сіз оқи аласыз . осында.

Суды айдау тек қозғалтқыштың жоғары жылдамдығында ғана әсер етеді (оны жақсы жылыту керек және ауа ағыны жылдам болуы керек, сондықтан ылғал цилиндрлерге тез енеді), ал турбокомпьютерлерде. Бұл процесс қосымша момент пен қуаттың аздап өсуін қамтамасыз етеді.

Егер қозғалтқыш табиғи түрде сорылатын болса, онда ол айтарлықтай күшейе бермейді, бірақ ол детонацияға ұшырамайды. Турбо зарядталған ICE-де супер зарядтағыштың алдына орнатылған су айдау кіріс ауа температурасын төмендету арқылы тиімділікті арттырады. Мұндай жүйеде одан да көп әсер ету үшін бұрын айтылған су мен метанол қоспасы 50х50 пропорциясында қолданылады.

Артықшылықтары мен кемшіліктері

Сонымен, су айдау жүйесі:

• Кіретін ауа температурасы;
• Жану камерасы элементтерінің қосымша салқындауын қамтамасыз етіңіз;
• Егер төмен сапалы (төмен октанды) бензин қолданылса, су бүрку қозғалтқыштың детонацияға төзімділігін арттырады;
• Сол жүргізу режимін пайдалану отын шығынын азайтады. Бұл дегеніміз, бірдей динамикада автомобиль ластайтын заттарды аз шығарады (әрине, бұл автомобиль онша тиімді емес, ол катализаторсыз және улы газдарды бейтараптандыратын басқа жүйелерсіз жасай алады);
• Қуатты арттыру үшін ғана емес, сонымен қатар моторды айналдыру моментімен 25-30 пайызға арттырады;
• Қозғалтқыштың сору және шығару жүйесінің элементтерін белгілі бір деңгейде тазартыңыз;
• Дроссельдің реакциясы мен педальға жауап беруді жақсарту;
• Турбинаны қозғалтқыштың төмен жылдамдығымен жұмыс қысымына келтіріңіз.

Көптеген пайдалы қасиеттерге қарамастан, су айдау әдеттегі көліктер үшін қажет емес, сондықтан автомобиль өндірушілер оны өндірістік көліктерге енгізбейтін бірнеше жақсы себептер бар. Олардың көпшілігі жүйенің спорттық шығу тегіне байланысты. Автоспорт әлемінде отын үнемдеу негізінен еленбейді. Кейде отын шығыны жүзге 20 литрге жетеді. Бұл қозғалтқышты жиі максималды жылдамдыққа жеткізетіндігімен байланысты, ал жүргізуші газды тоқтағанға дейін үнемі басып тұрады. Тек осы режимде инъекцияның әсері байқалады.

Сонымен, жүйенің негізгі кемшіліктері:

• Орнату бірінші кезекте спорттық машиналардың жұмысын жақсартуға арналған болғандықтан, бұл даму тек максималды қуатта тиімді болады. Қозғалтқыш осы деңгейге жеткен кезде контроллер осы сәтті бекітіп, су айдайды. Осы себепті қондырғының тиімді жұмыс істеуі үшін көлік құралы спорт режимінде жұмыс істеуі керек. Төмен айналымдарда қозғалтқыш көбірек «брод» болуы мүмкін.
• Су айдау біршама кешігу арқылы жүзеге асырылады. Біріншіден, қозғалтқыш қуат режиміне өтеді, микропроцессорда сәйкес алгоритм іске қосылады және сорғыға сигнал беру үшін сигнал жіберіледі. Электр сорғы сұйықтықты желіге айдай бастайды, содан кейін ғана саптама оны шашыра бастайды. Жүйенің модификациясына байланысты мұның барлығы шамамен бір миллисекундты алуы мүмкін. Егер машина тыныш режимде жүрсе, онда бүрку ешқандай әсер етпейді.
• Бір шүмегі бар нұсқаларда белгілі бір цилиндрге қанша ылғал түсетінін бақылау мүмкін емес. Осы себепті, жақсы теорияға қарамастан, практика көбіне қозғалтқыштың тұрақсыз жұмысын көрсетеді, тіпті толық ашық дроссельмен. Бұл жеке «кастрюльдердегі» әр түрлі температуралық жағдайларға байланысты.
• Қыста жүйе тек сумен емес, метанолмен жанармай құюды қажет етеді. Тек осы жағдайда, тіпті суық мезгілде де сұйықтық коллекторға еркін жеткізіледі.
• Қозғалтқыштың қауіпсіздігі үшін айдалған суды дистилляциялау керек, және бұл қосымша қалдық. Егер сіз кәдімгі ағынды суды қолдансаңыз, жақын арада жанасатын беттердің қабырғаларында әк шөгінділері жиналады (мысалы, шәйнектегі қақ тәрізді). Қозғалтқышта шетелдік қатты бөлшектердің болуы қондырғының ерте бұзылуына әкеледі. Осы себепті дистиллятты қолдану керек. Мардымсыз жанармай үнемдеумен салыстырғанда (қарапайым автомобиль спорт режимінде тұрақты жұмыс істеуге арналмаған, ал заңнама бұған жалпыға ортақ пайдаланылатын жолдарда тыйым салады), қондырғының өзі, оны күтіп ұстау және дистиллятты қолдану (ал қыста - су қоспасы) және метанол) экономикалық тұрғыдан негізсіз ...

