Вода як домішка до палива
З метою економії бензину та більш раціонального використання низькооктанових бензинів останнім часом активно ведуться роботи щодо використання води як домішки до палива.
Механізм дії води на робочий процес у двигунах внутрішнього згоряння вивчений не повністю, але вважається, що при доданні води збільшується октанове число палива, завдяки чому зростає потужність і поліпшується економічність роботи машини. На думку фахівців, ця дія зумовлюється в основному трьома чинниками:
• охолодженням заряду робочої суміші;
• охолодженням деталей камери згоряння;
• дією водяної пари як інертного середовища, що регулює процес згоряння суміші.
Деякі фахівці вважають, що вода виступає не тільки в ролі каталізатора, а й бере безпосередньо участь у процесі горіння суміші.
Вода може подаватися безпосереднім впорскуванням у циліндри або впускну систему двигуна, а також у вигляді водобензинової емульсії (ВБЕ), приготовленої раніше. Використання ВБЕ пов'язано з рішенням низки практичних завдань:
• створенням ВБЕ, що забезпечують потрібну стабільність;
• розробкою ефективних ПАР, які знижують поверхневий натяг води;
• створенням раціональної системи здобуття і використання ВБЕ в господарствах.
Практика показала, що через підвищену в'язкість ВБЕ в її склад можна вводити не більш як 10 % води. Інакше потрібно збільшувати прохідний переріз жиклерів карбюратора. Другим недоліком є те, що відомі ПАР не дають змоги утворювати стабільну ВБЕ, особливо на основі етилованих бензинів.
Незважаючи на перелічені недоліки, практика показує, що при роботі двигуна на ВБЕ з умістом 10...30 % води питома вага палива знижується на 12...22 % при повних навантаженнях і на 7...10 % при середніх.
Крім того, приблизно в 2...6 разів зменшується вміст оксиду вуглецю у випускних газах двигуна.
Найефективнішим способом подачі води є її безпосереднє впорскування у всмоктувальний колектор двигуна. Цей спосіб забезпечує подачу води у впускний колектор на режимах середніх і максимальних навантажень, тобто коли вимоги до збільшеного октанового числа палива підвищуються. Це здійснюється за допомогою порівняно нескладного обладнання.
Установлено, що впорскування води (близько 10 % відносно бензину) еквівалентно підвищенню октанового числа на 8...10 одиниць, що дає змогу застосовувати бензин з меншим октановим числом. При цьому потужність та економічні показники двигуна зберігаються, а іноді й поліпшуються.
У дизелях можна також застосовувати обводнене дизельне паливо – водопаливну емульсію (ВПЕ), що характеризується вищою фізичною стабільністю і для її приготування потрібно значно менше ПАР.
Однією з вимог має бути використання емульгаторів, які не спричинюють схильність палива до відкладання небажаних речовин та корозії. При використанні в дизелях ВПЕ питома витрата палива може бути знижена на 2...6 %.
Димність відпрацьованих газів при цьому знижується завдяки впливу водяних парів на процес газифікації вуглецю (сажі).
Обводнене дизельне паливо характеризується зниженням цетано-вого числа і великим періодом затримки самозапалювання. Однак наявність «мікровибухів» капель емульсії та вплив на згоряння хімічних чинників (присутності води) призводить до інтенсифікації тепловиділення і скорочення тривалості згоряння палива, що сприяє зниженню його витрати.