Содержание
- Впрыск воды в карбюратор подвесного мотора «Вихрь»
- Впрыск воды и экономия топлива
- Рекомендуем посмотреть:
Здравствуйте!
Свершилось, сегодня, благодаря Drummer1969 стал обладателем запасного, заведомо исправного, снятого с уазика, карбюратора К-151, теперь могу без опаски сверлить свой!
Цель эксперимента – подать воду в камеры сгорания, минуя штатные системы карбюратора, разкоксовать маслосъёмные кольца, увеличить мощность.
Всё началось с соседа по гаражу, бывшего советского таксиста, рассказавшего про хитрую технологию подачи воды из дополнительного бачка, при помощи внешнего, самодельного компрессора, приводимого в действие от тумблера в салоне. Летом он ездил на дистиллированной воде, зимой подмешивал спирт, чтоб не замёрзла. По его словам, после включения тумблера волга становилась вдвое резвее и экономичнее. Долго приставал к ростовскому карбюраторщику Сергею Светлову , он считает это шаманизмом.
На прошлой неделе разговорился с водителем, работавшим много лет на персоналках 2410310231029. Систему подачи воды он подсмотрел у коллег и неоднократно делал себе. Из плюсов – отсутствие калильного зажигания, в пробках не кипел, ощутимая прибавка мощности. Минусы – конденсат под маслозаливной крышкой при коротких поездках по городу (после трассы вся вода уходит из прогретого масла с картерными газами)
По описанию система очень простая и не требует компрессора.
Вода(спиртовой раствор зимой) подаётся под диффузор первой камеры через специальную "иглу" под действием разряжения. Собирается из капельниц, скорость подачи регулируется штатным зажимом. Бачок для воды соединяется с атмосферой через самый дешёвый топливный фильтр, второе отверстие в крышке бачка используется для забора воды в карбюратор.
В любой момент можно скинуть трубку подачи воды и заглушить штуцер огрызком шланга с болтом.
Из чего буду делать.
1) Средняя часть К-151 с выходом на клапан рециркуляции.
2) Медная капилярная трубка от холодильника.
3) Инструмены(сверло 2 мм, шуруповёрт, газовая горелка, ортофосфорная кислота, свинцовый припой, напильник, молоток итд)
Игла сделана из медной капилярной трубки диаметром 2мм, на подобии медицинской капельницы с отверстием сверху и косым срезом снизу. Задняя часть прогрета горелкой и развёрнута строительным дюбелем по бетону. Вставил внутрь медную проволоку, зажал в шуруповёрте , сделал воронку и облудил.
Снял нижнюю часть с заслонками.
Сверлил сверлом 2мм, дав наклон вниз, на сколько позволил латунный штуцер.
Стружка высыпалась снизу, продул, вставил иглу, смазал кислотой и припаял к торцу латунной трубки.
Канал зачеканил обрезком подходящего по диаметру припоя.
Вставил внутрь иглы проволоку и подогнул к центру на 1 мм.
В теории вода должна распыляться и смешиваться с бензином, летящим сверху.
Каналы, шарик УН, поплавковая камера корродировать не должны, как при подаче воды перед бензонасосом или при подаче холодного пара из ультразвукового увлажнителя.
Основное требование – канистра с водой должна быть ниже карбюратора.
Первый выезд запланирован через неделю, а там как сложится, но обязательно напишу что получилось.
+++++++++++++++++
На трассе не пробовал.
Бутылка с дистиллированой водой установлена ниже карбюратора, в нише под салонной печкой.
Вода начинает забираться после 2500, на ХХ разряжения не хватает.
#2
#3
#4
#5
Я тоже по молодости заморачивался. Поэтому несколько длинновато будет.
Где то в начале 90х в ЗР была статейка. На москвиче автор пропускал картерные газы вентиляции через барботер – сосуд с водой. Тем самым убивались пара зайцев . Эффективно задерживалась всякая бяка от поступления в карб, а в мотор поступал насыщеный пар. В результате падала знаменитая склонность М-412 к детонации, мотор работал мягче, и имелась некоторая экономия горючего.
Порыв ещё литературы ( тогда инета ще не было но тех библиотека ещё была) решил поэкспериментировать. Мотор 21 с ГБЦ-2401 и карбом ОЗОН-05. Вентиляция картера аналогична ВАЗ классике с малой ветвью в штатный штуцер карба.
