4 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Впрыск метанола в двигатель что это

Как сделать систему впрыска воды в двигатель

Система впрыска воды в двигатель — один из самых доступных элементов тюнинга автомобиля, позволяющих повысить мощность мотора. Это еще и одновременно улучшает показатели экономичности. Внедрение такой системы не предусматривает серьезного вмешательства в конструкцию автомобиля, поэтому может быть произведено своими руками.

Что это

Впрыск воды в ДВС — идея, пришедшая в автомобильную отрасль из авиастроения. Еще во времена Второй Мировой войны американские и немецкие инженеры использовали впрыск смеси воды и метанола в двигатели истребителей. Тем самым повышается мощность моторов в режиме форсажа. Развитие этой идеи было похоронено после наступления эпохи турбореактивных двигателей.

В 80-е годы XX столетия технология вернулась, но уже в автоспорте. Впрыск воды начал использоваться для повышения отдачи двигателей гоночных болидов Формулы-1, а позднее в гонках на выносливость Ле-Ман и в раллийной серии. Однако неизменно конструкция запрещалась организаторами чемпионатов. Максимального распространения идея впрыска воды в мотор достигла в мире дрэг-рейсинга, где не было серьезного контроля со стороны организаторов гонок.

С этого момента впрыск воды в цилиндры поршневых ДВС стал одним из элементов автотюнинга. Такое положение не изменило даже появление интеркулеров, которые более эффективны, чем системы впрыска воды в двигатель. Последние до сих пор остаются популярны из-за своей дешевизны, неприхотливости и легкости установки. Однако используют их, как правило, на высокофорсированных двигателях, особенно оснащенных турбиной.

Принцип работы

Принцип работы впрыска в мотор основан на работе отдельной форсунки, через которую во впускной коллектор мотора впрыскивается вода. В итоге топливно-воздушная смесь (ТВС) состоит не только из бензина и воздуха, но и воды. Так как она обладает большей теплоемкостью, то температура в цилиндрах мотора снижается, а температура взвеси — повышается. Такая смесь обладает большей плотностью и весом, что позволяет тратить меньшие ресурсы на сжатие.

В результате повышается КПД и отдача мотора: увеличивается мощность (до 20 %), повышается крутящий момент, уменьшается детонация. Одновременно из-за использования воды снижается концентрация вредных веществ в выхлопе автомобиля.

Есть у системы впрыска воды в топливо и свои недостатки.

  1. Почти ни одна система впрыска воды в двигатель не позволяет добиться равномерного распределения жидкости. Один или несколько цилиндров получают меньший объем воды, в результате работая на обедненной смеси. В результате могут наблюдаться нестабильность работы движка и снижение скорости разгона при полностью открытой дроссельной заслонке. Решить такую проблему может использование индивидуальной форсунки для каждого цилиндра мотора. Однако такая система получается слишком дорогостоящей.
  2. Для использования подходит исключительно дистиллированная вода — обычная водопроводная не пригодна. Использование обычной воды приводит к образованию солевых отложений, что снижает эффективность движка и может способствовать его поломке.
  3. Еще один недостаток системы — трудность использования в российских условиях. Вода элементарно замерзает при отрицательных температурах. Поэтому в отечественных условиях чаще используется вода в сочетании со спиртовыми добавками, однако при низких отрицательных температурах не помогают и они. В этом случае приходится демонтировать систему с автомобиля.

Как сделать своими руками

В продаже имеются готовые установочные комплекты впрыска воды в двигатель. Однако их стоимость может составлять несколько сотен тысяч рублей. Поэтому многие автовладельцы предпочитают собирать и устанавливать самодельные системы.

Для изготовления впрыска воды в двигатель автовладельцу понадобятся:

  • электронасос на 12 В;
  • форсунка (жиклер) для распыления;
  • емкость для хранения воды — подойдет стандартный бачок для омывающей жидкости;
  • солевой фильтр, устанавливаемый на бачок;
  • магистрали перемещения воды — подойдут обычные медицинские трубки от капельницы, для переливания крови и т. д.

Схема установки системы впрыска воды выглядит следующим образом.

  1. Бачок устанавливается в моторный отсек в любое свободное место, подходящее по габаритам. На выходе из бачка устанавливается солевой фильтр, который предотвратит загрязнение двигателя солевыми отложениями.
  2. В салоне автомобиля размещается электронасос на 12 вольт, который обеспечит непрерывную работу системы подачи воды.
  3. Форсунка устанавливается во впускной коллектор за инжектором. По размеру форсунки подбирается трубка для подачи воды.
  4. Система подводится ко впускному коллектору. В нем делаются отверстия, которые затем нужно герметизировать.

У заводских комплексов подачи воды за объем поступающей жидкости отвечает электронный блок управления. В самодельных устройствах приходится экспериментировать, чтобы добиться необходимого дозирования. Регуляторами объема поступающей воды выступают трубка и форсунка — именно от их размеров зависят дозы воды, поступающие в цилиндры. Поэтому трубки и форсунки подбираются экспериментальным путем.

В идеале соотношения воды и бензина должно быть 1 к 10 — именно при таком соотношении достигается наибольшая отдача системы. При превышении дозы воды можно схватить гидроудар цилиндров мотора. Поэтому при настройке системы нужно начинать с минимально возможных объемов воды, постепенно повышая дозировку. Как уже говорилось, регулирование объемов достигается увеличением размеров форсунки и магистралей подачи воды.

Существует разница в подходах при монтировании системы на карбюраторные и инжекторные автомобили. Установить систему на автомобиль с карбюраторным впрыском достаточно просто — здесь можно не использовать форсунку. Ее заменяет игла от обычного медицинского шприца, устанавливаемая в трубку, ведущую от электронасоса. Иглой делается прокол в трубке регулятора опережения зажигания, после чего игла закрепляется с помощью герметика.

Однако такая схема не позволяет добиться эффективного впрыска воды — ее дисперсионные качества недостаточно высоки, что снижает эффективность использования всей системы. Поэтому многими специалистами подобный способ отвергается.

Советы по использованию

Можно дать несколько рекомендаций, соблюдение которых позволит повысить эффективность использования системы впрыска воды в двигатель.

  1. Повысить отдачу системы поможет использование не просто дистиллированной воды, а ее смеси со спиртом в соотношении 50 на 50. Метанол сгорает медленнее, чем бензин, что более плавно повышает давление в цилиндрах мотора. В результате происходит существенный рост крутящего момента.
  2. Особого смысла в установке системы на обычные «атмосферники» нет. Впрыск воды в двигатель повышает КПД форсированных двигателей, особенно велика отдача на турбированных моторах. Установка системы впрыска воды на обычный атмосферный движок лишь позволит снизить детонации топливно-воздушной смеси, ждать прилива мощности и крутящего момента в таком случае не приходится.
  3. При установке системы необходимо добиться наилучшего распыления, так как наибольшей эффективностью обладает мелкодисперсная смесь. Поэтому нужно использовать мощный насос и качественный распылитель.

Изготовить систему подачи воды в двигатель достаточно просто. Гораздо сложнее настроить объемы воды, чтобы они не повредили мотору и в то же время давали необходимый эффект. Если есть сомнения, что удастся точно отрегулировать дозы поступающей в цилиндры воды, то лучше приобрести заводской комплект со встроенным блоком управления.

система подачи метанола в трубопровод

Система подачи метанола в трубопровод относится к системам введения ингибирующих веществ в газопроводы и может быть использовано при ингибировании образования гидратов газа в трубопроводе, применяемом для транспортирования газообразных углеводородов. Система содержит магистраль-источник метанола, на которой установлен первый регулирующий вентиль. До регулирующего вентиля магистраль-источник метанола содержит два патрубка подключения, к каждому из которых последовательно подключены первый запорный вентиль, фильтр и второй запорный вентиль. Выходы вторых запорных вентилей подключены к входу диафрагмы замерной, выход которой подключен посредством второго регулирующего вентиля к входу обратного клапана, выход которого подключен через запорные вентили к входам форсунок. Технический результат — увеличение ресурса безаварийной работы за счет уменьшения отложения газогидрата на стенках трубопровода и запорной арматуре. 16 з.п. ф-лы, 1 ил.

Формула изобретения

1. Система подачи метанола в трубопровод, характеризуемая тем, что она содержит магистраль-источник метанола, на которой установлен первый регулирующий вентиль, до регулирующего вентиля магистраль-источник метанола содержит два патрубка подключения, к каждому из которых последовательно подключены первый запорный вентиль, фильтр и второй запорный вентиль, выходы вторых запорных вентилей подключены к входу диафрагмы замерной, выход которой подключен посредством второго регулирующего вентиля к входу обратного клапана, выход которого подключен через запорные вентили к входам форсунок.

2. Система по п.1, отличающаяся тем, что она дополнительно содержит первый контрольный манометр, установленный с возможностью измерения давления в магистрали-источнике метанола.

3. Система по п.1, отличающаяся тем, что она дополнительно содержит второй контрольный манометр, установленный с возможностью измерения давления на входе диафрагмы замерной.

4. Система по п.1, отличающаяся тем, что она дополнительно содержит третий контрольный манометр, установленный с возможностью измерения давления на выходе обратного клапана.

5. Система по п.1, отличающаяся тем, что она дополнительно содержит запорный вентиль с возможностью сброса газа из трубопровода через форсунки для их очистки.

6. Система по п.5, отличающаяся тем, что выход первого регулирующего вентиля подключен к магистрали-источнику метанола через насос для сброса излишков метанола.

7. Система по п.1, отличающаяся тем, что вход первого регулирующего вентиля подключен к магистрали-источнику метанола.

8. Система по п.1, отличающаяся тем, что использованы форсунки, имеющие различную производительность.

9. Система по п.1, отличающаяся тем, что она дополнительно содержит третью форсунку, подключенную посредством запорного вентиля к выходу обратного клапана.

10. Система по п.1, отличающаяся тем, что расстояние между местами размещения форсунок в одном трубопроводе составляет от 0,03 до 5 м.

11. Система по п.1, отличающаяся тем, что форсунки размещены по оси трубопровода и/или по диаметру трубопровода.

12. Система по п.1, отличающаяся тем, что форсунки размещены в разных трубопроводах.

13. Система по п.1, отличающаяся тем, что она содержит от одной до 30 форсунок.

14. Система по п.1, отличающаяся тем, что угол наклона форсунки относительно оси трубопровода составляет от 5 до 85°.

15. Система по п.1, отличающаяся тем, что направление струи форсунки направлено по потоку газа или против потока газа.

16. Система по п.1, отличающаяся тем, что форсунка расположена на расстоянии от стенки трубопровода h=2H/D=0,02÷1, где Н — расстояние оси отверстия форсунки от внутренней стенки трубопровода, D — диаметр трубопровода.

17. Система по п.1, отличающаяся тем, что форсунки подключены к выходу обратного клапана посредством регулирующих вентилей.

Читать еще:  Двигатель бензогенератора технические характеристики

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к способу транспортировки газовых продуктов ингибирования образования в текучей среде гидратов, а именно к системам введения ингибирующих веществ в трубопроводы, и может быть использовано при ингибировании образования гидратов газа в трубопроводе, применяемом для транспортирования газообразных углеводородов.

В природном газе, как и других углеводородных текучих средах, присутствуют диоксид углерода, сероводород и различные углеводороды, например метан, этан, пропан, нормальный бутан и изобутан. Было обнаружено, что с такими компонентами углеводородной текучей среды обычно взаимодействует в различных количествах вода. Когда такие компоненты углеводородной текучей среды или другие вещества, способные образовывать гидраты, вступают во взаимодействие с водой в условиях повышенного давления и пониженной температуры, могут образоваться гидраты клатратов. Гидраты клатратов представляют собой водные кристаллы, которые образуют вокруг молекул «гостя», например, гидратообразующих углеводородов или газов, структуру, похожую на призму, некоторые гидратообразующие углеводороды включают метан, этан, пропан, изобутан, бутан, неопентан, этилен, пропилен, изобутилен, циклопропан, циклобутан, циклопентан, циклогексан и бензол, а также другие углеводороды.

Кристаллы гидрата газа или гидраты газа представляют собой класс гидратов клатрата и имеют особое значение при добыче и/или транспортировании природного газа и других углеводородных газообразных сред, они могут образовывать пробки в трубопроводе. Так, например, при давлении около 1 МПа этан может образовывать гидраты газа при температурах ниже 4°С, а при давлении 3 МПа этан может образовывать гидраты газа при температурах ниже 14°С. Такие температуры и давления являются обычными для многих рабочих условий, в которых добывают и транспортируют природный газ и другие углеводородные текучие среды /жидкости/.

Так как гидраты газа склонны к накапливанию, они могут образовывать в трубе или трубопроводе, применяемом для добычи и/или транспортирования природного газа или другой углеводородной текучей среды, гидратные пробки. Образование таких гидратных пробок может привести к простою оборудования при добыче, транспортировке и переработке углеводородного сырья, и вследствие этого к существенным финансовым расходам. Кроме того, повторный запуск находящегося в простое оборудования, в частности оборудования в открытом море или транспортного оборудования, может быть затруднен вследствие того, что для безопасного удаления гидратных пробок необходимы значительные количества времени, энергии и материалов, а также различные механические приспособления.

Для предотвращения образования гидратных пробок в потоках углеводородной текучей среды или природного газа применяют разные меры. Такие меры включают поддержание внешних температуры, препятствующих образованию гидратных пробок, и/или давления и введение антифриза, например метанола, этанола, пропанола или этиленгликоля. С инженерно-технической точки зрения для поддержания внешних температуры и/или давления необходима модификация оборудования, например применение изолированного или снабженного рубашкой трубопровода. Такие модификации очень дорого осуществлять и воспроизводить.

В настоящее время в газовой промышленности в трубопроводы, в местах, где расположена различная арматура, на которой предпочтительно образуются гидраты, преимущественно подают метанол для предотвращения гидратообразования (т.е. образования кристаллической структуры С+Н 2 O на узлах арматуры внутри трубопровода). Впрыск производится обычно через одну форсунку, которая устанавливалась по оси трубопровода.

Недостатком известной системы впрыска метанола следует признать ее механическую уязвимость, поскольку по трубопроводу вместе с перемещаемым с большой скоростью (около 20-40 м/с) газом перемещается значительное количество механических примесей, разрушающих как саму форсунку, так и систему, подводящую к форсунке метанол.

Техническая задача, решаемая посредством разработанной системы, состоит в улучшении условий транспортирования углеводородных газов по трубопроводам.

Технический результат, получаемый при реализации разработанной системы, состоит в увеличении ресурса безаварийной работы за счет уменьшения отложения газогидрата на стенках трубопровода и запорной арматуре.

Для достижения указанного технического результата предложено использовать разработанную систему подачи метанола в трубопровод. Разработанная система содержит магистраль-источник метанола, на которой установлен первый регулирующий вентиль, до регулирующего вентиля магистраль-источник метанола содержит два патрубка подключения, к каждому из которых последовательно подключены первый запорный вентиль, фильтр и второй запорный вентиль, выходы вторых запорных вентилей подключены к входу диафрагмы замерной, выход которой подключен посредством второго регулирующего вентиля к входу обратного клапана, выход которого подключен через запорные вентили к входам форсунок. Кроме того, система может дополнительно содержать первый контрольный манометр, установленный с возможностью измерения давления в магистрали-источнике метанола, и/или второй контрольный манометр, установленный с возможностью измерения давления на входе диафрагмы замерной и/или третий контрольный манометр, установленный с возможностью измерения давления на выходе обратного клапана. Система может также дополнительно содержать запорный вентиль, с возможностью сброса газа из трубопровода через форсунки с целью их очистки. Выход первого регулирующего вентиля предпочтительно подключен к магистрали-источнику метанола через насос для сброса излишков метанола. При реализации системы преимущественно использованы форсунки, имеющие различную производительность. Система может дополнительно содержать третью форсунку, подключенную посредством запорного вентиля к выходу обратного клапана. Обычно расстояние между местами размещения форсунок в одном трубопроводе составляет от 0,03 до 5 м. Форсунки могут быть размещены по оси трубопровода и/или по диаметру трубопровода. В некоторых вариантах реализации, когда несколько трубопроводов проходят недалеко друг от друга, в зависимости от обстоятельств форсунки могут быть размещены в разных трубопроводах. В предпочтительном варианте система может содержать от одной до тридцати форсунок. Предпочтительно угол наклона форсунки относительно оси трубопровода составляет от 5° до 85°. Направление струи форсунки может быть ориентировано как по потоку газа, так и против потока газа. Преимущественно форсунка расположена на расстоянии от стенки трубопровода h=2H/D=0,02÷1, где Н — расстояние оси отверстия форсунки от внутренней стенки трубопровода, D — диаметр трубопровода. Форсунка предпочтительно расположена на расстоянии от стенки трубопровода h=2H/D=0,02÷1, где Н — расстояние оси отверстия форсунки от внутренней стенки трубопровода, D — диаметр трубопровода. Обычно форсунки дополнительно подключены к выходу обратного клапана посредством регулирующих вентилей. Предпочтительно вход первого регулирующего вентиля подключен к магистрали-источнику метанола.

Сущность разработанного технического решения состоит в использовании двух и более форсунок, установленных в стенках трубопровода, при этом средства подачи метанола размещены, предпочтительно, вне трубопровода. Подобное решение технической задачи обеспечивает, с одной стороны, сохранность форсунок и средств подвода метанола, и, с другой стороны, использование двух форсунок обеспечивает надежность функционирования системы, поскольку одна форсунка является или резервной, или дополнительной для варианта реализации, когда идет большой поток газа и не хватает расхода метанола.

Основное отличие разработанной системой является использование нескольких форсунок, которые расположены на стенках трубопровода и распределяют метанол по всему сечению трубопровода равномерно.

Ниже приведена схема устройства впрыска метанола и форсунки, при этом использованы следующие обозначения: запорные вентили 1, 2, 3, 4, 7, 14, фильтры 5, 6, регулирующий вентиль 8, 9, обратный клапан 10, дифференциальный датчик давления 11, замерная диафрагма 12, форсунки 13, манометр 15, 16, 17.

Метанол от насоса через магистраль поступает по патрубкам на запорные вентили 1 и 3, которые соединены соответственно с фильтрами очистки метанола 5, 6 и запорными вентилями 2, 4. В рабочем состоянии открыт один из вентилей 1 или 3, другой закрыт. При необходимости очистки одного из фильтров закрывают соседние с ним вентили, например, для фильтра 5 — вентили 1 и 2, фильтр извлекают и прочищают (или заменяют на другой, чистый), при этом вентиль 3 и 4 открыты, т.е. работает фильтр 6. Манометры 16 и 17 служат для определения степени загрязнения фильтров по перепаду давления на них.

Диафрагма замерная 12 и дифференциальный датчик давления 11 служат для определения расхода метанола, необходимого для удаления гидратообразования при определенном расходе газа в магистральном трубопроводе.

Расход метанола регулируют регулирующим вентилем 9. Обратный клапан 10 служит для предотвращения попадания газа в систему из магистрального трубопровода. Запорные вентили 14 служат для перекрытия подачи метанола на форсунки 13. Манометр 15 служит для контроля давления в магистральном трубопроводе.

Запорный вентиль 7 служит для обратной продувки форсунок в случае их загрязнения. Регулирующий вентиль 8 предназначен для подачи избыточного расхода метанола на байпасную линию, которая замыкается на насосе метанола.

Форсунки 13 могут включаться как совместно, так и по отдельности. Распыл может осуществляться как в направлении потока, так и против направления (предпочтительно).

Пример реализации системы.

Метанол распыляют в трубе 426×22, по которой идет природный газ. Давление газа в трубопроводе 13,5 МПа, давление подачи — до 16,0 МПа. Фильтры обеспечивают тонкость очистки подаваемого метанола не выше 100 мкм, тонкость распыливания форсунками подаваемого метанола не более 100 мкм, расход метанола от 20 до 200 кг/час.

Такой широкий диапазон распыла с использованием одной форсунки реализовать невозможно, поэтому используют две форсунки, причем первая форсунка обеспечивает расход от 20 кг/час до 70 кг/час, вторая — от 70 кг/час до 130 кг/час, когда их включают совместно, то суммарный расход обеспечивает расход от 90 кг/час до 200 кг/час. Кроме того, более тонкая регулировка расхода на каждой форсунке осуществляется вентилем 9, величина расхода определяется по датчику 11.

Количество форсунок может быть неограничено. Например, при трех форсунках можно обеспечить расход следующим образом:

1-я — от 20 кг/час до 40 кг/час;

2-я — от 30 кг/час до 65 кг/час;

3-я — от 75 кг/час до 95 кг/час.

Суммарный расход 1-й и 2-й форсунки — от 50 кг/час до 105 кг/час.

Суммарный расход 2-й и 3-й форсунок — от 105 кг/час до 160 кг/час.

Суммарный расход 1-й, 2-й и 3-й форсунок — от 125 кг/час до 200 кг/час.

Т.е. широко перекрываются все задаваемые диапазоны, включая еще тонкое регулирование вентилем 9.

Использование разработанной системы позволяет увеличить работу трубопровода между операциями очистки, по меньшей мере, в 2,4 раза.

Впрыск воды в двигатель авто: что дает система?

Для большинства водителей вопрос относительно повышения мощности силового агрегата весьма актуален. Однако при этом многие из них не хотят сильно вмешиваться в конструкцию и как-либо ее изменять. Для этих целей и был придуман довольно действенный метод повышения мощности двигателя, а именно – чипирование электронного блока управления. Достоинств у такого способа хоть отбавляй, однако использовать подобный тюнинг можно далеко не на всех силовых агрегатах. Для тех моторов, на которых произвести такую манипуляцию не разрешается существует еще один альтернативный способ повышения мощности — впрыск воды в топливновоздушную смесь. Сделать подобное решение возможно и собственными силами. В этом материале и будут рассмотрены плюсы и минусы системы впрыска воды в двигатель.

Читать еще:  Густое масло в двигателе что делать

Применение [ править | править код ]

Во время Второй мировой войны активно применялась система MW 50.

Применение её в поршневых двигателях Пратт-Уитни по 2000 л.с. среднего бомбардировщика Дуглас A-26 «Инвэйдер» позволило увеличить их мощность сперва до 2200 л.с., потом — до 2400 л.с.

В 1920-х — 30-х годах система впрыска воды в карбюратор применялась на некоторых тракторах, в частности американском International 10/20. Впрыск воды повышал детонационную стойкость рабочей смеси, что позволяло использовать в качестве топлива дешёвый керосин (хотя пускался и прогревался двигатель на бензине).

  • Портал ‹ Список форумовДругоеАвтодела
  • Изменить размер шрифта
  • Версия для печати

Эффективность впрыска метанола, воды, этанола.

Коэффициентом наполнения называется отношение количества свежего заряда, по массе, действительно поступившего в цилиндр, к количеству свежего заряда, также по массе, которое могло бы заполнить рабочий объем цилиндра при давлении и температуре в исходном состоянии на впуске в двигатель

Или проще – чем выше значения коэффициента наполнения VE, тем больше воздуха поступит в двигатель, а значит и будет возможность больше сжечь топлива. Нет воздуха, нет кислорода и не возможен процесс горения при котором выделяется тепло.

Вид топлива, каким способом и когда это топливо поступает в двигатель – влияет на значения коэффициента наполнения. У двигателей с карбюратором или моно впрыском топливо подается раньше, еще до впускного коллектора и в основном, такие моторы имеют в целом более низкие значения коэффициента наполнения. Причина заключается в том, что топливо начинает практически сразу испарятся, и эти испарения замещают поступающий свежий заряд воздуха. Двигатели с распределенным впрыском, в которых топливо подается в впускной канал имеют выше коэффициент наполнения при прочих равных условиях. Т.к. не происходит замещение воздуха в впускном коллекторе. Топливо не испаряется до тех пор, пока не поступит в впускной канал и не встретит впускные клапана.

Двигатели с непосредственным впрыском, у которых топливо подается прямо в цилиндры после того, как впускные клапана уже закрыты, не имеют вообще снижения коэффициента наполнения из-за подачи топлива. Чем позже топливо начнет испаряться в системе впуска, тем это лучше для VE коэффициента наполнения. Но, с другой стороны, чем раньше начнется процесс испарения, тем лучше будет смесеобразование и более равномерная подача смеси в цилиндры.

Раньше, на двигателя с карбюратором желательным было добиться испарения 60% топлива в впускном коллекторе. Подогрев заряда способствует снижению VE т.к. при этом снижается плотность заряда. Однако на ТАКИХ двигателях подогрев необходим для обеспечения лучшего испарения топлива. При этом надо иметь в виду, что подогрев следует осуществлять только до тех пор, пока увеличение мощности двигателя из-за лучшего испарения смеси будет компенсировать снижение той же мощности вследствие уменьшения VE

Двигатели, в которых используется система распределенного впрыска, не нуждаются в подогреве впускного коллектора, полагаясь на более качественный распыл форсунок и высокую температуру вокруг впускных клапанов для обеспечения испарения топлива. Результат — более высокий коэффициент наполнения. Часто, топливо впрыскивается прямо на впускной клапан. Это не только ускоряет процесс испарения, но также охлаждает впускной клапан, цикличная температура которого легко переваливает за 400*С, хотя средняя в пределах 200-300*С.

Топлива с малыми значения AFR (соотношение массы воздуха к массе топлива), такие как алкогольные виды, уменьшают коэффициент наполнения еще в большей степени. Топлива, у которых высокая удельная теплота парообразования отыгрывают часть потерянного коэффициента наполнения из-за сильного эффекта охлаждения в момент испарения. Это понижение температуры входящего свежего заряда делает его более плотным и позволяет при том же давлении в системе впуска поступить большему количеству воздуха.

Классическая система впрыска, также как и на моторах с карбюратором или моно впрыском, подает смесь до впускного коллектора, а значит ее эффект напрямую зависит от значения удельной теплоты парообразования этой подаваемой смеси.

У бензина теплота парообразования 307 kJ/kg, а у метанола 1147 kJ/kg – в 3.74 раза больше. У воды удельная теплота парообразования – 2350 kJ/kg, в 7,65 раз больше чем у бензина и более чем в 2 раза выше удельной теплоты парообразования метанола. Этанол – 873kJ/kg.

