Впрыск воды в двигатель – есть ли смысл

Рано или поздно в любом автомобильном сообществе обычно возникает тема про впрыск воды в двигатель, мол, кто-то где-то слышал, что это повышает мощность и позволяет снизить расход топлива. Тема многих привлекает, ведь это кажется манной небесной – можно не городить турбины, не ставить азот, а просто впрыснуть в мотор бесплатной воды и он сразу преобразится. Это кажется слишком невероятным, чтобы быть правдой. Но на самом деле в «водном» вопросе все еще интереснее чем кажется на первый взгляд – польза от впрыска воды в мотор есть, а вот смысла его ставить – нет. Запутались? Давайте разбираться.

Впрыск воды в двигатель
Впрыск воды в двигатель

То, что добавление воды в двигатель может быть неплохой идеей, задумались еще более 100 лет назад, причем не какие-то гаражные тюнингаторы, а вполне приличные заводские инженеры. Правда, поначалу технологией пользовалось авиационное двигателестроение, но и в автомобильной промышленности за идеей посматривали. В послевоенные годы появился даже серийный автомобиль, в котором впрыск воды был реализован на заводе – Oldsmobile F-85 Jetfire.

Oldsmobile F-85 Jetfire
Oldsmobile F-85 Jetfire 1962 года

С помощью воды GM боролась с детонацией. Потом долго с этой темой работал Saab, причем сразу не нескольких моделях.

Saab 99 Turbo 1967 года выпуска
Saab 99 Turbo 1967 года выпуска

Даже в наши дни выпускается BMW M4, в котором на одном из моторов тоже используется эта технология. Да что там говорить, даже в Формуле-1 в начале 80-х, до введения прямого запрета, некоторые команды ставили подобные системы и получали прибавку в мощности. Если столько неглупых инженеров работали над этой темой значит во впрыске воды есть смысл?

BMW M4 Coupe с системой впрыска воды в двигатель
BMW M4 Coupe с системой впрыска воды в двигатель

Почему помогает

Да, смысл имеется. Далекому от физики человеку это может быть трудно понять. Как же так – двигатель работает на бензине, почему добавление воды как-то улучшает его характеристики. Но на самом деле все логично – вода позволяет охладить топливо-воздушную смесь, что уже само по себе и неплохо (для сжатия охлажденной смеси нужно затратить меньше энергии, значит больше мощности мотор передаст на колеса), а попадая в цилиндр, она к тому же испаряется и немного повышает степень сжатия, что как раз и дает прибавку в мощности. Кроме того, вода увеличивает скорость горения, что позволяет значительно снизить детонацию. В разные годы инженеры с помощью впрыска воды решали разные задачи. До появления интеркулеров – охлаждение смеси, после их появления – краткосрочное увеличение мощности, в повседневной жизни – снижение октанового числа топлива.

Схема работы двигателя Oldsmobile F-85 Jetfire
Схема работы двигателя Oldsmobile F-85 Jetfire

Техническая реализация впрыска может быть разной, но в самых примитивных вариантах очень дешевой. Любая емкость, шланг от капельницы, моторчик стеклоомывателя, форсунка для распыления во впускной коллектор, простая электрическая схема. Но это, конечно, ненадежно и рискованно – чуть перестарался с подачей воды и здравствуй, гидроудар. Сегодня уже придуманы системы впрыска с компьютерным управлением по данным с датчиком, это позволяет системе работать стабильно, но и, конечно, повышает стоимость установки. Сейчас многие компании наладили продажи готовых комплектов – однако стоят они 800-1000 долларов.

Комплект впрыска воды в двигатель AQUABAST WI-2.0
Комплект впрыска воды в двигатель AQUABAST WI-2.0

Почему не нужно ставить

После прочтения прошлого раздела у многих читателей наверняка появилась мысль, почему же система впрыска воды до сих пор не стоит на всех автомобилях в мире, если она относительно проста в реализации и улучшает работу мотора. И причины для этого, конечно, есть.

Во-первых, наличие воды в смеси ухудшает выхлоп, а экологические стандарты все строже и строже, автопроизводителям совсем не хочется бороться еще и с этой проблемой.

Система впрыска воды в двигатель
Система впрыска воды в двигатель

Во-вторых, настроить впрыск воды, чтобы он работал стабильно, задача совсем непростая, особенно если речь идет о впрыске во впускной коллектор. Как ни располагай форсунку, наполнение водой разных цилиндров все равно будет отличаться, а это почти гарантирует неустойчивую работу на полной мощности и при небольших оборотах под нагрузкой. Технология распределенного впрыска воды эту проблему чисто теоретически могла бы решить, но тут уже начинает сказываться цена вопроса – сегодня для бюджетных машин даже распределенный впрыск бензина слишком дорог и сложен, что уж говорить про воду.

Установленная система
Установленная система

В-третьих, вода для конечного потребителя оказывается не бесплатной. Воду из-под крана для впрыска в двигатель использовать нельзя. Вернее, конечно, можно, но из-за солей и добавок стенки цилиндров двигателя уже за пару тысяч километров покроются отложениями (вспомним кухонные чайники!), и тогда хлопот с мотором не оберешься. Так что, как минимум, вода нужна дистиллированная. А по-хорошему, нужно в нее добавлять метанол, чтобы и зимой можно было использовать, и двигатель работал ровнее. То есть помимо затрат на бензин у владельца машины появляется необходимость покупать (ну, или изготавливать самому) жидкость для впрыска. А это вряд ли позволит снизить стоимость эксплуатации.



Реальный пример

Экономическую сомнительность использования воды в массовом автопроме можно проследить как раз на примере BMW M4. Инженеры сообщают, что за счет воды удалось повысить мощность мотора на 14 л.с., при этом расход топлива снизился на 8%. Система потребляет 1,5 литра водно-метанольной смеси на 100 километров. Водяной бак на 7 литров, значит нужно его заправлять каждые 500 километров, примерно так же, как и бензин. Да, без воды автомобиль будет нормально работать, но без прибавки в мощности и экономии. Вот и считаем, выгода по бензину не такая уж и большая, прирост в «лошадях» есть, но тоже не глобальный, а мороки с системой много. Для обычного автомобиля это не окупится.

Под капотом BMW M4 Safety Car с системой впрыска воды
Под капотом BMW M4 Safety Car с системой впрыска воды

А вот в гонках, где «мы за ценой не постоим», система впрыска воды весьма оправдана, особенно в дреге (хотя там приходится конкурировать с азотом), где ресурс не важен, стоимость эксплуатации тоже, а каждая снятая десятая секунды с результата повышает шансы на победу. Впрочем, те же задачи, что и с помощью воды, можно решить и другими способами, поэтому это тоже опциональный вопрос.

Так что получается парадокс, впрыск воды в мотор реально позволяет улучшить его характеристики, но по совокупности факторов такие системы себя почти никогда не оправдывают, как бы ни хотелось некоторым мечтателям заправляться из водопроводной сети и ездить на полной мощности.


Комментариев (7)

  • В начале девяностых, мне удалось на собственном автомобиле "москвич" установить впрыск воды …и даже поездить некоторое время, при этом удалось полностью избавиться от детонации и перегрева(автомобиль эксплуатировался в горной местности…) Т.к. литр дистиллированной воды уже тогда был дороже бензина…пришлось пробовать ледниковую воду горных рек…но даже эта вода привела к образованию накипи на тарелках клапанов! Пришлось разобрать двигатель и почистить камеры сгорания и тарелки…Так что от этой затеи пришлось отказаться, хотя и с сожалением.

    29.04.2020 в 22:13
  • автор не понимает работы ДВС. Скорость сгорания смеси в цилиндрах нужно УМЕНЬШАТЬ, но не увеличивать, детонация в бензиновых двигателях и есть результат быстрого горения смеси.

    Борис Пигунов Новичок
    30.04.2020 в 00:40
  • Во времена правления Сталина, конструкторы изобрели систему впрыска воды на трактор. Власти предъявили обвинение во вредительстве. Конструкторы поплатились дорогой ценой.

    Валерий Новичок
    01.05.2020 в 10:28
    • А во время войны, когда у Яковлева возникла проблема с наддувом, точнее, с перегревом воздуха при наддуве на высотной версии истребителя, он поставил впрыск воды. Поскольку сверхфорсированные моторы тогда и так служили лишь пару сотен часов, воду впрыскивали простую кипячёную, и не заморасивались.

      01.05.2020 в 16:14
      • Мне кажется в наше время идёт запрет использования воды в качестве топлива. Мировая экономика зависит от цены на нефть. Нефть диктует всё. Уже давно придумана присадка для смешивания бензина с водой. Где увеличивается мощность двигателя, более чистый выхлоп, меньше цена такого топлива. А воз и ныне там.

        Валерий Новичок
        01.05.2020 в 16:46
        • Физику и химию в школе надо было учить, а не девочкам под юбки заглядывать!!!
          По порядку для ДВС работающего в условиях земной атмосферы без турбонаддува:
          1. есть несколько циклов работы тепловых машин (гугл с яндексом в помощь). В конечном итоге все они сводятся к разнице температур в начале рабочего хода поршня и в конце. Чем выше разница — тем выше КПД двигателя. Теоретический тепловой КПД ДВС (что это такое — гугл с яндексом в помощь) примерно 30 %. Т.е. двигатель Бугатти Вейрон мощностью 1001 ЛС выкидывает в выхлопную трубу боле 2000 ЛС.
          2. чем больше топливо-воздушной смеси сжечь — тем больше энергии получишь — тем больше мощность.
          3. при данной температуре и давлении в данный объём (двигателя) поместится строго определённое количество молекул топливо-воздушной смеси добавление молекул воды уменьшит количество смеси. Последствия этого — п.2.
          4. наличие воды в сгорающей смеси приведёт к тому, что часть энергии будет затрачиваться на разогрев воды. Как следствие уменьшение температуры в цилиндре в начале рабочего хода поршня (соответственно и давления) и уменьшение КПД двигателя (п.1).

          Т.е. просто добавление воды прироста мощности и КПД не даст. Детонация уходит потому, что скорость нарастания давления уменьшается.
          В своё время в один из авиационных двигателей добавлялась вода в топливо-воздушную смесь и делалось это именно для того, чтобы снизить температуру в цилиндре. Иначе слишком быстро прогорали клапана.
          Сейчас есть двигатели в которые помимо топлива добавляют воду. Прежде чем говорить о каких-то заговорах хорошо бы проработать хоть немного вопрос.
          "Но в 2015 году BMW представила автомобиль safety car для MotoGP 2015 с системой впрыска воды в классическом виде, где форсунки впрыскивают воду во впускной коллектор под высоким давлением, для охлаждения горячего впускного воздуха от двух турбин."
          В следствии того, что теплоёмкость воды значительно выше теплоёмкости топливо-воздушной смеси температура значительно падает и в цилиндры попадает больше молекул (количество молекул любого газа и смеси газов, температура, объём и давление связаны вполне конкретной математической функцией и, имея значения 3 параметров, получаем однозначное значение 4-ого).

          14.07.2020 в 23:16
          • Добрый день,мужчины!.тема ДВС-актуальнА!!..б.30лет ношусь с идеей..считаю резервы повышения КПД-есть!/в 80..х были энтузиасты-экспериментаторы…-и с водой тоже.."жигуленки,кразы..".Там..маленькая недоработка..хотелось-бы обсудить с ЭКСПЕРТОМи!(эта статья добавила уверенности!)
            Леонид,Ваше мнение интересно! с уважением александр-9096880063

            AlexPN Новичок
            21.08.2020 в 19:02
  • А зимой как быть.Вода замерзает.

    07.07.2020 в 14:42
  • Это один из вариантов существования воды в топливной смеси. Но были проекты 6 и 8 тактных движков, где 2 или 4 такта — впрыск только воды в цилиндр. Из фишек — нулевой нагрев, меньше расход, выше КПД, но много геморроя с конструкцией, при этом ржавеют цилиндры

    08.07.2020 в 18:42
  • Физику и химию в школе надо было учить, а не девочкам под юбки заглядывать!!!
    По порядку для ДВС работающего в условиях земной атмосферы без турбонаддува:
    1. есть несколько циклов работы тепловых машин (гугл с яндексом в помощь). В конечном итоге все они сводятся к разнице температур в начале рабочего хода поршня и в конце. Чем выше разница — тем выше КПД двигателя. Теоретический тепловой КПД ДВС (что это такое — гугл с яндексом в помощь) примерно 30 %. Т.е. двигатель Бугатти Вейрон мощностью 1001 ЛС выкидывает в выхлопную трубу боле 2000 ЛС.
    2. чем больше топливо-воздушной смеси сжечь — тем больше энергии получишь — тем больше мощность.
    3. при данной температуре и давлении в данный объём (двигателя) поместится строго определённое количество молекул топливо-воздушной смеси добавление молекул воды уменьшит количество смеси. Последствия этого — п.2.
    4. наличие воды в сгорающей смеси приведёт к тому, что часть энергии будет затрачиваться на разогрев воды. Как следствие уменьшение температуры в цилиндре в начале рабочего хода поршня (соответственно и давления) и уменьшение КПД двигателя (п.1).

    Т.е. просто добавление воды прироста мощности и КПД не даст. Детонация уходит потому, что скорость нарастания давления уменьшается.
    В своё время в один из авиационных двигателей добавлялась вода в топливо-воздушную смесь и делалось это именно для того, чтобы снизить температуру в цилиндре. Иначе слишком быстро прогорали клапана.
    Сейчас есть двигатели в которые помимо топлива добавляют воду. Прежде чем говорить о каких-то заговорах хорошо бы проработать хоть немного вопрос.
    "Но в 2015 году BMW представила автомобиль safety car для MotoGP 2015 с системой впрыска воды в классическом виде, где форсунки впрыскивают воду во впускной коллектор под высоким давлением, для охлаждения горячего впускного воздуха от двух турбин."
    В следствии того, что теплоёмкость воды значительно выше теплоёмкости топливо-воздушной смеси температура значительно падает и в цилиндры попадает больше молекул (количество молекул любого газа и смеси газов, температура, объём и давление связаны вполне конкретной математической функцией и, имея значения 3 параметров, получаем однозначное значение 4-ого).

    14.07.2020 в 23:16
  • когда повысили цены на бензин в СССР в два раза,то придумали заправлять жигули 76 за полцены,а детонацию глушить водой подаваемой в карбюратор.расход воды был 1-1.5 литра на 100 км.Но надо было завести машину подсоединить шланг к бачку омывателя,а прежде чем глушить надолго отсоединить и прогреть работой на одном бензине.

    юрий Новичок
    24.05.2021 в 11:55
Комментировать
Мы ценим ваше участие и помощь,
поэтому самые активные получают подарки

Похожие статьи


  • Яндекс.Метрика
  • Уже зарегистрирован?
    Не помню пароль
    Войти при помощи соц. сети
     
    Нет регистрации?
    Зарегистрироваться
    Забыл пароль?
    Введи свой e-mail который ты указывал при регистрации и мы отправим тебе ссылку для изменения пароля.
    Кажется, я вспомнил пароль!
    Регистрация
    Сброс пароля
    Ваш новый пароль отправлен на указанную почту!
    Регистрация на сайте
    Вход на сайт

    Адрес вашей электронной почты *:

    Пароль *

    Повторите ваш пароль *

    Логин:

    Пароль