Proceed Marvie/B2500(2600). ДвигательВпрыск воды в дизельный ДВС

Модератор: GRIGAS

Аватара пользователя
Автор темы
С.Семёныч
Продвинутый ДЖИПЕР
Продвинутый ДЖИПЕР
Сообщений в теме: 3
Всего сообщений: 287
Зарегистрирован: 28.04.2007
Откуда: Новороссийск
 Впрыск воды в дизельный ДВС

Сообщение С.Семёныч »

Хочется узнать ваше мнение по применению на дизельных ДВС впрыскивания воды во впускной коллектор в определённых пропорциях.
Впрыск воды в двигатели внутреннего сгорания особое распространение получил во время Второй Мировой Войны, после чего был забыт. Использовался даже на истребителях для включения форсированного режима двигателя. В отличие от впрыска азота можно использовать постоянно, не приводя к перегреву двигателя. Обеспечивает увеличение мощности на 15-20% при уменьшении детонационного порога по причине большой теплоёмкости воды, которая охлаждает разогретые детали двигателя, способствует очистке от нагара поршней и камер сгораний, форкамер, клапанов, выхлопного тракта.
Использовал кто-нить сей девайс на своих предыдущих авто, или по крайней мере слышал или видел сее приспособлении в действии?
UVL6R-96 АКПП

Реклама
Аватара пользователя
Автор темы
С.Семёныч
Продвинутый ДЖИПЕР
Продвинутый ДЖИПЕР
Сообщений в теме: 3
Всего сообщений: 287
Зарегистрирован: 28.04.2007
Откуда: Новороссийск
 Re: Впрыск воды в дизельный ДВС

Сообщение С.Семёныч »

Отрыл в инете статью В.А.Безукладникова, думаю полезно знать всем. Вот, что он пишет по этому поводу:

С момента изобретения более ста лет назад двигателя внутреннего сгорания (ДВС) предпринимались многочисленные попытки повышения его экономичности с использованием процесса парообразования из воды. То был самый расцвет эпохи паровых двигателей, и поэтому кем только не предпринимались попытки скрестить ДВС с паровым двигателем с целью экономии в то время ещё очень дефицитного бензина. Особенно активно такие двигатели применялись всеми воюющими сторонами во время Второй Мировой войны, когда цены на нефть были чрезвычайно высокими. Но затем, двигатели с впрыском воды вышли из употребления по причине своей технологической сложности и ненадёжности, тем более, об экологии тогда никто ещё серьёзно не заботился.

Любой двигатель внутреннего сгорания не просто впустую выбрасывает большую часть получаемой им тепловой энергии (70 - 80 %), но, более того, он даже разрушается, если потеряет возможность, через систему охлаждения, отдавать воде своё тепло. С другой стороны, получающая это тепло вода, превращаясь во время кипения или испарения в пар, при обычном атмосферном давлении увеличивается в своём объёме в 1700 раз. При этом давление образовавшегося пара может помогать рабочему газу приводить в движение поршни или турбины тепловых двигателей и тем самым давать существенное приращение мощности, максимального крутящего момента и коэффициента полезного действия (КПД) этих моторов. Существует три основных варианта использования впрыска воды на ДВС:

1. От контакта воды с горячими выхлопными газами происходит процесс парообразования, после чего пар вращает небольшую турбину, которая помогает основному двигателю. О разработке подобной силовой установки для своих
автомобилей недавно (в ноябре 2005 г.) заявила компания BMW (См.: http://auto.mail.ru/news?id=16848).

2. На многих спортивных автомобилях, использующих турбонаддув, вода распыляется в сжатом компрессором воздухе для охлаждения этого воздуха, вместе с которым она затем попадает цилиндры, где и становится паром. Здесь нужно заметить, что любой газ (это относится и к воздуху, и к пару) при понижении своей температуры на один градус, при атмосферном давлении, уменьшается примерно на 1/270 своего объёма и, наоборот, при сжатии, особенно резком, температура газа возрастает. В этом легко убедиться, накачивая камеру колеса велосипеда ручным насосом, который при этом заметно нагревается или если очень резким ударом протолкнуть плотную пробку в пробирку, то помещённая внутри вата загорается от нагрева, вызванного сильным сжатием воздуха. Чтобы в цилиндры двигателя с меньшими затратами энергии поместилось больше сжатого воздуха, этот воздух охлаждается распылением в нём (не подогретой) воды, которая имеет очень высокую теплоёмкость. Это распыление осуществляется либо до прохождения сжатого воздуха через интеркулер (дополнительный охлаждающий радиатор), либо после него, но, в любом случае, даже мельчайшие нагревающиеся капельки воды должны превращаться в пар только внутри цилиндра, иначе польза от этого пара становится ничтожной. Более того, нарушение стехиометрического (оптимального) соотношения количества топлива и воздуха, включающего в себя водяные пары, может привести к остановке двигателя.

