Moto-Goniec: Woda w silniku

Pisałem już o różnych sposobach podnoszenia wydajności silników, dzisiaj będzie o rzeczy znanej od czasów wojny i stosowanej zwłaszcza w silnikach lotniczych, a mianowicie o dodawaniu do powietrza zasysanego przez silnik wody; zazwyczaj w postaci mgiełki. Niedawno podczas pielgrzymki w Midland podszedł do mnie pewien pan i zapraszał do obejrzenia własnej konstrukcji urządzenia opartego o zraszacz na ultradźwięki, a podającego właśnie wodę do systemu vacuum. Twierdzi że  silnik pali 20 – 30 proc. mniej,  wydaje się lepiej pracować i mieć większą moc. Wszystko to prawda.  Wtrysk wody był używany w przeszłości do zwiększenia mocy silników wojskowych w lotnictwie na krótki czas, takich jak walki powietrzne lub start. Jednak był również stosowany w sportach motorowych, a zwłaszcza w wyścigach. Efekt chłodzenia wtrysku wody umożliwia także wyższy stopień sprężania. W zależności od silnika poprawę mocy i efektywności paliwowej można również uzyskać wyłącznie przez wtryskiwanie wody.

Jak to działa? Woda ma wysokie ciepło parowania.  W silniku tłokowym początkowy wtrysk wody znacznie chłodzi mieszankę paliwowo-powietrzną, co zwiększa jej gęstość, a tym samym ilość mieszanki, która dostaje się do cylindra. Woda (jeśli ma małe kropelki cieczy) może pochłaniać ciepło (i obniżać ciśnienie) podczas sprężania ładunku, zmniejszając w ten sposób pracę sprężania.  Dodatkowy efekt pojawia się później podczas spalania, gdy woda pochłania duże ilości ciepła podczas odparowywania, zmniejszając szczytową temperaturę i wynikające z tego tworzenie NO x oraz zmniejszając ilość energii cieplnej pochłoniętej przez ścianki cylindra. To również przekształca część energii spalania z postaci ciepła na formę ciśnienia. Gdy krople wody parują przez pochłanianie ciepła, zamieniają się w parę pod wysokim ciśnieniem.

Większość współczesnych silników pojazdów użytkowych jest wstępnie zaprogramowana na określone stosunki paliwa do powietrza, więc wprowadzenie większość nowoczesnych układów paliwowych nie jest w stanie stwierdzić, że dodano wodę w jakiejkolwiek formie, i nie może określić nowego stopnia sprężania ani w żaden inny sposób wykorzystać niższych temperatur w cylindrze. Zwykle tylko pojazdy dostrojone do wtrysku wody odniosą korzyści.

Silnik może uszkodzić się, jeśli wtryskuje się zbyt dużo wody lub jeśli sam wtryskiwacz działa wadliwie. Woda nie jest ściśliwa, a zbyt duża ilość wody w cylindrze przed lub podczas cyklu sprężania może powodować stan zwany hydrolockiem, w którym objętość cieczy w silniku jest bliska lub większa niż objętość między tłokiem a głowicą (lub pomiędzy tłokami w przeciwstawnym silniku tłokowym) silnika w górnym martwym punkcie, co powoduje ekstremalnie wysokie ciśnienie w cylindrze, które może spowodować uszkodzenie silnika.

Samoloty wojskowe z silnikiem tłokowym stosowały technologię wtrysku wody przed II wojną światową w celu zwiększenia mocy startowej. Wykorzystano to, aby mocno obciążone myśliwce mogły wystartować z krótszych pasów startowych, szybciej osiągać duże wysokości, aby przechwycić formacje bombowców wroga.

W 2015 roku BMW wprowadziło wersję  M4, M4 GTS, który łączył wtrysk wody z intercoolerem. Bosch, który opracował technologię, oferuje system wtrysku wody o nazwie WaterBoost dla innych producentów. Firma twierdzi, że system daje do 5% wzrostu wydajności silnika, do 4% zmniejszenia emisji CO 2 i do 13% oszczędności zużycia paliwa.

Tyle na podstawie Wikipedii. Jak widać, sprawa jest znana, a jeśli ktoś ma starszy samochód „po gwarancjach” może się pokusić na eksperymentowanie. Różnych przykładów domowej roboty systemów podawania wody do silnika można znaleźć na YouTube bardzo dużo, o czym zapewnia

Wasz Sobiesław