Шындығында, кейбір кемшіліктерді жоюға болады. Мысалы, қуат блогы үлкен айн / мин немесе максималды жүктеме кезінде мин / айн тұрақты жұмыс істеуі үшін бөлінген су айдау жүйесін орнатуға болады. Бұл жағдайда инжекторлар бірдей жанармай жүйесіндегідей әр қабылдау коллекторына бір-бірден орнатылады.

Дегенмен, мұндай қондырғының бағасы қосымша элементтердің арқасында ғана емес, айтарлықтай артады. Шындығында, ылғал айдау тек ауа ағыны қозғалған жағдайда ғана мағыналы болады. Сорып алу клапаны (немесе кейбір қозғалтқыш модификацияланған жағдайда бірнеше) жабылған кезде және бұл үш циклда орын алса, құбырдағы ауа қозғалыссыз болады.

Судың коллекторға бекер ағып кетуіне жол бермеу үшін (жүйе коллектордың қабырғаларында жиналған артық ылғалды кетіруді қарастырмайды) контроллер қай сәтте және қандай саптаманың іске қосылуын анықтауы керек. Бұл күрделі қондырғы қымбат жабдықты қажет етеді. Стандартты автокөлік үшін қуаттың шамалы өсуімен салыстырғанда, мұндай шығын негізсіз.

Әрине, мұндай жүйені машинаңызға орнату немесе орнатпау әркімнің өз ісі. Біз осындай дизайнның артықшылықтары мен кемшіліктерін қарастырдық. Сонымен қатар, су айдаудың қалай жұмыс істейтіні туралы егжей-тегжейлі бейне дәрісті көруді ұсынамыз:

Іштен жану қозғалтқышының теориясы: суды қабылдау жүйесіне айдау

Сұрақтар мен жауаптар:

Метанол инъекциясы дегеніміз не? Бұл жұмыс істеп тұрған қозғалтқышқа аз мөлшерде су немесе метанол айдау. Бұл нашар отынның детонацияға төзімділігін арттырады, зиянды заттардың шығарылуын азайтады, іштен жанатын қозғалтқыштың айналу моменті мен қуатын арттырады.

Метанолды инъекциялау не үшін қажет? Метанолды инъекциялау қозғалтқыш соратын ауаны салқындатады және қозғалтқыштың соғу ықтималдығын азайтады. Бұл судың жоғары жылу сыйымдылығына байланысты қозғалтқыштың тиімділігін арттырады.

Водометанол жүйесі қалай жұмыс істейді? Бұл жүйенің модификациясына байланысты. Ең тиімдісі отын инжекторларымен синхрондалады. Олардың жүктемесіне байланысты су метанолы айдалады.

Водометанол не үшін қолданылады? Бұл зат Кеңес Одағында ұшақ қозғалтқыштарында реактивті қозғалтқыштар пайда болғанға дейін қолданылған. Метанол суы іштен жанатын қозғалтқыштағы детонацияны азайтып, ХТС жануын тегіс етті.