3. Специально подогретая вода впрыскивается (распыляется) непосредственно в цилиндры. От контакта с горящим топливом, раскалённым поршнем и цилиндром, вода вскипает, и расширяющийся пар помогает рабочим газам приводить поршни в движение. Здесь впрыск воды фактически заменяет собой турбо наддув. В этом случае уже не будет нарушаться стехиометрическое соотношение количества топлива и чрезвычайно сжатого компрессором воздуха, чьё очень высокое давление затрудняет процесс искрообразования. Расширяющийся в цилиндре пар для экологии значительно безопаснее, чем сжатый воздух, содержащий в себе до 80% азота, из которого, при высокой температуре (и давлении) образуются губительные для природы его химические соединения с избыточным кислородом. Кроме того, лишний кислород в сильно сжатом в воздухе приводит к нежелательному обгоранию цилиндров, поршней, поршневых колец, клапанов и окислению электрических контактов свечей. В подтверждение этому опытные автомобилисты единогласно уверяют, что даже после нескольких лет эксплуатации ДВС с впрыском воды внутренности его цилиндров выглядят совсем как новые!

Более эффективное непосредственное охлаждение водой раскалённых и интенсивно трущихся поверхностей цилиндра продлевает жизнь всего мотора. Помимо прибавки мощности и экономии топлива ~ на 15 - 20 %, существенно улучшается и охлаждение мотора, так как здесь цилиндры охлаждаются водой не столько снаружи, сколько изнутри. К сожалению, по причине очень сложной настройки, недостаточной её надёжности и сравнительной дороговизны, моторы с впрыском (инъекцией) воды распространение получили только в авиации, автоспорте и любительских авто-самоделках (в последнем случае они не всегда оправдывают себя). Но достижения современной науки и техники, особенно электроники, позволяют надеяться на большую эффективность моторов с впрыском воды. Именно электроника должна регулировать точное дозирование инжектируемой в цилиндры воды, и её предварительный подогрев от внешних стенок цилиндра (в водяной рубашке) и от выхлопного патрубка с глушителем, каталитическим нейтрализатором и сажевым фильтром, чтобы в момент впрыска температура воды максимально приближалась к своей точке кипения, которая в сжатой газовой среде неизбежно повышается. Проследим за ростом температуры кипения воды в условиях неуклонно повышающегося давления.

Разумеется, при давлении в цилиндрах порой более 500 атмосфер, температура кипения воды будет значительно выше, но уже при температуре выше ~ 430 С весь объём воды принимает газообразное состояние независимо от дальнейшего повышения давления. Предварительный подогрев воды необходим для улучшения процесса парообразования, - чем больше воды вскипит в цилиндрах работающих ДВС, тем больше сэкономится топлива и сохранится природа на нашей планете. При избыточном нагреве цилиндра микропроцессор может увеличить подачу в него воды, при этом, снизить подачу топлива ровно настолько, чтобы от этой замены при существующей нагрузке ощутимо не изменилась скорость вращения маховика двигателя, установленная водителем на данный момент. В идеале (при хорошей регулировке), мотору с впрыском воды уже не нужен громоздкий радиатор, ухудшающий аэродинамическое сопротивление быстро движущегося автомобиля, а также вентилятор, дополнительно обдувающий двигатель снаружи. В этом случае водяной насос, помимо своей надёжности должен, независимо от режима работы ДВС, быстро и точно изменять свою производительность и давление подаваемой им воды.