Под капотом литровая пластиковая бутылка с водой. В крышке две дырки. В одну вставил трубку до дна. От другой организовывал отсос. Воздух проходя по трубке до дна в виде пузырей поднимался над уровнем воды насыщался её парами. и ЭТО отсасывалось в мотор.
Сперва подключил к штуцеру на коллекторе, который предназначен для малой ветви на ГАЗ-24. Вышла ерунда. На ХХ и переходных режимах подача была велика – большое разрежение и работать устойчиво мотор не хотел. А при ограничении подачи пара, толку не было.
Поменял местами малую ветвь. Подключил её к коллектору а пар в штуцер карба. На ОЗОНе там есть золотниковый регулятор – на ХХ подача мала, а с открытием ДЗ растет.
Стало лучше. Как минимум на ХХ. А что получил – активное подавление детонации под нагрузкой. То есть если не подключая пар сдвигал трамблер пораньше на пару делений, имел активный звон при разгоне. А подключив потом пар. получал тот же разгон но без звона.
Поездил так немного – километров 300 от силы. Пришел к выводу что от подачи воды в обыденной каждодневной эксплуатации в городе с медленными короткими перебежками головной боли больше чем выгоды. Дело в том что сразу обнаружил что в картере активизировался конденсат – майонез под крышкой, и на масляном щупе . да с каплями воды. И это на фоне того что подавал и не воду а пар. а даже точнее испарения. Уже этого оказалось достаточно. ещё и для того чтобы поиметь провалы и перебои на малых нагрузках при движении внатяг. Ощутимых подвижек в умерении аппетита да роста динамики не ощущалось. И это есс-но – расход воды в бутылке не превышал 0.5 л на 100км. Эт оч мало.
Пришел к выводу что систему подачи следует завязывать за нагрузку мотора и не подавать под карб как это сделал Я. Механизм подачи получается неправильный. На ХХ и малых нагрузках разрежение велико и подача велика, а на этих режимах её вообще следует отсекать. А вот в условиях средних нагрузок и выше подачу следует усиливать.
Основной эффект с ощутимым ростом резвости и снижением расхода может достигаться при систематической работе мотора в режимах средней нагрузки и выше – скажем при систематических пробегах по межгороду. И тут уже не пар. Литература говорит о подаче воды в объеме порядка 30% от бензина. Вот тогда образуемого в цилиндрах перегретого пара образуется в том количестве что он оказывает ощутимое влияние на подскок давления в камерах сгорания ведущего к росту мощности и экономичности.
К ДВС тут тупо добавляется паровая машина.
На режимах ХХ и малых нагрузках такое количество воды приводит к пропусканию вспышек и перебоям. Да и потребление и мощность на этих режимах мала и поэтому подача воды и не нужна. Отсюда необходимость в конструировании относительно хитрой системы дозирования. Были у меня мысли о кранике управлемым вакуумной камерой распределителя зажигания. но будучи городским жителем и поимев майонеза от затеи отказался.
Позже, сменив мотор на 417 и где то в 2004м колдуя над системой вентиляции обнаружил что в мотор И ТАК этой воды поступает – никакой доп подачи не надо.
Поставив прозрачные шланги вентиляции чтобы контролировать унос масла . масла не увидел , а вот воды – мама не горюй ( на фото видно). И это при совершенно исправном моторе и нулевым расходом ОЖ. Это тупо пар содержащийся в продуктах сгорания топлива, которые проникли в картер.
Так что при конструировании этой системы следует четко понимать цели . и последствия ЭТОГО. И наверняка нужна эффективная закрытая вентиляция картера. благодаря которой кроме всего прочего может быть ещё и минимальный расход воды быть достигнут.
В последнее время в редакционной почте «Катеров и яхт» довольно часто встречаются письма, авторы которых задают вопросы, касающиеся возможности и целесообразности использования в подвесных лодочных моторах и конвертированных автомобильных двигателях бензо-водяных смесей. При этом они ссылаются на сенсационные сообщения о чистом выхлопе и экономии бензина у автомобилей, заправленных таким топливом. Например, Л. Ф. Голодный из г. Черкассы пишет, что интерес к этому вопросу у него вызвала газетная заметка под весьма категоричным заголовком «Залейте воду в бензобак».
Некоторые энтузиасты, например, автор публикуемой ниже статьи А. Сычев-Думов из Запорожья, уже опробовали простейшие способы впрыска воды в карбюраторы подвесных моторов.
