Water Injection

[Power]

Su Enjeksiyon Kitleri (Water Injection - WI)

Su enjeksiyon kitlerinin asıl amacı, yanma odası içerisinde yüksek basınçtan ortaya çıkan yüksek ısı nedeniyle meydana gelen detonasyonları azaltmak ve hatta ortadan kaldırmaktır. Bu detonasyon genelde Turbo ve Supercharger uygulanmış araçlarda meydana gelmektedir. Problemin asıl nedeni, kompresyon oranınının yakıtın patlama seviyesine ulaşmasıdır.

http://quantum-tuning.com/www/images/sys2a.jpg

İçerdiği yüksek potansiyel ısı nedeniyle, SU aslında detonasyonu kontrol etmenin en verimli yöntemlerinden biridir. Ayrıca, fakir karışımlardan meydana gelen nitrojen oksit (NOx) emisyonlarını SU sınırlandırmaktadır...



ERL firması, bu konuda dünyada önder bir firma olup, Water Injection kitleri konusunda kendisini ıspatlamıştır...



Firmanın ürünleri, 1997'den beri WRC takımları Ford, Subaru, Skoda, Seat ve Hyundai tarafından kullanılmaktadır.



Bu konuyu, Quantum - ERL firması ortak çalışması sonucunda Soru-Cevap şeklinde sizler için irdelemeye çalıştık...


Turbolu standart bir araçta, Su Enjeksiyon Kiti (WI) gücü arttırır mı?



Normal şartlarda, WI kitleri gücü arttırmaz. Ancak, sıcak bölgelerde (Akdeniz gibi), bu kit emiş sıcaklığını düşürecek ve performansta artış meydana gelecektir...





Sadece turbo basıncı arttırılmak istenirse, Su Enjeksiyon (WI) kiti fayda sağlar mı?



Duruma göre değişir. Eğer benzinin kalitesi iyiyse ve ortam sıcaklığı çok yüksek değilse, 0.2-0.3 bar basınç artışı ile, WI kiti olmadan bir detonasyon yaşanmayabilir.

Öte yandan, yakıt kalitesi iyi değilse ve ortam sıcaklığı yüksekse, bu durumda WI kitinin faydası tartışılmaz.

WI kitini uyguladıktan sonra, turbo basıncını çeşitli yöntemlerle daha da fazla yükseltmek mümkün.





Öncelikle Intercooler mı büyütülmeli, yoksa WI kiti mi uygulanmalı?



Her ikisinin de farklı görevleri vardır. Intercooler oxijen miktarını yoğunlaştırıp gücün artmasına neden olmaktadır. Öte yandan, yanma odasının sıcaklığı artacaktır... Bu aşamada, WI kiti detonasyonu önleyecek önemli bir unsur haline gelmektedir.



Ilk aşamada önce WI kiti uygulayıp, ardından Intercooler büyütülmelidir.



Eğer bütçe sorun teşkil etmiyorsa, en ideali Intercooler ve WI kitini birlikte uygulamaktır.





Turbo basıncı, enjeksiyon limitlerini zorlayacak şekilde arttırmak istenirse, WI kiti fayda sağlar mı?



Kesinlikle EVET. Yakıt miktarı limitlere dayanırsa, Motor Kontrol Ünitesinin "fuel dump" yöntemi ile yanma odasını soğutması imkansız hale gelmektedir. Dolayısı ile, "pre-ignition" tabir ettiğimiz detonasyon meydana gelmektedir...



Eğer bu detonasyon uzun süre devam ederse, pistonlar ve silindirler büyük zarar görecektir...

[Power]

Ne kadar suya ihtiyaç var?



Cadde ile yarış uygulamalarının farklı miktarlarda su gereksinimi vardır. Bu oranlar, yakıt miktarının %10 ile %25'i arasında değişmektedir...

http://quantum-tuning.com/www/images/jetrate[1].jpg

Bu oranları, kit içinde gelen jet nozzle'ları sayesinde aracınızda optimum performans verecek şekilde ayarlayabiliyoruz...

Standart bir camsuyu motoru aynı işi görmez mi?



Maalesef HAYIR. 7 bar'a yakın su basıncına ihtiyaç vardır. Bu basıncı camsuyu motoru asla sağlayamaz.

http://quantum-tuning.com/www/images/pump.gif

Basıncın yüksek olması çok önemlidir. Suyun yeterli derecede atomize olması gerekir ki her silindir aynı miktarda su zerreciklerini alabilsin ve aynı zamanda emme manifoldu soğuyabilsin...


Suya başka ne tür kimyasallar karıştırılabilir?



Suyun donmasını önlemek amacıyla, WI kitinin suyuna Methanol veya Iso-Propanol eklenebilir.

Bu kimyasallar aynı zamanda yanma odasının soğumasına yardımcı olacaklardır...



Hangi şartlar altında olursa olsun, bu karışım %30'u geçmemelidir...

[Power]

Sistemi herhangi birisi monte edebilir mi?



Sistem konfigürasyonları bazen basit,

http://quantum-tuning.com/www/images/schema1.gif

Bazen de karmaşık olabilmektedir. :))

http://quantum-tuning.com/www/images/2dinstruct.jpg

Montaj ve teknik destek konusunda Quantum teknikerleri sizlere yardımcı olacaklardır...





Atmosferik araçlarda WI kiti fayda sağlar mı?



Genel olarak hayır diyebiliriz. Ancak motorun kompresyon oranını arttırmak, avansı geri çekmek, veya daha düşük kalitede yakıt kullanmak istiyorsanız, o zaman WI kiti fayda sağlayacaktır...





WI sistemi yakıt tasarrufu sağlar mı?



EVET. WI sistemi sayesinde, detonasyona meydan vermeden avansı arttırmanız mümkün. Böylelikle, MBT (Maximum Brake Torque - Yanma odasındaki optimum ateşleme noktası) değerlerine ulaşmanızı sağlayacak ve yakıt ekonomisi sağlayacaktır.





WI sistemi Diesellerde de kullanılabilir mi?



EVET. WI uygulaması, diesel motorların tork çıkışını hissedilir derecede iyileştirmektedir. Bunun tek nedeni, silindir basıncının su buharı nedeniyle yükseliyor olmasıdır.





WI sistemi gerçekten gerekli mi, yoksa bu da yeni bir satış numarası mı?



EVET ve HAYIR.



Sanayide doğmuş ve büyümüş olan dar görüşlü tamirciler için, WI kitleri tamamen bir saçmalık ve vakit kaybından ibarettir. Motorlar HAVA ve YAKIT tüketmek için tasarlanmışlardır, SU değil !!!



Diğer yandan, Sir Harry Ricardo (1930'larda) ve Alman, İngiliz ve Amerikan bir tutam uçak mühendisi, İkinci Dünya savaşında Supercharger'lı savaş uçağı motorlarına Su Enjekte etmenin faydalarını görmüşlerdir. Böylelikle bir gelenek başlamıştır...



1980'li yıllarda, WI kitleri Formula 1 motorlarında kullanılmaya başlanmıştır.



Ardından, WI kiti Saab 9-5 araçlarında kullanılmıştır.

1995'den bu yana, WRC araçları bu sistemi kullanmaktadır.



Buna göre, bu sorunun cevabını size bırakıyoruz...

[Power]

Su, motorumun paslanmasına neden olur mu?



Teknik olarak bakacak olursak, yağmurlu bir gündekinden fazla değil.

İşin doğrusu, istesek te istemesek te SU her zaman etrafımızda. Havadaki buhar (nem) veya yerdeki birikinti şeklini almakta.

Hava, daha fazla su buharı taşıyamayınca (Bağıl nem > 100%), yoğunlaşıp damlacıklar halinde (likit) havadan kurtulmakta.



Yağmurlu bir günde, bağıl nem %90'lar civarında seyreder.

Aşağıdaki grafikte, yağmurlu bir günde, 2.0L Turbo bir motorun 1 bar turbo basıncında emdiği SU (nem) miktarını görebilirsiniz:

http://quantum-tuning.com/www/images/humidity.gif

Ortalamada, bir motor hayatı boyunca WI kitinin verdiği suyun kat kat fazlasını atmosferden zaten çekmekte.

Son olarak, yanmış benzin/hava karışımı %50 oranında su buharı ve %50 oranında CO2 içermektedir. Dolayısı ile, WI sisteminden gelecek dakikada 250cc su, bu miktarın sadece %1.6'sına tekabül etmektedir...



Aracınıza Hangi Ürünler Uygulanabilir?



Her ihtiyaca göre sistemler mevcuttur. ERL genel anlamda 4 sistem geliştirmiştir:



System 1s

Manifold basıncına göre Su Enjeksiyonunu tetikler


http://quantum-tuning.com/www/images/sys1s.jpg

[Power]

System 2c

Aracınızın Motor Kontrol Ünitesi ile senkronize çalışır. Yarış uygulamaları için kullanılmaktadır.



http://quantum-tuning.com/www/images/sys2c1a.jpg

System 2d

Motor Kontrol Ünitesinden aldığı enjeksiyon sinyalleri ile 3 boyutlu SU mapping'ini otomatik olarak yapan 2003 yılında geliştirilen yeni bir sistemdir.



http://quantum-tuning.com/www/images/sys2d.jpg

[Power]

System 2s

System 2c'nin gelişmiş versiyonu. Bu sistem için özel mapping yapılması gerekmekte. Yarış uygulamalarında kullanılmaktadır.



http://quantum-tuning.com/www/images/sys2s.jpg

Teknik anlamda detaya inecek olursak...



Öncelikle ısı kaynağını hep birlikte inceleyelim...



Aşağıdaki grafik, kompressör çıkış sıcaklıklarını değişik basınçlarda göstermektedir.



http://quantum-tuning.com/www/images/isi.gif

Formül: T2={T1[P2/P1]^0.283} x n(65%)

T1=giriş T2=çıkış n=Kompressör Verimliliği



25 C ortam sıcaklığındaki havanın basıncını 0.5 bar'a çıkardığınız zaman, ısı 61 C yükselmektedir (100% kompressör verimliliği söz konusu ise).



Maalesef, günümüz kompressörleri 60% ile 70% verimlilikte çalışmaktadır. Ortalama 65% diyecek olursak, 0.5 bar basınçta ısı 81 C'ye ulaşmaktadır.



Daha da kötüsü, basınç yükseldikçe, kompressör çıkış sıcaklıkları da grafikte görüldüğü şekilde yükselmektedir...



Açıklamalarımızın geri kalanını, Kompressör verimliliğininin %65 olduğu varsayımı ile yapacağız.

[Power]

Peki bunlar ne demek oluyor?



Isı yükseldikçe, havanın yoğunluğu düşmektedir. Hava sıcakken, yoğunluğu azalmakta. Hava soğukkense, yoğunluğu artmaktadır.

Bu iki yoğunluk arasındaki orana "yoğunluk oranı" diyoruz.



http://quantum-tuning.com/www/images/densityratio.gif

Formül: Yoğunluk=(T1*P2)/(T2*P1)

T1=ortam ısısı +273. T2=çıkış ısısı + 273. P1=atmosferik basınç P2=turbo basıncı



Grafikten de görüldüğü üzere, basıncı 2 katına çıkarmakla, sadece %53'lük bir yoğunluk artışı elde ediyoruz. Motor gücünü 2 katına çıkarmak içinse, 3/1'lik bir basınç oranını yakalamak gerekiyor (yaklaşık 2.1 bar turbo basıncı). Bu basınçta, havanın ısısı 200 C'ye yaklaşmakta !!



Eğer havayı çok soğutabilseydik, çok fazla güç elde etmemiz mümkün olacaktı (Örn: NOS). Aşağıdaki grafik, hava ısısının soğudukça yoğunluğunun nasıl arttığını göstermekte.

http://quantum-tuning.com/www/images/isidusus.gif

Teorik olarak bakacak olursak, eğer emiş ısısını 75 C düşürmeyi başarabilirsek, %33.6'lık bir yoğunluk artışı elde edebilmekteyiz. Bu oran, 300 hp'lik bir araçta +100 hp anlamına gelmekte !



Buna göre, WI sistemlerinin ne kadar etkili olduklarını aşağıdaki grafikten görmeniz mümkün:

http://quantum-tuning.com/www/images/intercooling.gif

detaylı bilgi için www.quantum-tuning.com

[2004palio]

bilge kişi verdiğin bilgiler için saol :)

[Power]

bilgelik değil. araştırmacılık aslında :)