Давление воды в охлаждающей водяной рубашке электроникой регулировать желательно в каждом такте работы двигателя, так как сильно нагретые цилиндры (особенно из сплавов лёгких металлов) становятся мягкими и под большим давлением деформируются, образуя либо нежелательные зазоры между поршнями и цилиндрами, либо недопустимые выпуклости, препятствующие движению поршней. Вода должна быть хорошо очищена, иначе накипь быстро закупорит тонкие форсунки. Чтобы за очень короткое время одного такта двигателя (1/250 долю секунды) вода успела полностью вскипеть ещё в цилиндре, её распылять в нём необходимо очень мелкими капельками через множество очень маленьких отверстий (диаметром около 0,1 мм), под большим давлением. Впрочем, допустимо, чтобы какая-то часть воды переходила в пар уже после выхода её из цилиндра с горячими отработавшими газами в выпускной трубе. Тогда удастся снизить температуру и шум выбрасываемых автомобилями газов, а увеличенный от образовавшегося или перегретого пара их объём позволит эффективно вращать электрическую турбину, установленную внутри этой же трубы. Таким же, как и воду, способом, следует максимально подогревать и топливо, поступающее в цилиндры двигателя. Тогда, нагревшись, оно станет менее вязким, легче походить будет через очень узкие проходы форсунок, тоньше распыляться, лучше смешиваться с воздухом, воспламеняться и полнее сгорать, что, кроме экономии топлива, позволит снизить электрическое напряжение на свечах зажигания и этим продлить срок их жизни. Известно, что при сильных холодах, порядка минус 90 градусов по Цельсию (на станции Восток в Антарктиде), даже авиационный бензин не горит и практически не испаряется. Что касается воздуха, участвующего в горении, то его предварительно не подогревать а, наоборот, желательно охлаждать, так как он - газ, а значит, в отличие от жидкостей и твёрдых тел, при нагревании очень сильно увеличивает (здесь преждевременно) свой объём.

Впрыскиваемая вода и образующийся из неё пар может создавать нужную температуру, давление, скорость и даже форму распространения пламени в цилиндре, и этим предотвращать взрывные явления (детонацию), что позволит без вреда для двигателя, создавать ещё большее давление горящей топливовоздушной смеси или (и) использовать более дешёвый низко октановый бензин. Даже при высокой влажности воздуха (в дождливую погоду) ДВС работают мягче, спокойней, по крайней мере, по внешним ощущениям. Применяемые на инжекторных двигателях датчики кислорода (лямбда - зонды) могут с высокой точностью следить за содержанием кислорода в воздухе с учётом зимних температур, колебаний атмосферного давления, чередований высокой влажности воздуха с засушливой погодой и загазованностью. Параметры водо-воздушного аэрозоля можно регулировать также добавкой небольшого количества спирта (этанола) или ацетона, уровень детонации и скорость горения которых несколько ниже, чем у бензина, что позволяет сгладить резкий пик выделившейся энергии. Но важнейший для работы мотора процесс горения топлива нельзя заглушать полностью. Наоборот, его необходимо всячески активизировать. Для этого важно каким-то образом повысить процентное содержание кислорода в поступающем в цилиндр воздухе, или соответственно уменьшить присутствие в нём азота, который не только не поддерживает горение, но подобно используемым в тушении пожаров воде, песку или углекислому газу, сильно препятствует этому горению. К примеру, едва тлеющая лучина, вносимая в пробирку с чистым кислородом, мгновенно вспыхивает ярким пламенем. Баллонами с чистым кислородом снабжаются даже ракеты, несмотря на существенное утяжеление их конструкций. Автомобили пока не оснащаются ёмкостями с чистым кислородом или устройствами для выделения из воздуха чистого кислорода. Для этой цели современная промышленность, с немалыми затратами энергии, использует громоздкие каскады холодильников и испарителей, которыми невозможно оборудовать обычный автомобиль. Мембранные молекулярные фильтры не обладают пока достаточной продуктивностью и надёжностью (влага, пыль и химически активные аэрозоли сильно затрудняют их работу). Лучше содержание кислорода в воздушной массе увеличивать с помощью быстро вращающейся центрифуги, где сравнительно более тяжелые молекулы кислорода (молекулярный вес - 32) будут собою вытеснять более лёгкие частицы азота (м.в. - 28). Конечно, чистый кислород таким способом не получить. Но если в поступающем в цилиндр воздухе сократить количество азота хотя бы в два раза - с 79% до 40%, то количество кислорода в нём увеличится уже почти в три раза - с 21% до 60%, а выделяющаяся при горении энергия возрастёт ещё больше - в 5-7 раз! При столь интенсивном горении горючее сгорать будет уже полностью, и обязательные (но недешёвые) автомобильные нейтрализаторы и сажевые фильтры, отнимающие у двигателя часть его мощности (и топлива) для дожигания впустую ядовитых остатков несгоревшего топлива, сажи (углерода), угарного газа и, при некачественном горючем, сероводорода, станут уже не нужными. Сокращение азота в поступающем в цилиндры воздухе, приведёт к снижению массы выбрасываемых автомобилями окислов азота, вызывающих кислотные дожди, губительные для всего живого на земле, повреждающие архитектурные памятники, различные сооружения, в том числе лакокрасочные покрытия кузовов самих же автомобилей. Молекулы азота и кислорода можно разделять и по степени их намагниченности, предварительно их ионизировав. Намагничивать при низких температурах и ионизировать при высоких можно топливо, воздух, инжектируемую воду, и затем продукты сгорания. Расположенными вокруг цилиндра катушками индуктивности, защищёнными термостойкой керамикой, можно попытаться придать нужную форму горючей смеси (компактно сгруппировать её в центре, равномерно распределить её же по всему объёму цилиндра, или же сместить ее, например, поближе к искре свечи) и скорость её сжигания, повысив которую - увеличить мощность двигателя, либо понизив - избежать детонации. Эту детонацию хорошо бы использовать, так как скорость распространения пламени при взрыве, по сравнению с регулируемым (ограниченным) горением, в 5 - 20 и более раз выше, в зависимости от степени сжатия и других условий. Разумеется, прочность двигателя должна соответствовать предложенным нагрузкам, и всесторонне продуман алгоритм управления этим "взрывомотором".

С целью уменьшения нежелательных последствий от резких ударов рабочего газа, верхнюю часть поршня или его сочленения с шатуном (палец) лучше слегка подпружинить, а топливо вводить в цилиндр несколькими маленькими порциями, на протяжении всего такта воспламенения. Подверженные сильнейшему излучению от пламени, поршни и цилиндры могли бы изготавливаться не только из сплавов железа или более лёгких по весу алюминия и магния, но и керамики, а ещё лучше - из монокристаллического (полупроводникового) кремния или германия, которые в солнечных батареях вырабатывают электроэнергию. Она, через электродвигатель, помогала бы поршням вращать коленвал мотора. Самые смелые предложения в этом направлении появились ещё лет 20 назад. Они касаются того, чтобы заменить кремний, обладающий в фотоэлектрических батареях односторонней электропроводимостью, таким же (четырёхвалентным) одно-кристаллическим углеродом, т. е. твердейшим и жаростойким искусственным алмазом, из которого попытаться делать "вечные" поршни, цилиндры, сопла турбин реактивных самолётов или хотя бы их поверхности?.. Обсуждая варианты экологичных двигателей, нельзя не упомянуть водородные и гибридные автомобильные силовые установки, которые так же нуждаются во всестороннем усовершенствовании. Последние электроэнергию могли бы вырабатывать и накапливать не только отбирая часть мощности от ДВС или благодаря силе инерции движущегося автомобиля (во время торможения электрогенератором), но и за счёт хода амортизаторов всех колёс на неровностях дороги. Может использоваться даже вибрация работающего мотора, которому уже не потребуется устанавливать на коленчатом валу утяжеляющие мотор балансиры, уравновешивающие паразитную инерцию поршней и шатунов. Развитие любой техники идёт путём неуклонного её усложнения, и, несмотря на возросшую себестоимость, оно всегда, прямо или косвенно, окупает себя.