Что на сегодня можно сказать о «содружестве» воды и бензина?
Во-первых, ухудшение условий смазки двухтактных двигателей подвесных моторов требует увеличения количества масла в топливной смеси до 1—1,2 л на 20 л бензина. Это явно нежелательно. Смазочное масло дороже и «дефицитнее» бензина, поэтому его нужно по возможности экономить. Кроме того, повышение содержания масла увеличивает и без того большую эмиссию углеводородов, характерную для водно-бензиновых смесей, особенно у двухтактных двигателей.
Во-вторых, подобная модернизация новых моторов чревата потерей гарантии предприятия-изготовителя, а на старых моторах, как пишет А. Сычев-Думов, экономия бензина может и не получиться.
Чтобы ответить на вопросы наших читателей однозначно, необходимы надежные результаты обширных исследований и эксплуатационных испытаний.
Предлагаем вашему вниманию сообщение об эксперименте, проведенном в любительских условиях А. Сычевым-Думовым, и небольшой комментарий Г. Либефорта — специалиста по двигателям внутреннего сгорания и проблемам уменьшения их токсичности.
Впрыск воды в карбюратор подвесного мотора «Вихрь»
На двухтактных подвесных двигателях чрезмерное обеднение горючей смеси приводит к повышению температуры в камере сжатия цилиндров. Это может привести к перегреву двигателя, прогару поршней и разрушению изоляторов центральных электродов свеч.
Зная, что в двухтактном двигателе значительная часть бензина не сгорает, а уходит на внутреннее охлаждение, можно заменить эту часть горючего водой, имеющей почти в 10 раз большую теплоемкость, чем бензин. Впрыснув в цилиндр воду, можно сэкономить бензин, уходящий на внутреннее охлаждение.
Именно эту задачу я постарался решить на своем «Вихре-М», оборудованном вместо штатного карбюратором от мотоцикла «Ява». Для подачи воды в цилиндры был использован распылитель с главным и воздушным жиклерами от штатного карбюратора «Вихря», которые были отрезаны и вмонтированы в диффузор карбюратора мотоцикла «Ява» перед дроссельной заслонкой так, чтобы распылитель воды находился на уровне распылителя бензина. Запуск двигателя происходит без впрыска воды при прикрытой дроссельной заслонке. При открытии дроссельной заслонки, когда двигатель работает на нормальном режиме, вода начинает поступать через «вихревский» распылитель.
Для системы подачи воды была использована также поплавковая камера от карбюратора «Вихря», которую я установил на металлической подставке на поддоне близ карбюратора. На ней и кожухе жиклеров впрыска воды поставил штуцеры для подсоединения тонких резиновых шлангов, через которые в поплавковую камеру поступает вода нз системы охлаждения двигателя.
Для очистки воды в системе установлен бытовой водопроводный фильтр, продающийся в хозяйственных магазинах (цена 1 р. 10 к.). Фильтр имеет сеточки с мелкими ячейками и заполняется фильтрующим песком. На входе и выходе фильтра я вмонтировал штуцеры для подсоединения шлангов диаметром 6 мм. Кроме того, на входе были вмонтированы два небольших магнита — известно, что намагниченная вода почти не дает накипи. На выходе фильтра я приклеил эпоксидным клеем к полистироловому корпусу сеточку.
На передней боковой стенке глушителя внизу я вмонтировал штуцер отбора воды, изогнутый в сторону цилиндров и вниз. Шланг, соединяющий канал охлаждающей воды глушителя с фильтром, проложил по поддону под цилиндрами.
Жиклер на впрыск воды в карбюратор поставил диаметром 0,2 мм; диаметр воздушного жиклера — 0,25 мм. Для подачи горючей смеси диаметр жиклера карбюратора «Ява» подбирал во время испытаний, которые проводил с гидродинамическим спидометром и электронным тахометром, установленными на лодке. Двигатель работает нормально на всех режимах без потери мощности при диаметре главного жиклера 1,08 мм, с полностью опущенной дозирующей иглой.
Лодка у меня тяжелая, «Прогресс». На другой лодке, например «Крыме» или «Южанке», диаметр жиклера может быть уменьшен на 0,1 мм.
После оборудования карбюратора впрыском воды двигатель работает на обедненной смеси, температурный режим его может измениться. Поэтому диаметр жиклера для впрыска воды следует подбирать по температуре двигателя, не допуская его перегрева свыше 80 °С, Поскольку в цилиндры двигателя будет поступать меньшее количество горючей смеси, уменьшится и количество масла, поступающего вместе со смесью, ухудшатся условия смазки деталей и особенно — цилиндро-поршневой группы. Поэтому следует немного увеличить количество масла при приготовлении топливной смеси: на 20 л бензина нужно добавлять 1,1—1,2 л масла.
Следует учитывать, что работа мотора на обедненной смеси в большой степени зависит от состояния двигателя — его компрессии, выработки золотников и лабиринтного кольца. Поэтому старый двигатель при оборудовании впрыска воды может потерять мощность и экономии бензина в этом случае фактически не получится.
Необходимо помнить и о возможности коррозии деталей двигателя при подаче воды. Перед остановкой на длительное время нужно дать двигателю поработать без впрыска воды в течение 2—3 мин — при закрытой дроссельной заслонке на холостом ходу или же вообще отключить подачу воды. Дозирующую иглу жиклера подачи воды следует сделать из бронзы (стальная игла быстро ржавеет) и притереть ее по месту.
Мои товарищи по причалу сделали более простое устройство для впрыска воды в цилиндры. Воду заливают в пластмассовую банку емкостью 0,5 л, устанавливают ее на моторе, а вместо жиклера используют иглу от медицинского шприца (диаметр ее канала 0,4 мм), запрессовав ее в винт М4, который ввинчивается в карбюратор таким образом, чтобы острие иглы выходило в диффузор перед заслонкой. Бачок и иглу соединяют тонкой трубочкой. Несколько больший диаметр иглы — 0,4 вместо 0,25 мм у жиклера — в данном случае не является критическим, так как игла имеет более длинный канал и увеличенное гидравлическое сопротивление, поэтому количество воды, попадающее в диффузор в единицу времени, примерно такое же, что и через жиклер.
В прошедшем сезоне 1982 г. я в течение 5 месяцев ходил на своем «Прогрессе» почти ежедневно и должен сказать, что система впрыска воды работает надежно и дает заметный эффект. Экономия бензина составила более 20%. Изоляторы центральных электродов обеих свечей всегда темно-коричневого цвета.
Из профилактических работ рекомендую раз в месяц промывать фильтр обратным потоком воды под давлением и очищать поплавковую камеру и жиклер впрыска от слизи.
Впрыск воды и экономия топлива
Идея добавки воды к топливу не оригинальна. Сохранились сведения об опытах Гюгона по впрыску воды для снижения температуры в цилиндре (т. е. для охлаждения) в двигателе Ленуара, проведенных еще в 1864 г. Рикардо, исследуя в 1924 г. впрыск воды, пришел к выводу, что «как средство уменьшения детонации это допустимо, но представляет очень малую ценность. »
С точки зрения теплотехники, добавленная в топливо вода является балластом. Она имеет высокую скрытую теплоту испарения 536 кал/кг, что в 7 раз больше, чем у бензина. Поэтому часть тепла, выделяющегося при сгорании топлива, тратится на нагрев воды, испарение и перегрев пара, чем и объясняется охлаждающий эффект воды, впрыснутой в цилиндры двигателя. Кроме того, при появлении в камере сгорания водяного пара уменьшается количество поступающего в нее топлива и, как следствие, меньше выделяется тепла.
С другой стороны, мельчайшие капельки воды, покрытые пленкой бензина, при повышении температуры разрываются, что способствует лучшему смесеобразованию и более полному сгоранию топлива. Полнота испарения впрыскиваемой воды зависит от места установки дозирующего и распыливающего устройства, качества распыла (диаметра капель), параметров и скорости воздуха.
В 30—40-е годы впрыск воды применяли для подавления детонации в авиационных поршневых двигателях при их работе на кратковременных сильно форсированных взлетных режимах. Воду впрыскивали близ всасывающего клапана, так как при этом она не успевала испариться и интенсивнее охлаждала головку цилиндра.
При впрыске во всасывающую систему вода сильнее охлаждает горючую смесь, что способствует повышению коэффициента наполнения цилиндра, а следовательно, н мощности двигателя. Впрыск воды обеспечивает возможность работы на обедненной смеси, снижает нагарообразование на стенках камеры сгорания и днище поршня.
Эффективнее вода действует на низкооктановые топлива. При ее впрыске оптимальный угол опережения зажигания увеличивается. Лучше всего применять дистиллированную воду.
Несмотря на высокую эффективность для борьбы с детонацией, системы впрыска воды обладают рядом серьезных недостатков. Главные из них следующие:
- необходимость иметь сложные специальные устройства для подачи воды, ее распыления и автоматического регулирования;
- необходимость иметь запас чистой воды, примерно равный запасу бензина;
- трудность равномерно распределить воду по цилиндрам двигателя;
- необходимость принять специальные меры против замерзания воды при низких температурах;
- возможность коррозии деталей двигателя;
- отложение накипи и вредных осадков в системе и на деталях цилиндро-поршневой группы.
Профессор А. Н. Воинов одной из основных причин, препятствовавших применению воды для борьбы с детонацией в автомобильных двигателях, считал отсутствие надежного устройства для автоматической подачи воды в широком диапазоне режимов работы, на которых может возникнуть детонация (различные сочетания частоты вращения и открытия дросселя).
В спортивных и гоночных двигателях впрыск воды или водно-спиртовых смесей, которые не замерзали, использовался также для предотвращения детонации, повышения степени сжатия и литровой мощности. Воду или водно-спиртовую смесь впрыскивали во всасывающую систему на режимах повышенной нагрузки при высоких температурах сгорания. При этом отмечалось снижение расхода топлива.
Некоторые гонщики применяли упрощенную систему впрыска воды на скутерах и спортивных автомобилях. Например, мастер спорта Л. Шувалов устанавливал бачок для воды, в котором при помощи ручного насоса создавалось избыточное давление 0,6 кг/см 2 . В нужный момент во время гонок вода могла впрыскиваться в цилиндры, подавляя детонацию (см. «За рулем», 1965, № 8).
Естественно, для авиационных и гоночных двигателей коррозия и износ деталей при использовании добавки воды к топливу не принимаются во внимание.
На графике приведена зависимость октанового числа топлива, необходимого для нормальной работы двигателя, от количества впрыскиваемой или смешанной с топливом воды. Количество воды дано в процентах к расходу топлива. Минимально допустимое октановое число топлива при добавке 10% воды снижается на 3 единицы, при добавке 40% воды — на 11. С увеличением количества воды более 40% эффективность несколько уменьшается. Например, для замены бензина «АИ-93», октановое число которого по моторному методу равно 85, бензином «А-76» требуется 35% воды. Такое большое количество при длительной эксплуатации, как утверждают специалисты, отрицательно сказывается на ресурсе двигателя, сопровождается повышенным выбросом углеводородов и при езде в условиях города значительно увеличивает расход топлива.
В последнее десятилетие проводились исследования по добавкам воды в топливо в виде водно-топливной эмульсии с применением веществ, стабилизирующих эмульсию. Этот способ не требует серьезных изменений и доработки систем двигателя. При этом основное внимание уделялось вопросам повышения топливной экономичности двигателя и снижения токсичности отработавших газов. Однако еще не удалось получить достаточно стабильную эмульсию. При помощи известных в настоящее время эмульгаторов удается сохранить устойчивую эмульсию лишь в течение нескольких дней, а при низких температурах — нескольких часов, что, конечно, неприемлемо при эксплуатации.
Не удалось пока получить и ощутимую экономичность. На приготовление эмульсии затрачивается энергия, эквивалентная примерно 10% энергии водно-бензиновой эмульсии, а это превышает получаемую экономию топлива.
Добавка воды к топливу не решает и проблему токсичности отработавших газов. Вследствие уменьшения максимальных температур цикла снижается выброс окислов азота. При 40%-й добавке воды их выделение снижается на 40—50%, меньше выделяется окиси углерода (от 0,15 до 0,21% на каждые 10% воды), однако существенно — пропорционально содержанию воды — увеличивается выброс углеводородов.
Вопрос о влиянии впрыска и добавок воды к топливу на коррозию и износ деталей нельзя считать достаточно проверенным и ясным, пока не будут проведены продолжительные испытания; тем более, что на разных моделях двигателей это проявляется по-разному. При работе на сернистых топливах повышенное содержание водяных паров в смеси может быть причиной возникновения сернистых соединений, ускоряющих износ.
В настоящее время продолжаются исследования и поиски новых эмульгаторов, которые позволят использовать впрыск воды в составе эмульсий в цилиндры двигателей широкого применения. Рекомендовать же использовать впрыск воды в цилиндры подвесных моторов при помощи простейших систем, таких как система А. Сычева-Думова, преждевременно.
Владельцы патента RU 2260144:
Изобретение относится к двигателестроению, в частности к устройствам для подачи воды в карбюраторный двигатель внутреннего сгорания автомобиля. Изобретение позволяет обеспечить возможность широкого практического применения воды в качестве добавки к топливу карбюраторных двигателей без существенного изменения конструкции карбюратора и двигателя, а также обеспечить оптимальное соотношение подачи воды к топливу на всех режимах двигателя с высокой стабильностью распыла воды, повысить экономию расхода топлива при работе двигателя на низкоактановом топливе без снижения мощности, уменьшить содержание вредных веществ в отработанных газах и снизить дымность. Устройство для подачи воды в двигатель внутреннего сгорания содержит емкость с водой, поплавковую камеру, трубопроводы подачи воды и распылители воды, присоединенные к карбюратору. Распылители воды инжекторного типа содержат сопло Лаваля с боковыми воздушными отверстиями и подключены по одному к горловинам диффузоров первичной и вторичной смесительных камер и два распылителя за дроссельной заслонкой первичной смесительной камеры карбюратора, трубопроводы которых содержат электромагнитные клапаны воды. Один из клапанов электрически связан с топливным электромагнитным клапаном холостого хода, а другой – с концевым выключателем, приводимым в действие рычагом привода топливного ускорительного насоса карбюратора. 2 з.п. ф-лы, 1 ил.
Изобретение относится к машиностроению, в частности к двигателестроению, а именно к устройствам для подачи воды в карбюраторный двигатель автомобиля.
Известно устройство для подачи воды в карбюраторный двигатель внутреннего сгорания, содержащее емкость с водным раствором марганцовокислого калия (KMnO4), соединительную магистраль, запорный орган и патрубок, который непосредственно связан с карбюратором под дроссельной заслонкой (авт. св. СССР №1263898, МКП F 02 M 25/02, дата приоритета 05.04.85) [1].
В известном устройстве повышение экономичности и снижение токтичности осуществляется достаточно простыми средствами подачи присадки в карбюратор. Однако поступление водного раствора в карбюратор непосредственно через патрубок не производит качественного распыла и приводит к неустойчивой работе двигателя.
Известно устройство для подачи воды в карбюраторный двигатель, содержащее емкость для воды, соединительную магистраль с регулятором подачи воды в кольцевую полость и радиальные каналы, выполненные в большом диффузоре карбюратора (авт. св. СССР №1244367, МКП F 02 M 25/02, дата приоритета 11.01.85) [2].
В данном устройстве качество распыла улучшается при увеличении количества радиальных каналов, выполненных в горловине диффузора карбюратора. Однако не решена задача оптимального соотношения подачи воды к топливу на режимах работы двигателя – холостые обороты и резкое увеличение нагрузки (действие ускорительного насоса).
Наиболее близким по технической сущности является устройство, содержащее емкость с водой, расширительную камеру, распылители воды, расположенные в горловине диффузора и до дроссельной заслонки смесительной камеры карбюратора. А также лепестковую прокладку и двухлопастный винт, расположенный за дроссельной заслонкой (патент Российской Федерации №2015397, МКП F 02 M 25/02, дата приоритета 01.02.88) [3].
Однако наличие расширительной камеры, которая является тройником для подачи воды и раздачи из нее эмульсии в диффузор и смесительную камеру карбюратора, снижает разряжение в распылителях воды, уменьшая качество распыла. Наличие в карбюраторе лепестковой прокладки с двухлопастным винтом для повышения гомогентности водотопливновоздушной смеси увеличивает сопротивление горючей смеси и ухудшает наполняемость цилиндров рабочей смесью, что приводит к резкому падению мощности двигателя.
Целью изобретения является:
– возможность широкого практического применения воды в качестве добавки к топливу карбюраторных двигателей без существенного изменения конструкции карбюратора и двигателя;
– обеспечение оптимального соотношения подачи воды к топливу на всех режимах работы двигателя с высокой стабильностью распыла воды;
– повышение экономии расхода топлива при работе двигателя на низкооктановом топливе без снижения мощности, уменьшение содержания вредных веществ в отработанных газах и снижение дымности.
Указанная цель достигается тем, что устройство для подачи воды в двигатель внутреннего сгорания, содержащее емкость с водой, поплавковую камеру, трубопроводы подачи воды и распылители воды, подсоединенные к карбюратору. Распылители воды ижекторного типа содержат сопло Лаваля с боковыми воздушными отверстиями и подключены: по одному к горловинам диффузоров первичной и вторичной смесительных камер и два за дроссельной заслонкой первичной смесительной камеры карбюратора, трубопроводы которого содержат электромагнитные клапаны воды, один из которых электрически связан с топливным электромагнитным клапаном холостого хода, а другой – с концевым выключателем, приводимым в действие рычагом топливного ускорительного насоса карбюратора. Причем два распылителя воды, подсоединенные за дроссельной заслонкой первичной смесительной камеры, установлены в прокладке между карбюратором и впускным трубопроводом двигателя. Емкость с водой, поплавковые камеры, трубопроводы подачи воды и распылители воды, соприкасающиеся с водой, теплоизолированы.
На чертеже показано устройство для подачи воды в двигатель внутреннего сгорания на примере двухкамерного карбюратора типа "Солекс".
Устройство для подачи воды в двигатель внутреннего сгорания содержит емкость 1 с водой, соединенную через кран 2, трубопровод 3 и тройник 4 с поплавковыми камерами 5 и 6. Поплавковая камера 5 через краны 7 и 8 и трубопроводы 9 и 10 соединена с распылителями воды 11 и 12, которые подключены соответственно к диффузорам 13 и 14 первичной и вторичной смесительных камер карбюратора 15. Поплавковая камера 6 через краны 16 и 17 и трубопроводы 18 и 19 соединена с распылителями воды 20 и 21 (на чертеже показан торец распылителя 21), которые подключены за дроссельной заслонкой 22 первичной смесительной камеры к прокладке 23, расположенной между карбюратором 15 и впускным трубопроводом 24 двигателя (на чертеже не показан).
Карбюратор 15 содержит в горловине диффузора 13 топливный жиклер 25 и топливный распылитель 26 ускорительного насоса (на чертеже не показан), а в горловине диффузора 14 – топливный жиклер 27 и дроссельную заслонку 28 вторичной смесительной камеры.
Трубопровод 18 распылителя 20 содержит электромагнитный клапан воды 29, который электрически связан с топливным электромагнитным клапаном (на чертеже не показан) экономайзера принудительного холостого хода, а трубопровод 19 распылителя 21 содержит электромагнитный клапан воды 30, который электрически связан с концевым выключателем 31, шток 32 которого приводится в действие рычагом 33 привода топливного ускорительного насоса (на чертеже не показан) карбюратора 15. Распылители 11, 12, 20 и 21, количество которых зависит от количества смесительных камер карбюратора, одинаковы по конструкции и содержат сопло Лаваля 34, боковые воздушные отверстия 35, штуцер 36 с трубопроводом 37 (типа медицинской иглы) и контргайку 38.
До подключения к карбюратору распылители проверяются и регулируются на качество распыла и удельный расход воды в зависимости от оптимального соотношения подачи воды к топливу на различных режимах работы определенного двигателя.
Устройство работает следующим образом.
При закрытых кранах 7, 8, 16 и 17 двигатель запускается на топливе (без включения воды) и прогревается до устойчивой работы на режиме холостого хода. Затем открываются краны 7, 8, 16 и 17 и автомобиль готов к работе с добавлением воды в качестве антидетонационной присадки к низкооктановому бензину. Например, двигатель работает без детонации на бензине А-76 вместо необходимого бензина АИ-93.
При работе двигателя на режиме малых и средних нагрузок (дроссельная заслонка 22 первичной камеры открывается на две трети, а дроссельная заслонка 28 вторичной камеры закрыта) в работу вместе с топливным жиклером 25 включается распылитель 11.
Вода из трубопровода 37 увлекается через сопло Лаваля 34 движущимся со сверхзвуковой скоростью воздухом, поступающим через боковые отверстия 35 распылителя 11, и водовоздушная смесь в туманообразном виде поступает в смесительную камеру, перемешиваясь с топливно-воздушной смесью. Полученная горючая водотопливно-воздушная смесь, поступая в цилиндры двигателя (на чертеже не показано) с остаточными газами, образует рабочую смесь, которая качественно и без детонации сгорает в камерах сжатия (на чертеже не показано).
На данном режиме распылитель 12 не работает, так как дроссельная заслонка 28 вторичной камеры закрыта, а распылитель 20 изменяет подачу водовоздушной смеси в сторону уменьшения по мере увеличения открытия дроссельной заслонки 22 первичной смесительной камеры.
В режиме резкого увеличения нагрузки вступает в работу топливный ускорительный насос (на чертеже не показан) и рычаг 33 привода ускорительного насоса нажимает на шток 32 концевого выключателя 31, электрически связанного с электромагнитным клапаном воды 30, который открывает трубопровод 19 для прохода воды в распылитель 21. Параллельно с впрыском топлива через распылитель 25, через водяной распылитель 21 подается водовоздушная смесь, уравновешивая пропорциональное соотношение воды с топливом.
При режиме максимальной мощности двигателя дроссельные заслонки 22 и 28 обеих камер полностью открыты и распылители воды 11, 12 и 20 увеличивают подачу водовоздушной смеси в зависимости от увеличения числа оборотов двигателя, выравнивая пропорциональное соотношение водотопливной смеси.
В режиме холостого хода, когда топливная смесь холостого хода обеспечивается только первичной камерой и дроссельные заслонки 22 и 28 полностью закрыты, вступает в работу распылитель 20, уравновешивая пропорциональное соотношение водотопливной горючей смеси. В противном случае длительная работа двигателя на низкооктановом бензине в данном режиме приведет к быстрому нагреву двигателя и калильному зажиганию (стуку двигателя) при выключении зажигания сразу после работы на холостых оборотах.
При режиме экономайзера принудительного холостого хода в определенном интервале оборотов коленчатого вала отключается подача топлива в систему холостого хода электромагнитным запорным клапаном (на чертеже не показано) путем прекращения подачи на него электропитания. В это время прекращается подача электропитания и на электромагнитный клапан воды 29, который перекрывает доступ воды к распылителю 20. В противном случае длительный подсос водовоздушной смеси в цилиндры двигателя может покрыть влагой электроды свечей зажигания и сведет на нет режим экономайзера принудительного холостого хода.
В случае перебора или недостатка воды на определенных режимах работы двигателя, который выражается в перебое работы двигателя (излишек воды) или возникновении детонации (недостаток воды), определенный распылитель, отвечающий за указанный режим работы, можно отрегулировать соответственно на уменьшение или увеличение подачи воды (30-50 процентов воды по отношению к топливу).
В зимнее время емкость с водой, поплавковая камера, магистраль подачи воды и распылители воды теплоизолированы (на чертеже теплоизоляция не показана).
Таким образом, предложенное устройство обеспечивает требуемое соотношение воды к топливу на всех режимах работы двигателя при качественном распыле воды.
Предложенное устройство дает следующий технико-экономический эффект:
– двигатель автомобиля становится всеядным в интервале октановых чисел бензина от А-76 до АИ-98;
– отпадает необходимость нефтеперерабатывающим заводам изготавливать дорогостоящие высокооктановые бензины;
– экономия топлива (не менее 15 процентов) достигается без существенного изменения конструкции двигателя;
– обеспечивается экологическая безопасность (безвредный выхлоп).
Предложенное устройство успешно прошло испытания на автомобиле ВАЗ 2106 в течение десяти лет в реальных эксплуатационных условиях Урала.
1. Устройство для подачи воды в двигатель внутреннего сгорания, содержащее емкость с водой, поплавковую камеру, трубопроводы подачи воды и распылители воды, присоединенные к карбюратору, отличающееся тем, что распылители воды инжекторного типа содержат сопло Лаваля с боковыми воздушными отверстиями и подключены: по одному к горловинам диффузоров первичной и вторичной смесительных камер и два распылителя – за дроссельной заслонкой первичной смесительной камеры карбюратора, трубопроводы которых содержат электромагнитные клапаны воды, один из которых электрически связан с топливным электромагнитным клапаном холостого хода, а другой – с концевым выключателем, приводимым в действие рычагом привода топливного ускорительного насоса карбюратора.
2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что два распылителя воды, подключенные за дроссельной заслонкой первичной смесительной камеры, установлены в прокладке между карбюратором и впускным трубопроводом двигателя.
3. Устройство по п.1, отличающееся тем, что емкость с водой, поплавковые камеры, трубопроводы подачи воды и распылители воды, соприкасающиеся с водой, теплоизолированы.
Источник: