motorsport.bg

Системите за водна инжекция са изключително полезни при принудителното пълнене (турбо и компресорно) на двигатели с вътрешно горене. Само в крайни случаи като много високи нива на компресия, много нискооктаново гориво или прекалено голям аванс на запалването може да бъде полезна за нормално аспириран двигател. Системата съществува отдавна - използвана е в самолетни двигатели още през Втората световна война.

Системата за водна инжекция работи подобно на системата за впръскване на гориво, с тази разлика, че се впръсква вода или разтвор на вода и алкохол. Тази система не трябва да се бърка с впръскването на вода върху повърхността на интеркулера, което е далеч по-неефективен и елементарен метод.
Турбината принципно компресира въздуха, отиващ към двигателя, така че да вкара по-голямо количество въздух отколкото е възможно при атмосферни двигатели. Повече въздух в двигателя означава автоматично, че трябва да се впръска повече гориво, за да се поддържа оптимално отношение на гориво-въздушната смес (около 14:1 въздух:гориво). Повече смес влизаща в двигателя води и до по-висока мощност. Обаче освен че компресира въздуха, турбото го и нагрява. По-високата температура води до по-малко количество въздух в единица обем и това променя стехиометричното отношение в полза на горивото (по-богата смес). Прегрят въздух може да предизвика дори детонация.

Детонациите, познати като "нок" или "пинг", се появяват, когато гориво-въздушната смес се възпламени предварително или изгори неправилно. При нормална работа на двигателя фронта на пламъка се разпространява от свещта през цилиндъра по предварително известен модел. Пиковото налягане в горивната камера се получава 12 градуса след горна мъртва точка и буталото се отблъсква надолу.

В някои случаи и по причини като например бедна смес, твърде високи температури на двигателя или на входящата смес, нискооктанови горива, много голямо предварение, прекален турбо бууст и др., след първоначалния фронт на пламъка, подаден от свещта, може да последва и втори такъв. Налягането в горивната камера тогава се повишава твърде рязко, така че движението на буталото не успява да го поеме. Тогава налягането и температурата стават толкова високи, че цялата смес в камерата се взривява неконтролируемо. Ако силата на тази експлозия е твърде голяма, някои от движещите се части на двигателя (бутала, биели, клапани, колянов вал) може да бъдат повредени.

Детонациите при всички двигатели би трябвало винаги да се избягват или с понижаване на температурата на входящата смес, или с използването на високооктаново гориво, или забавяйки запалването и така понижавайки номиналната мощност на двигателя, или понижавайки "блоу-бай"-а на двигателя (ситуация, при която високото налягане в кутията на коляновия вал изпращя маслени изпарения обратно в горивната камера), или подавайки малко по-богата смес от стехиометричната, или намалявайки компресията и/или бууст налягането.
Водната инжекция се използва за понижаване на температурите вътре в цилиндъра и за по-ефективното изгаряне на гориво-въздушната смес и така спомага за избягването на детонациите.

При високото налягане на турбинираните двигатели, гориво-въздушната смес, влизаща в цилиндрите може в някои случаи да се самовзриви предварително (преди да се подаде искра от свещта) поради екстремните условия в двигателя. Това е изключително разрушително и резултатът е сериозни повреди по двигателя. За да се избегнат такива повреди поради детонации или преждевременно запалване, се впръсква вода заедно с горивото в горивната камера, за да се осигури гориво-въздушно-водна смес, която не само гори по-ефективно и избягва горните ефекти, но и осигурява допълнително охлаждане на входящия въздух, намалявайки обема му. Единствената функция на водната инжекция е избягването на предварителните детонации.

Има основно 3 вида системи за водна инжекция. Те зависят от това къде се намират инжекторите за вода. Първата техника е да се впръсква водата на входа на входящия колектор. Втората е да се впръсква на изходната тръба на интеркулера. При третата водата се инжектира на входа на интеркулера и се използва само при състезателни автомобили. В последния вариант по-голямата част от превенцията на детонациите в цилиндъра се извършва чрез впръскване на допълнително гориво, което се използва като охладител (т.е. не се изгаря) и така се поддържа двигателя със смес по-богата от стохиометричната.



Как работи системата за водна инжекция

Системата е съставена обичайно от 3 елемента

• Воден инжектор (подобен на горивния инжектор)
• Помпа за високо налягане (способна да създава поне 3-4 бара налягане и понякога дори и повече)
• Сензор за налягането, свързан с входящия колектор
• Сензор за температура на входящата смес

Обикновено системата се включва когато температурата на входящата смес надвиши определена стойност, често 40 градуса, и двигателя е в бууст. Най-напредналите системи добавят към горното и електронно управление, което осигурява 3D карти, подобни на тези при горивните инжекциони. Устройствата, базирани на картография, могат да вземат предвид много повече параметри като отношение на гориво-въздушната смес, показанието на TPS и пр.

---

Добави статията в любимата ти социална мрежа