Как действа водната инжекция?

Може би сте чували, че коли като BMW M4 GTS разполагат с водна инжекция, също както и много други силно модифицирани модели търсещи висока мощност. Водната инжекция по принцип се прилага при двигатели с високи нива на компресия (предимно при такива с форсирана индукция) заради потенциално негативния ефект на компресията върху всеки цилиндър.

Тези системи работят по следния начин – те впръскват вода в сместа гориво/въздух или директно в цилиндрите. Тези от вас сблъсквали се със случайно попаднала вода в двигателя, там където не трябва, знаят какво може да се случи – водата е несвиваема течност и това може да доведе до катастрофални последици. За щастие, количеството вода инжектирана в цилиндрите е минимално, така че хода на буталото не се влияе от флуида. Сместа от вода по съществото си е нещо като мъгла, а не толкова течност, като по този начин тя се изпарява доста бързо в процеса на горенето.

Целта на водната инжекция е охлаждане. Вместо да се ползва вода за охлаждане на двигателя отвън, водата се впръсква в точния момент вътре в двигателя с цел да охлади ключови горещи точки, които могат да причинят феномен наречен преждевременно възпламеняване.

Преждевременното възпламеняване се случва именно поради тези горещи точки, които са с по-висока температура отколкото искрата на свещта, така че сместа гориво/въздух може да се запали преждевременно и спонтанно. С времето това може да има много тежки последици върху буталата, тъй като всяко едно ще е с нарушен тайминг на работа и това ще причини прегряване.

Накратко, водната инжекция представлява охлаждане на горещите точки вътре в цилиндрите с цел избягване на възпламеняване при двигатели с високи нива на компресия. Когато водата влезе в цилиндъра, топлината се трансформира от горещите точки вътре към студената вода, охлаждайки входящата смес. Това означава, че сместа ще стане по-плътна и вътре ще може да влезе повече от въздушно/горивната смес. А както знаем – повече гориво = повече мощ.

Поради почукването на двигателя /в резултат на предварително възпламеняване/, момента на запалване обикновено изостава, така че свещта да запали горивото, а не горещите точки. Добавянето на вода позволява нагласяне на запалването така, че то да покрие много по-голяма област осигуряваща въртящ момент при цикъла на запалване, което води до повече и по-стабилни конски сили.

В цилиндрите не се впръсква чиста чешмяна вода. Всъщност се използва смес 50/50 между вода и алкохол (метанол) + като се добавя и много малък процент масло. Водата охлажда, а алкохола действа като антифриз и е напълно горим. Маслото понижава ефекта на корозия от водата върху металните компоненти в двигателя. Заради наличието на метанол, процесът понякога може да се нарече „водно-метанолна инжекция“, докато някои по-напреднали ентусиасти използват и 100% метанол, което обаче е доста рисково начинание.

Съществуват и други ползи от водната инжекция. Вредните емисии могат да се намалят сериозно, тъй като водата абсорбира топлината от горенето, а с това и количеството на газове като NОx. Запазва се и живота на двигателя чрез абсорбирането на топлината, която в противен случай трябва да излезе през страните на цилиндрите.

Най-важния момент при процеса на действие на водната инжекция е тайминга. Времето на впръскване е критично и това трябва да става единствено когато има предварително възпламеняване или почукване. Ако се прилага в неправилния момент може да се получи загуба на мощност заради намалена ефективност в резултат на това, че водата запълва мястото на горивото вътре в цилиндрите.