Октановое число у этанола и метанола приблизительно одинаковое – в пределах 108-109., но этанол сильно проигрывает по охлаждению метанолу. Вода в этом плане без конкуренции и охлаждает в разы лучше и на порядок лучше решает проблемы с детонацией и EGT (температура отработанных газов)

У метанола, также есть свои плюсы – прежде всего это топливо, при сгорании он выделяет тепло, что дает мощность. Более того, если сравнить метанол с бензином, то он в пересчете тепловой энергии к удельной массе кислорода выделяет на 6% больше энергии. Бензин имеет 43 Mj/kg, а метанол – 20 Mj/kg, но метанол, это кислорода содержащий углеводород, поэтому имеет стехиометрическую смесь или соотношение воздух / топливо, равное 6.47:1 (массовые части), а бензин 14.7:1. Или по-простому – метанола необходимо лить более, чем в два раза больше.

А вот в чем преимущество этанола? — эффект охлаждения для увеличения коэффициента наполнения – под большим вопросом. Хуже метанола и в разы меньше эффект чем у воды. — увеличение октанового числи или проще говоря борьба с детонацией – так в сравнении с водой шансов нет — тепловая энергии к удельной массе кислорода – приблизительно такие же показатели, как и на бензине и хуже чем у метанола

Так, что водку лучше использовать по ее прямому предназначению – “под закусочку”. Конечно, в мороз водку можно использовать, как “универсальную жидкость”, заменит “омывайку” и не навредит мотору при использовании в системе впрыска воды (вода метанол).

Также статьи по впрыску воды вдвигатель Вода метанол, детальное изучение Впрыск вода, метанол

Автор: Владимир Шарандин

Вода во впускной коллектор.

Вода во впускной коллектор.

Valerrra » 29.06.11 11:09

Не так давно наткнулся на такую тему, а точнее знакомый показал как у него в аккуратно засверленное отверстие карбюратора вставлена игла и через капельницу поступает ВОДА , если честно малость офигел от увиденного и решил порыть интернеты и вот чего нарыл. https://forums.drom.ru/suzuki-escudo/t1151250204.html это одна ветка из тысячи подобных, но тема возбудила, нашел даже патент на приблуду для подачи воды https://ru-patent.info/20/15-19/2015397.html после чего зажмурился набрал побольше воздуха в легкие и впиндюрил себе капельницу. в резиновую гофру впускного коллектора стоимость процедуры вышла 1 7.50рур на набор для внутривенных инъекций игла там была 0.8 посмотрим может поменьше поставлю 2 30рур бутылка бонаквы без газа просто лень было идти за дистиллированной водой.. Ну что называется посмотрим что получится

ps приготовил тряпочку стирать какахи которые в меня полетят)))

Re: Вода во впускной коллектор.

Miha » 29.06.11 11:26

Re: Вода во впускной коллектор.

REX » 29.06.11 11:27

Re: Вода во впускной коллектор.

Miha » 29.06.11 11:34

Что дает такое решение: преимущества

Подобная система впрыска предполагает, что вода будет поступать во впускной коллектор через отдельно созданную форсунку. Соответственно топливовоздушная смесь, которая будет поступать в цилиндры, будет состоять не из бензина и воздуха, а из бензина, воздуха и воды. При добавлении воды в топливовоздушную смесь происходит снижение ее температуры, причем вес ее значительно увеличивается. Таким образом рабочая жидкость становится гораздо тяжелее и поэтому при поступлении в цилиндры, она лучше сжимается перед искрообразованием и воспламенением. Благодаря чему, мощность двигателя увеличивается, а вероятность возникновения детонации топлива уменьшается. Также происходит снижение температуры в камере сгорания, соответственно и токсичных веществ на выходе образуется меньшее количество.

Впрыск воды в двигатель своими руками

Итак, давайте разберемся с тем, как сделать впрыск воды в инжекторный двигатель или карбюраторный мотор. Сразу отметим, что в свободной продаже имеются готовые установочные комплекты для реализации такого впрыска.

В комплекте находятся специальные форсунки, бак, управляющее устройство для точного дозирования воды, насос, шланги и другие элементы, необходимые для установки. Основным недостатком можно считать очень высокую стоимость комплекта (около 2.5 — 3 тыс. у.е).

Рекомендуем также прочитать статью о том, как повысить мощность двигателя. Из этой статьи вы узнаете о доступных способах повышения мощности мотора.

По этой причине энтузиасты предпочитают реализовать задачу самостоятельно.

  • Как правило, водяную форсунку со специальным соплом для наилучшего распыления ставят во впускном коллекторе, причем областью установки становится место за инжектором или карбюратором.
  • Далее воду на форсунку подает насос, который монтируется в салоне. Для этих целей подходит электронасос 12 В.
  • Вода поступает из бачка (часто используют дополнительно установленный бачок омывателя ветрового стекла);

В случае с карбюратором также применяется следующий простой вариант, исключающий форсунку:

Подшипник подвесной карданного вала: замена, диагностика,…

Масло ГУР Форд Фокус 2: подбор жидкости ГУР и замена

  • Все элементы системы, перечисленные выше, соединяются при помощи резиновых трубок или трубочек от медицинской капельницы.
  • Далее на трубочку, установленную на выходе из насоса, ставится игла от шприца.
  • Указанной иглой следует проколоть резиновую трубку регулятора опережения зажигания.
  • Далее следует зафиксировать иглу при помощи герметика. От толщины иглы будет зависеть количество воды, которая подается.

Также используется способ, когда трубка от капельницы подключается к заранее сделанному отверстию в первой камере карбюратора. В этом случае вода будет затягиваться в двигатель посредством разрежения, напоминая принцип работы распылителя.

Чаще всего схема реализована так, что водитель сам физически включает подкачку через переключатель, получая временный прирост мощности. Главной особенностью является точная настройка самодельной системы с учетом производительности электронасоса. Рекомендуется придерживаться пропорций в соотношении вода/воздух 1 к 10-и или 1 к 14-и, то есть 30-35 литров для ДВС с рабочим объемом 1500 см3.

Читать еще:  Что такое двигатель с плоским якорем

Вода во время впрыска становится мелкодисперсной субстанцией, частицы имеют размер около 0,01 мм. Такая частица сразу обволакивается жирным бензином. В итоге смесь становится однородной (гомогенная ТВС), равномерно и полноценно заполняет камеру сгорания. На такой смеси мотор демонстрирует больший КПД, отодвигается детонационный порог.

При этом очень важно понимать, что избыточное количество воды во впуске может привести к гидроудару двигателя, то есть к его серьезной поломке. Также отметим, что в случае с атмосферными моторами не следует ожидать значительного увеличения мощности и крутящего момента. Для таких агрегатов главным плюсом можно считать лучшую стойкость к детонации.

Что касается двигателей с турбонаддувом, в этом случае заметных плюсов немного больше. На таких моторах форсунку для впрыска воды устанавливают за турбокомпрессором или за интеркулером. В результате удается эффективно снизить температуру поступающей в цилиндры рабочей смеси. Готовые фирменные комплекты водяного впрыска в двигатель снижают этот показатель до 40-60 градусов по Цельсию.

В итоге получается так, что для сжатия холодной смеси двигатель тратит меньше энергии. Также в цилиндры удается подать больше кислорода. В самом начале может показаться, что после попадания в горячий ДВС вода начинает активное испарение, то есть места для кислорода остается меньше. Однако при испарении воды происходит ее увеличение в объеме, то есть наблюдается рост давления в цилиндре. Это позволяет на 7-10% увеличить мощность турбомотора.

Дополнительные рекомендации

Следует обратить внимание на то, что оптимально подавать в мотор не просто дистиллированную воду, а смесь спирта и воды в соотношении 1/1. Такая водно-спиртовая добавка лучше распыляется, в итоге образуется мелкодисперсная смесь из воды, воздуха, спирта и бензина.

Если вода позволяла, главным образом, уменьшить детонацию и лучше охлаждать смесь, наличие в смеси метанола обеспечило ряд дополнительных преимуществ. Дело в том, что скорость горения спирта намного медленнее того же бензина. В результате давление в цилиндре растет плавне, что позволяет увеличить крутящий момент применительно к количеству оборотов коленвала.

Рекомендуем также прочитать статью о том, как форсировать двигатель. Из этой статьи вы узнаете о том, что такое форсированный двигатель, а также какие существуют способы форсирования мотора.

Хотелось бы еще раз отметить, что вода для впрыска должна быть дистиллированной, чтобы исключить образование отложений в камере сгорания. Также необходимо стремиться к наилучшему распылению, так как большее количество частиц позволяет добиться улучшения теплообмена и последующего испарения воды.

Это значит, что необходим мощный насос и отдельно подобранный распылитель форсунки. По этой причине способ с иглой от шприца многими специалистами и опытными тюнерами ставится под сомнение.

Метанол — возможное топливо будущего.

Первые птенцы Газовой паузы уже стали реальностью, в виде СПГ-танкеров и тепловозов на СПГ, но сам газ плохая замена жидким углеводородам, впервую очередь из-за того, что он не жидкий. Что же может, хоть в какой-то мере заменить такой неудобный своей газообразностью метан? Лауреат нобелевской премии Джордж Олах считает, что его можно заменить метанолом. И на основе метанола создать так называемую метаноловую энергетику.

Нужно сразу пояснить, что сам метанол это просто удобная форма хранения энергии.

Но чтобы в полной мере это удобство проявилось, потребуется перерабатывать метан в метанол.

Такие технологии уже существуют.

На промыслах остро стоит задача утилизации попутного газа. Существующие в настоящее время способы переработки метана слишком сложны. Для сжижения метана требуется очень дорогая и капризная аппаратура и специальные машины. По трубам его отправлять не выгодно, слишком мало. Перерабатывать в энергию невыгодно в виду отсутствия потребителей. Превратить метан в бензин по пути Фишера-Тропша – слишком сложно, требует высоких давлений и культуры производства. Исходя из вышеперечисленных факторов, напрашивается самое оптимальное решение – строить метанол установки (производство метанола из газа) на месторождении.

Уже созданы такие установки:

Олах показывает, что метанол, он же метиловый спирт, потребует очень незначительных модификаций как для существующих двигателей, так и для заправочной инфраструктуры. Во-вторых, в его производстве может быть использован даже углекислый газ.

При применении метанола в качестве топлива следует отметить, что объемная и массовая энергоемкость (теплота сгорания) метанола на 40-50 % меньше, чем бензина, однако при этом теплопроизводительность спиртовоздушных и бензиновых топливовоздушных смесей при их сгорании в двигателе различается незначительно по той причине, что высокое значение теплоты испарения метанола способствует улучшению наполнения цилиндров двигателя и снижению его теплонапряженности, что приводит к повышению полноты сгорания спиртовоздушной смеси. В результате этого рост мощности двигателя повышается на 10-15 %. Двигатели гоночных автомобилей работающих на метаноле с более высоким октановым числом чем бензин имеют степень сжатия, превышающую 15:1, в то время как в обычном карбюраторном ДВС степень сжатия для неэтилированного бензина как правило не превышает 10.1:1.

Уже сегодня вы могли бы установить раздаточный насос дозирования метанола на каждой автозаправочной станции. Вы можете с легкостью его распределять без какой-либо новой инфраструктуры. Для водорода никакой инфраструктуры нет. Создание водородной инфраструктуры является чрезвычайно дорогостоящим и проблематичным. Водород является очень летучим газом, и не существует способа его хранения или обработки в каких-либо значительных объемах без создания высокого давления.

Преимущества метанола известны давно — однако новые подвижки в синтезе метанола и устройстве топливных элементов делает этот вид топлива еще привлекательнее.Одним из подходов является производство метанола путем преобразования все еще существующих больших запасов природного газа, но совершенно другими, новыми способами.

В настоящий момент 90% мирового производства метанола (CH3OH) использует в качестве сырья метан (CH4), основной компонент природного газа. Технология современного производства метанола включает в себя две стадии: превращение метана в синтетический газ — смесь прежде всего окиси углерода и водорода — с последующей перегонкой его в метанол. Хотя эффективность этого процесса со временем возросла, избавление от промежуточного производства синтетического газа сэкономило бы огромные средства: этот процесс составляет до 70% стоимости производства метанола.

Сегодня ученные разработали методы, полностью исключающие использование синтез-газа.

Недавно открытые низкотемпературные катализаторы приносят лучшие результаты. Олах со своим коллегой Сурьей Пракашем, разработали альтернативную технологию по преобразованию метана в метанол. В ней используются галогены, такие как бром. В присутствии особых катализаторов и при температуре менее 250 градусов метан вступает в реакцию с бромом, образуя бромистый метил (CH3Br) и бромистый водород (HBr). Затем бромистый метил вступает в реакцию с водой и образует метиловый спирт. Бром из бромистого водорода поддается восстановлению посредством реакции с воздухом и повторному использованию.

Пробный экзмепляр Necar5 компании DaimlerChrysler успешно работал на метаноле.

Теоретические преимущества Преимущества метанола перед водородной:

  • -более энергоёмкий энергоноситель чем водород (в сравнении по объёму и весу), особенно если принимать во внимание, что для хранения водорода необходимы сосуды, выдерживающие высокое давление.
  • -инфраструктура для водорода может оказаться весьма дорогой, в то время как для метанола достаточно имеющейся бензиновой инфраструктуры.
  • -метанол можно смешивать с бензином
  • -использовать метанол удобнее водорода (которому необходимы специальные сосуды)
  • -метанол можно использовать в химической индустрии как базовый материал

Теоретические недостатки высокие энергетические затраты производство водорода и синтез метанола

  • -производство само по себе не является экологически абсолютно чистым
  • на данный момент производство синтез-газа зависит от ископаемых энергоносителей (несмотря на то, что в теории возможно использование любых источников энергии)
  • -энергетическая плотность (по объёму или весу) в половину меньше бензиновой
  • метанолтравиталюминий. Проблемным является использование алюминиевых карбюраторов и инжекторных систем подачи топлива в ДВС.
  • гидрофильность. Метанол втягивает воду, что служит засорением систем подачи топлива в виде желе-образных, ядовитых отложений.
  • -метанол, как и спирт, повышает пропускную способность пластмассовых испарений для некоторых пластмасс(например плотного полиэтилена). Эта особенность метанола повышает риск увеличения эмиссии летучих органических веществ, что может привести к повышению концентрации озона и возможно усилению солнечной радиации.
  • -уменьшенная летучесть при холодной погоде: Моторы, работающие на метаноле, могут иметь проблемы с запуском и отличаются повышенным расходом топлива до достижения рабочей температуры.
  • -метанол очень ядовит! Намного более, чем бензин. Принятие внутрь организма уже малой дозы (10мл) приводит к летальному исходу.
  • -метанол — легковоспламеняющаяся жидкость. В отличие от водорода и других газов метанол не улетучивается, если система хранения даёт течь
  • -метанол может сравнительно быстро попасть в источники питьевой воды и отравить её.
  • Сам метанол не хорошая замена для дизельных топлив. Метанол может, однако, быть преобразован обезвоживанием в эфир этана, который является хорошим дизельным топливом.

В сочетании с топливными элементами нового типа метанол тем более лучше в качестве автомобильного горючего. Топливные элементы, преобразующие химическую энергию непосредственно в электричество, более эффективны, чем двигатели, сжигающие горючее.

Поскольку метанол поступает в топливный элемент напрямую,каталитический риформинг (разложение метанола) не нужен; хранить метанол гораздо проще, чем водород, поскольку нет необходимости поддерживать высокое давление, так как метанол при атмосферном давлении является жидкостью. Энергетическая ёмкость (количество энергии в данном объеме) у метанола выше, чем в таком же объеме сильно сжатого водорода. Например, современные баллоны высокого давления, позволяющие хранить водород при 800 атм., содержат 5-7 весовых % водорода по отношению к общей массе баллона. При подсчете такого «водородного» эквивалента для метанола получается 13%. Такая энергоёмкость является максимальной из всех известных систем хранения топлива для топливных элементов.

Пока что метаноловые топливные элементы слишком дороги для использования в пассажирских автомобилях. Если найдут способ их недорогого прозводства, это будет большой шаг вперед, ведь их теоретический КПД — 97%.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector