Come costruire un sistema di iniezione d'acqua fai-da-te

Vorrei discutere un argomento che viene spesso menzionato, ma che apparentemente nessuno (almeno qui in questo forum) mette in pratica: l'iniezione di acqua.

Vorrei provare a farlo sulla mia macchina divertente, una Ibiza 1.9 TDI (ASV). E voglio costruirlo io stesso.
Si prega di evitare discussioni sull'utilità di questo progetto, soprattutto in relazione al potenziale di prestazioni del motore, che al momento è già stato sfruttato al massimo. Ecco la traduzione:

"In questo testo, si tratta esclusivamente di valutare la fattibilità dell'iniezione di acqua e degli effetti fisici ad essa associati."

Per quanto riguarda la teoria: l'acqua iniettata, evaporando, sottrae energia all'aria di aspirazione calda e compressa. Di conseguenza, la temperatura e la pressione diminuiscono. Poiché l'MSG regola la pressione in modo costante, il riempimento del cilindro con ossigeno migliora.

Ho calcolato il valore esatto utilizzando principi di termodinamica di base. I dettagli del calcolo sono riportati nel file PDF allegato (waes.pdf), mentre il grafico mostra una panoramica della riduzione di temperatura prevista. Come riferimento approssimativo per chi non desidera consultare e leggere il documento, con una sovrapressione di 1 bar, 2000 giri al minuto e un flusso di iniezione di acqua di 100 g/min, la temperatura dell'aria di aspirazione, inizialmente a 373 K, viene ridotta di 60 K. Si prega di notare che questo calcolo si basa su condizioni ideali e presuppone, ad esempio, un riempimento perfetto dei cilindri (senza perdite di flusso).

Con questo calcolo, si ha quindi un'idea dei costi per valutare la possibilità di realizzare un sistema di iniezione acqua da soli. I kit commerciali, infatti, sono troppo costosi per il mio budget nell'area dell'euro. Dopo una ricerca approfondita su internet, è emerso che la difficoltà maggiore è trovare una pompa impermeabile con una pressione sufficiente (superiore a 10 bar) a 12 V. Ho intenzione di utilizzare una pompa a vibrazione recuperata da una vecchia macchina per caffè espresso (immagine sotto), che fornisce circa 15 bar con una portata di 100 g/min, con un consumo di 48 W. Purtroppo, la pompa deve essere alimentata a 230 V, e per questo utilizzerò un convertitore di tensione da 300 W nell'auto.

L'intero sistema dovrebbe essere attivato tramite un semplice circuito a soglia, a seconda della pressione di carica. Ad esempio, a partire da una sovrapressione di 0,8 bar. A causa della sua struttura semplice, senza regolazione della portata massica dell'acqua, in ogni corsa del pistone, a basse velocità, entrerà più acqua nel cilindro rispetto alle alte velocità. Si tratta di un problema legato alla capacità della mia pompa.

Volevo prelevare direttamente l'acqua distillata dal serbatoio del liquido lavavetri. È prevista l'eliminazione di un controllo relativo al rischio di svuotamento del contenitore.

Sembra che la posizione ideale per l'iniettore sia quella immediatamente successiva al collettore di aspirazione, prima del sensore di temperatura dell'aria di aspirazione. In questo modo, si può osservare immediatamente l'effetto della riduzione della temperatura tramite l'OBD.

La mia domanda più grande adesso è:
Dove posso trovare un ugello adatto che sia compatibile con la pressione della pompa (15 bar) e che permetta di far passare circa 100 grammi di acqua al minuto, nebulizzandola finemente? Quanto deve essere fine?


Allora, proponete sempre suggerimenti, informazioni e idee. Il grande vantaggio per voi è che, in questo caso, solo il mio motore si romperà .


Cordiali saluti,
Georg.

Quanto si riscalda effettivamente il sistema di ricircolo dei gas di scarico (l'aria di sovralimentazione) del forno ASV?

Il mio compressore 1Z del G3 (non ricordo più se fosse con la pressione originale di 0,9 bar o con quella successiva di 1,1 bar) raggiungeva piuttosto rapidamente una pressione di 30 bar.

Il mio sistema di lubrificazione a circuito chiuso (LLK) anteriore nel 3C è leggermente più efficace a una pressione di circa 1,5 bar.

[img]/download.php?id=4052[/img]

Informazioni di base: Anche se il motore è stato portato a 165 CV, la temperatura dell'aria di raffreddamento rimane entro i limiti accettabili.

Basta con queste sciocchezze. L'umidità non fa bene al sensore. Altre misure sono più efficaci.
La piccola apertura per il riempimento del liquido di raffreddamento, situata sul lato sinistro del motore, non è l'ideale, ma io la lascerei così, limitandomi a una pulizia e a un controllo visivo della tenuta.

L'Ibiza ha un indicatore di direzione laterale piuttosto piccolo.

Anche se è passato molto tempo, credo di aver raggiunto temperature superiori a 80 gradi Celsius durante l'alta estate.

Ragazzi, siete proprio dei guastafeste :/

Voglio ancora realizzare qualcosa durante l'inverno, ma voi mi dite tutti che non ha senso. Credo persino a questo, e chi sarei io per mettere in dubbio persone con reale esperienza pratica

Nonostante ciò, lo trovo interessante e vorrei semplicemente provarlo. Prometto anche in futuro di non abusare del forum per lamentarmi .

Citazione:

Temperature estive elevate, superiori ai 80 gradi Celsius.

Allora, c'è qualcosa che non va, perché il liquido di raffreddamento utilizzato per questo motore di solito è a posto.

Le riparazioni accidentali possono essere causate dalla dimenticanza di regolare l'apertura di ventilazione nel paraurti, oppure da semplice sporco.

Vedi anche:
Mi dispiace, ma non posso accedere a URL esterni o file specifici. Pertanto, non posso tradurre il testo contenuto nel link fornito.

Cordiali saluti, Rainer.

@Rainer,

Ah, sì, la tua misurazione della temperatura dell'aria di aspirazione, risalente ai primi tempi di questo forum. Sì, dimostrano chiaramente che l'iniezione di acqua a 1 bar non è necessaria.

La temperatura dell'aria di aspirazione, di circa 80 gradi Celsius, a una temperatura ambiente di circa 30 gradi Celsius, si è verificata con una pressione di circa 1,2 bar. Questa corrispondenza è più o meno precisa con i tuoi circa 55 gradi Celsius a una temperatura esterna di 19 gradi e una pressione di sovralimentazione di 1 bar.

Ok, mi arrendo e ammetto che questo progetto è completamente privo di senso. Sono le tre e mezza di sabato e ora vado giù in garage a smontare la testa (ZK). La sostituzione della cinghia di distribuzione è attualmente un problema più urgente.


Cordiali saluti, Georg.

Sai cosa significa "2/1min" sulla ULKA? Significa 2 minuti di funzionamento e 1 minuto di raffreddamento. Forse l'EP5 non è la scelta migliore, un Invensys potrebbe essere più adatto. Ho ancora un pezzo da 90° con filettatura esterna e un raccordo, che potrebbe esserti utile. Se necessario, puoi collegarlo all'Ulka e sostituire la valvola di sicurezza posteriore con questo pezzo da 90°.

Sarebbe meglio installare un regolatore di pressione a membrana prodotto da SAECO, perché questo renderebbe il flusso volumetrico molto più uniforme, poiché altrimenti la pompa ULKA erogherebbe l'acqua a impulsi e in modo meno costante. L'attacco, in questo caso, è previsto per un tubo in teflon con sistema di fissaggio a spina.

[img][/img]

Per le ugelli, dai un'occhiata qui: http://www.kaffee-optimal.de/WebRoot/Store5/Shops/62456718/4DEF/94FD/5009/50F8/20D7/C0A8/28BD/ADF9/11300_001.JPG{MARKER}http://www.ps-motorentechnik-shop.de/index.php/cat/c89_Zerstaeuberduesen.html

Ahahah, Dio, in qualche modo, dai tuoi contributi in questo forum, ho potuto immaginare che ti fossi già confrontato con argomenti del genere.

Non mi era chiaro quello che riguardava il rapporto 2/1. Nella pratica, però, potrebbe essere una soluzione valida, dato che io non sono un guidatore che utilizza sempre la massima potenza (e questo è un altro motivo per cui, in realtà, non ho bisogno dell'iniezione di acqua).

Le ugelli a cui mi hai fatto riferimento mi sembrano un po' troppo costosi. Non dico che lo siano in assoluto, ma per un semplice ugello, li trovo cari. È semplicemente il prezzo premium per un prodotto di tuning. Ma se deve essere, allora deve essere.

Riguardo alla deviazione di 90 gradi, potrei contattarti in seguito; devo vedere, dopo aver assemblato il motore, dove posizionare al meglio la pompa (si scrive "tz" o "z" dopo la nuova ortografia tedesca?). Certo, ecco la traduzione:

(Correzione ortografica?).

Esiste da circa 5 anni.
è stato testato e approvato dai principali produttori.
ma purtroppo sono spariti nei cassetti.

@Georg: No, guarda, (senza scherzo questa volta!) ho modificato la mia macchina per l'espresso e mi sono quindi documentato approfonditamente su queste pompe, valvole di non ritorno e regolatori a membrana.
Dato che avevo già montato il modello EP5 in precedenza, è stato quasi un effetto di déjà-vu, ma in modo più discreto .

Georg_G ha scritto:

Come punto di iniezione, mi sembra che la posizione subito dopo il liquido di raffreddamento, davanti al sensore di temperatura dell'aria di aspirazione, sia ideale. In questo modo, si può vedere immediatamente l'effetto della riduzione della temperatura tramite OBD.

Ciao,

Hai pensato a un ottimo progetto per l'inverno e rimarrai piacevolmente sorpreso quando sarà realizzato.

Un consiglio sulla posizione di installazione dell'ugello nebulizzatore:
Posiziona l'iniettore il più vicino possibile all'ingresso del collettore di aspirazione; in questo modo, otterrai una migliore refrigerazione della camera di combustione e del pistone, ed eviterai la condensazione della nebbia d'acqua, che si verifica inevitabilmente quando la nebbia deve percorrere lunghe distanze.
Un effetto collaterale è inoltre la significativa riduzione della formazione di coke.
Le ugelli proposti da Deus Violentia, dotati di filettatura per il corpo, sono perfetti perché possono essere avvitati sia nel tubo del collettore di pressione che nell'alloggiamento in alluminio.
E ti serve solo un ugello.
Avevo installato due ugelli: uno per il funzionamento normale e uno... (il testo è incompleto). Attivazione dell'ugello in caso di blocco.

Dovrai installare una valvola di non ritorno tra l'ugello e la pompa, altrimenti l'acqua verrà spinta fuori dalle tubazioni e dalla pompa.
Nel punto di prelievo dell'acqua, è importante utilizzare un filtro il più fine possibile per rimuovere le impurità; io utilizzo un filtro sinterizzato.
[img]www.mccoi.de/neushop/images/articolo/24.jpg[/img]

Riguardo alla scelta della pompa attuale, la rivedrei se dovesse essere utilizzata per un periodo prolungato.
Si prega di notare che la pompa dovrebbe essere montata al di sotto della linea di galleggiamento/del serbatoio.
Non sottovalutate mai la durata della batteria della pompa. Ad esempio, se si parte con 4 persone e 4 biciclette sul rimorchio per raggiungere Dolos, la pompa riesce a funzionare per oltre 30 minuti durante il tragitto da Kufstein all'Italia. Il motore dovrà quindi trainare un peso superiore a 3 tonnellate su per le Alpi.

La riduzione della temperatura dell'aria di aspirazione è un effetto dell'iniezione di acqua pura, ma l'effetto principale/l'aumento di potenza si verifica solo nella camera di combustione, quando la miscela di acqua e metanolo "evapora" in modo esplosivo.

Inoltre, si riduce la quantità di ossidi di azoto e di fuliggine.

Ciao,
Non capisco completamente le affermazioni.
a)

Citazione:

...e non si verifica la condensazione della nebbia d'acqua, che si verifica inevitabilmente quando la nebbia d'acqua deve percorrere "lunghe" distanze

. Perché la condensazione deve verificarsi inevitabilmente? Come si prevede che, dopo l'evaporazione, si verifichi un ulteriore raffreddamento dell'aria di carica al di sotto del punto di rugiada?
b)

Citazione:

...l'effetto/aumento di prestazioni principale si verifica solo nella camera di combustione, quando una miscela di acqua/metanolo "evapora" in modo esplosivo.

Questa miscela è stata probabilmente utilizzata principalmente nei motori a benzina per aumentare la resistenza all'autoaccensione, consentendo così valori di compressione più elevati. Pertanto, e grazie al carburante aggiuntivo, si ottiene un aumento delle prestazioni. La quantità di acqua da iniettare deve essere regolata in base al carico del motore.
L'iniezione di acqua nell'aria di aspirazione per favorirne l'evaporazione e il raffreddamento, e l'aggiunta di acqua in forma liquida al processo di combustione per raffreddarlo, sono due cose diverse.
hg
Herbert.

Ciao Herbert,

a) Termine chiave: condensazione di contatto. Qualsiasi tipo di liquido nebulizzato/vaporizzato si deposita quando entra in contatto con una superficie (particelle fini nell'aria o, ad esempio, la parete di un tubo di aspirazione). Innanzitutto si formano delle goccioline, poi delle gocce più grandi fino a formare un "filamento" d'acqua, e questo effetto si accentua quanto maggiore è la distanza da percorrere, e ogni angolo o variazione di pendenza intensifica ulteriormente l'effetto.
Questo ha meno a che fare con il punto di rugiada (saturazione) e più con la fluidodinamica.
Nel caso peggiore, potrebbe addirittura verificarsi un accumulo di acqua, ad esempio, durante l'iniezione di acqua prima di un intervento chirurgico (profondo) su un linfonodo. Se vengono aspirate e compresse quantità maggiori di sostanza, il pistone non riesce più a raggiungere il punto morto superiore e la biella si piega o si rompe.

b) Sì, la resistenza alla detonazione nei motori a benzina viene notevolmente migliorata con una miscela di acqua e mentolo, ma in questa applicazione si tratta di un motore diesel, quindi questo effetto è trascurabile.
Sia nell'iniezione di sola acqua che nella miscela acqua/mentolo, si osserva un aumento delle prestazioni nel motore diesel, ma l'aumento è maggiore con la miscela acqua/mentolo.

L'aumento di prestazioni ottenuto con l'iniezione di acqua trattata in questo contesto è dovuto, da un lato, al raffreddamento dell'aria di sovralimentazione (migliore riempimento del cilindro grazie alla maggiore densità dell'aria) e, dall'altro, al cambiamento di stato dell'acqua durante il processo di compressione/combustione.
Se la temperatura dell'aria di aspirazione viene ridotta di, ad esempio, 30 gradi mediante l'iniezione di acqua, la temperatura dei gas di scarico risultante sarà molte volte inferiore, a causa del cambiamento di stato/evaporazione.

Herbert ha scritto:

... e l'aggiunta di acqua in forma liquida nel processo di combustione...

Se ben che ho capito, si tratta di un processo diverso che non ha nulla a che vedere con l'argomento trattato qui. In questo processo, l'acqua viene iniettata direttamente nella camera di combustione tramite un iniettore. Solitamente, si utilizza un sistema a strati, in cui, durante ogni ciclo di iniezione, viene iniettato prima il diesel, poi l'acqua, e così via, attraverso un iniettore. Un altro metodo che utilizza emulsioni non si è affermato particolarmente.

Ciao Jürgen,
Esiste una "condensa superficiale" quando la superficie della parete è troppo fredda (in questo caso, non si tratta di un fenomeno legato alla fluidodinamica). Inoltre, può verificarsi condensazione nella zona della parete se il flusso provoca una depressione sulla superficie della parete (in questo caso, si tratta nuovamente del punto di rugiada). Presumo che un sistema di iniezione di acqua sia progettato in modo da evitare entrambi questi fenomeni. Altrimenti, il progetto è inutilizzabile. In particolare, non si inietta carburante prima dell'iniezione di acqua, e la quantità di carburante iniettata viene regolata in base alla massa d'aria e alla temperatura.
Non è comprensibile cosa tu voglia ottenere aggiungendo metanolo al gasolio. (Metanolo, non mentolo ). Aumento delle prestazioni dovuto alla combustione del metanolo? Per ottenere questo risultato, si inietta più gasolio, il che comporta un raffreddamento della combustione povera (LL) e un aumento della combustione ricca (LM).
A proposito, con un intercooler ben progettato, tutta questa procedura diventa superflua.
Stai usando il termine "Verpuffung" in modo errato.
hg
Herbert.