Есть возможности усовершенствования и двухтактных ДВС, устанавливаемых, в основном, на мотоциклах. Они выдают значительно большую, чем четырёхтактные мощность и разгонную динамику за счёт меньшего холостого хода поршней и сопутствующего ему сопротивления инерции и трения. Однако нынешние двухтактники более "прожорливые", так как вместе с отработавшими газами в выхлопную трубу у них вылетает часть топливовоздушной смеси поступающей в это время в цилиндр для последующего сжигания. Логично к существующему циклу добавить кратковременную фазу принудительной (с помощью турбонаддува) вентиляции цилиндра, частично охлаждающей его изнутри простым воздухом в начальный момент обратного хода поршня, с тем, чтобы предотвратить выбросы и обеспечить улучшенные условия сгорания более обогащённой топливовоздушной смеси, впускаемой в цилиндр только после закрытия выпускного клапана.
UVL6R-96 АКПП

Аватара пользователя
Dragons
Продвинутый ДЖИПЕР
Продвинутый ДЖИПЕР
Сообщений в теме: 1
Всего сообщений: 177
Зарегистрирован: 16.01.2008
Откуда: Владивосток
 Re: Впрыск воды в дизельный ДВС

Сообщение Dragons »

Уффф, дочитал!!
Это наше недалекое будущее? ;) Столько всего интересного, но думаю многое похоронят - например напыление алмазов на поршня и стаканы, т.к. производителям не нужен "неизнашиваемы" двиг - кот будет покупать тогда каждые 2 года новую тачку? ;)

Как я понял в самом начале - речь все же шла о использовании водяного впрыска в дизель? А в статье про зажигалки.
У меня было всегда как аксиома: вода для дизеля смерть :)
-----------------
Мавр 97г, WL-T, зеленый крокодил, все есть, пересел с террано 92г

Аватара пользователя
Автор темы
С.Семёныч
Продвинутый ДЖИПЕР
Продвинутый ДЖИПЕР
Сообщений в теме: 3
Всего сообщений: 287
Зарегистрирован: 28.04.2007
Откуда: Новороссийск
 Re: Впрыск воды в дизельный ДВС

Сообщение С.Семёныч »

Высокое содержание серы в нашем дизтопливе - это самый основной аргумент, который хоронит всю эту теорию на самом корню.
Ну, а если водяной впрыск использовать кратковременно, для очистки поверхностей поршней, форкамер, клапанов от нагара, тем самым избавляя двигатель от детонационных нагрузок. Хуже от этого двигателю, я думаю, не будет.
Год отъездил в штатном режиме, летом недели две покатался с водой, пробзделся и в строй.
В былые времена ставили эти капельницы на отечественные бензомоторы. Вреда они не наносили, а вот неудобства доставляли. Вода - только дистиллированная, расход и цена на неё тоже немалые. Дабы не тратиться на дистиллят, делали дистиллятор на тепле выхлопных газов; - отливали перегонную колбу из алюминия, прямо в охват выхлопной трубы. Только воду в него желательно было заливать мягкую, дождевую или снеговую, во избежание быстрого образования накипи. Чего только не придумывали...
В моей практике был следующий случай. На Ниве стояла головка блока цилиндров с дефектным литьем. Во второй камере сгорания была микротрещина в водяном контуре охлаждения. Отсюда и были все сопутствующие беды с прорывом газов в водяной контур, уходом тосола с расширительного бачка, закипанием воды летом, белым паром из глушака, с хреновым заводом после длительной стоянки автомобиля (троило пока не прогреется). Но когда мотор прогревался до рабочей температуры, детонация пропадала и существенно возрастала тяга. Катался так пол года. На длиннобазной 31-ой Ниве 1,7л с места делал классику легко, они обгоняли меня уже после 60-70 км/ч. Так вот когда дернул башку - я поразился. Поверхность камеры сгорания, клапанов и поршня на 2-ом цилиндре как на только что собранном двигателе, сияют и блестят как у кота яйца. На остальных трех - как и должно быть, все в нагаре. Поменял ГБЦ на новую, поршневую группу не трогал, только почистил от нагара и сажи поршеньки, проездил еще 50т км и разобрал ДВС на капиталочку, масло кушать стала. Вскрытие показало: - опять все в нагаре, залегли маслосъемные кольца 3-ех цилиндров кроме 2-го, износа гильз нет, еще заводская хонинговка видна, даже зеркала нет. И это после 120 тыс км. Так что умели на ВАЗе делать ТАЗы.
ИМХО: На данном примере можно сделать вывод, что кратковременная эксплуатация ДВС с впрыском воды никак не влияет на износ поршневой группы, а наоборот положительно сказывается на его внутреннем состоянии и характеристиках.
П.С.
Но это с бензинками, а как будет обстоять дело с дизелями? Все-таки образовываемая серная кислота, в процессе сгорания нашего дизтоплива, не дает мне покоя. :cry:
UVL6R-96 АКПП

Аватара пользователя
Александр
ДЖИПЕр
ДЖИПЕр
Сообщений в теме: 1
Всего сообщений: 98
Зарегистрирован: 20.03.2007
Вод.стаж с: 1972
Авто: Mazda Proceed Marvie, UV56R, 97г.в., А/Т
Откуда: Владивосток
Возраст: 63
 Re: Впрыск воды в дизельный ДВС

Сообщение Александр »

С.Семёныч
Процесс соединения сернистого ангидрида происходит только со сконденсировавшимися парами воды, на примере котельных (сам энергетик) и коррозии подвергаются, как правило, дымовые трубы и "хвосты" газоходов. В нашем случае - бочка глушителя, согласитесь, не самая дорогая часть авто.
Горе от ума случается только в стране дураков...
MAZDA Proceed Marvie "97г. UV56R, А/Т.

Аватара пользователя
Radimir
Модератор
Модератор
Сообщений в теме: 1
Всего сообщений: 389
Зарегистрирован: 10.11.2006
Откуда: Almaty, Kazakhstan
 Re: Впрыск воды в дизельный ДВС

Сообщение Radimir »

Кто имеет по впрыску воды не бла-бла интерес... может почитать про эту науку здесь, я в свое время очень проникся этой темой:
http://www.aquamist.co.uk/
Amarok Trendline МТ 2.0biTDI, Navara LE МТ 2.5TDI, GW Hover МТ 2.4, ех. Isuzu I-280 МТ 2.8TD,
Bighorn UBS69 МТ 3.1TD, Marvie UVL6R AT 2.5TD, MPV LVLR AT 2.5TD, Chariot N48 AT 2.0TD, все 4ВД

Yuri
д
д
Сообщений в теме: 1
Всего сообщений: 1
Зарегистрирован: 24.02.2012
Вод.стаж с: 1972
Авто: нет
Откуда: Россия, СПБ
Возраст: 66
 Re: Впрыск воды в дизельный ДВС

Сообщение Yuri »

рекомендую познакомится с кардинально другим подходом к впрыску воды в двигатель Наберите в поисковике" паровой фантом Кроупера" идея не только перспективная, но и очень выгодная только нужно чуть додумать.

Аватара пользователя
Hariton
Джипер-гуру
Джипер-гуру
Сообщений в теме: 1
Всего сообщений: 1046
Зарегистрирован: 07.09.2010
Авто: UVL6R
 Re: Впрыск воды в дизельный ДВС

Сообщение Hariton »

В моей машине "эта теория" отлично поработала в одном из цидиндров :D :D :D . Предшествующий хозяин только воду доливал, а не головку с трещиной менял....сера+вода+ температура.... :lol:
Mazda UVL6R

Ответить Пред. темаСлед. тема
  • Похожие темы
    Ответы
    Просмотры
    Последнее сообщение
  • история про то как помняли датчик воды..
    aleksandr » 18 авг 2007, 17:47 » в форуме Bighorn, Trooper
    2 Ответы
    2554 Просмотры
    Последнее сообщение Nahimoff
    12 сен 2009, 10:01
  • Дизельный Гранд WK-2
    PPablo » 17 май 2012, 22:55 » в форуме JEEP
    0 Ответы
    1348 Просмотры
    Последнее сообщение PPablo
    17 май 2012, 22:55
  • Куплю дизельный джип
    tomyk » 27 авг 2010, 23:51 » в форуме Покупка / продажа внедорожников
    0 Ответы
    909 Просмотры
    Последнее сообщение tomyk
    27 авг 2010, 23:51
  • Марвик бензиноввй или дизельный ? Помогите в выборе.
    aleksis » 21 мар 2010, 11:24 » в форуме Proceed Marvie/B2500(2600). Двигатель
    6 Ответы
    1462 Просмотры
    Последнее сообщение Кореец
    13 сен 2010, 21:10