У любого нормального водителя фраза «вода в цилиндре» вызывает холодный пот. Это же гидроудар, смерть мотора, загнутые шатуны и дыра в блоке! Но есть определенная каста не только тюнеров, а даже инженеров, которые с ювелирной точностью впрыскивают воду во впускной коллектор. И мотор от этого не только не умирает, а начинает валить так, что шуба заворачивается!
Вода убивает мотор? Разрушаем главный миф
Сегодня вы узнаете о том, что же это за магия такая, зачем заливать огонь водой, и почему эта технология, которой уже более 80 лет, так и не стала массовой, а является уделом избранных. А также, что это за попытка такая – обмануть термодинамику.
Секретная технология истребителей
Изначально данная технология звучит как бред. Ну что это такое – налей воды в мотор, чтобы он лучше ехал? Мы же еще с автошколы знаем, что вода в цилиндрах – гидроудар и кулак дружбы.
Но история показывает, что иногда для более яркого огня, необходимо подлить воды. Бред, не правда ли? Давайте разберемся, как работает эта магия, которая пришла к нам, как и большинство технологий автомобиля из авиации.
Как она спасала жизнь пилотов во вторую мировую войну, и зачем инженеры БМВ засунули канистру с дистиллированной водой в багажник своего супер кара?
Физика на пальцах
Пилот, управляя истребителем, например, уходит от погони или, наоборот, заходит в атаку. Он давит на рычаг газа до упора. Условно, как на автомобиле «кикдаун». Таким образом он входит в режим форсажа.
В этот момент в цилиндры начинает впрыскиваться смесь воды и метанола. Почему именно такой состав? Давайте его разберем.
Вода, поступая в цилиндры с большой температурой, мгновенно испаряется. Таким образом забирает большое количество тепла. Температура в камере сгорания падает, а детонация исчезает.
Метанол в составе работает многофункционально.
Однако, основных ролей у него всего лишь две:
- Добавить мощности, так как он является спиртом.
- Работает как антифриз, чтобы смесь не замерзала на больших высотах.
Это позволяло кратковременно поднять давление наддува, не боясь детонации. Мощность порой повышалась на 15-20%. Для пилота это была разница между жизнью и смертью. И тут подходим к следующему вопросу.
Почему в двигатель лучше подавать именно воду
Почему нельзя подавать какой-нибудь бензин, который предварительно охлаждается, или что-то еще? Дело в том, что здесь начинает работать физика. А точнее, удельная теплота парообразования.
Знаете, почему мы потеем в жару? Когда на теле выступает пот (вода), он испаряется с кожи и забирает с собой большое количество тепла. А вода как раз является чемпионом по теплоемкости. Чтобы испарить 1 грамм воды необходимо в разы больше количество энергии, чем для грамма бензина.
Что происходит, когда форсунка распыляет мельчайший туман воды во впускной коллектор?
- Капли мгновенно испаряются, превращаясь в пар.
- Отбирают тепло у сжатого горячего воздуха. Таким образом температура заряда падает на 20-30 градусов.
- Холодный воздух плотнее, а значит в цилиндры вмещается больше кислорода.
- Холодная смесь горит стабильнее и без детонации. Значит угол опережения зажигания можно сделать больше и поднять давление наддува без риска детонации.
Другими словами, впрыск воды – сверхэффективный химический интеркулер, если проводить параллель с автомобилями. И самое главное – работает он внутри цилиндра, а не вне его.
Первая машина на воде
Когда же мир впервые увидел и ощутил эту технологию не в воздухе, а на автомобиле? Как ни странно, не так уж и быстро – в конце второй мировой войны. А именно, в 1962 году.
Компания Oldsmobile представила первый в мире серийный автомобиль с турбиной. Он назывался Oldsmobile F-85 Jetfire. Степень сжатия у нее была 10.25/1, что для тех времен – просто космическая цифра.
Ну а проблему, которую порождала эта степень сжатия, вы уже знаете. Это, конечно, детонация. А так как мотор еще и турбированный, то работать без детонации ему было крайне сложно. Каково же было решение этих первопроходцев из Oldsmobile?
Это бак с Turbo-Rocket Fluid. То есть, смесь простой дистиллированной воды, спирта и ингибитора коррозии. Система работала, машина ехала. Но, к сожалению, человеческий фактор все погубил.
Чтобы эта система активно и непринужденно ехала и не ломалась, необходимо было пополнять бак. То есть, заливаешь бензин, меняешь масло и дополняешь ту самую жидкость. А что же происходило, когда смесь заканчивалась?
Ничего страшного. Турбина просто отключалась, и автомобиль ехал как с обычным атмосферным двигателем. А люди бесились. Ведь дело было в Америке.
Почему забыли технологию
Они жаловались в Дженерал Моторс. К сожалению, Джи Эм не нашло ничего умнее, как свернуть проект. Они посчитали его слишком сложным для среднего ума.
Получается, что обычная человеческая тупость, нежелание разбираться в чем-то, получать много всего и нежелание за это платить хотя бы знаниями, просто потеряло отличную интересную технологию. Когда же мы увидели реинкарнацию этой системы в более-менее массовом сегменте? Вы не поверите – в 2016 году. То есть, спустя 60 лет!
Зачем в БМВ кладут воду в багажник
В 2016 году компания БМВ выпускает автомобиль М4, который имеет шильдик GTS. Это была лимитированная серия автомобилей с заводской системой впрыска воды во впускной коллектор от БОШ. В багажнике лежала 5-литровая емкость с дистиллированной водой.
Если объяснить упрощенно: насос высокого давления 10 бар качает воду и с помощью трех форсунок впрыскивает во впускной коллектор.
Результаты:
- Температура на впуске падает.
- Повышается давление наддува.
- Мощность повышается с 431 л. с. до 500.
Самое удивительное то, чем страдает большинство бензиновых моторов БМВ – снизилась тепловая нагрузка на сам двигатель.
Так как эта система стара и понятна, то бака воды хватало примерно на такой же объем бензина. То есть, заправил топливный бак, залил дистиллированной воды и спокойно катаешься!
Когда забываешь заправить или нет такой возможности залить дистиллят, то датчик определяет, что его нет, и машина ездит с обычным наддувом. Другими словами, снижает мощность. Согласитесь, почувствовать разницу между 431 и 500 лошадей – надо быть ценителем и передвигаться по треку. Думаю, что люди, которые владеют этими автомобилями, могут почувствовать «до» и «после».
Стоит ли заливать воду в свой автомобиль
Когда я смотрю и изучаю данную технологию, о чем я думаю? Как инженер, я восхищаюсь. Решение крайней степени филигранное, изящное и достаточно простое! Ничего сверхъестественного нет. Уж по крайней мере проще, чем придумать турбину с интеркулером и их системами.
Но, ставя себя на место человека, который не так увлекается автомобилями, а просто садится в тачку, чтобы просто поехать, я понимаю, что ему необходимо следить за антифризом, тормозной жидкостью, гидроусилителем (если он есть), уровнем топлива, масла и еще за дистиллированной водой. С другой стороны, если следишь за многими вещами, то ничего сложного заправить обычную воду со спиртом.
Мне кажется интересная идея. Я считаю, что на каких-то сверх заряженных машинах не применять эту технологию – кощунство. К сожалению, по вышеперечисленным причинам история с впрыском воды, мне кажется, так и останется долгое время без применения.
Этим будут увлекаться исключительно тюнеры, которые любят только гонки и считают каждую лошадиную силу. Почему я решил поделиться с вами этой темой? Сама мысль о том, что вода может быть не врагом, а лучшим другом огня в моторе, она восхищает!
Если вы со мной согласны, напишите какой-нибудь комментарий. В Советском Союзе эти технологии тоже применялись. Давайте пообщаемся в комментариях. Если было интересно – лайк, подписка. Берегите себя, всем здоровья и удачи!
ЧИТАЙТЕ ТАКЖЕ: