Сравнение систем впрыска воды JTlab Basic / Aquamist / AEM

После подробного описания возможностей нашей системы впрыска воды JTlab Basic и обьявления предзаказа с ценами стало понятно, что 95% людей не совсем понимают чем отличается наша система от западных аналогов и почему наша система дороже некоторых западных систем, которые обладают "аналогичными" функциями. Слово аналогичными в кавычках не с проста, дело в том, что наша система кардинально отличается от всех выпускаемых на данный момент систем впрыска воды / метанола.

 

Чтобы наглядно показать разницу, преимущества и недостатки систем впрыска воды, проведем их подробный сравнительный анализ. Все данные для статьи были взяты с сайтов производителей, из руководств по эксплуатации и форумов.

 

 

Вступление

Чтобы все понимали о чем идет речь, определим основные задачи системы впрыска воды в принципе. Система впрыска воды в ДВС должна:

- подавать в двигатель воду в мелкодисперсном виде, чем меньше капли и чем равномернее и точнее происходит подача, тем выше эффект от впрыска воды в двигатель

- быть надежной, т.к. в ином случае можно повредить двигатель или его части

- иметь систему защиты, чтобы не вывести двигатель из строя, а так же чтобы предотвратить поломку самой системы 

- иметь возможность регулировки обьема подаваемой воды в зависимости от нагрузки на двигатель

- иметь возможность настройки параметров работы системы и контроля за ее состоянием

 

Это базовые принципы, мы не берем в расчет такие вещи как удобство использования, цену, сложность в  установке, настройке и прочее.

 

 

Системы впрыска воды, мировые производители

На сегодняшний день в мире не так много производителей систем впрыска воды, а производителей качественных систем и того меньше. Основными игроками в этой сфере являются британская компания Aquamist, считается мировым лидером в сфере систем впрыска воды и американская AEM. 

Система впрыска воды - это достаточно сложная система, с механической точки зрения, т.к. в ней большое число деталей, работающих под достаточно высоким давлением, при этом достаточно сложная и с точки зрения электроники, требующая подключения к ДВС, сбору данных и контролю параметров работы самой системы, расчету обьема подаваемой воды. При этом всем высок риск повреждения двигателя в случае сбоя в работе системы или поломки, которая может привести к гидроудару ДВС (для примера). Поэтому не так много компаний берутся за производство таких систем, не так просто сделать надежную систему с большим количеством механических и электронных компонентов, к которым предьявляются очень высокие требования по качеству и надежности. Огромной проблемой является сама вода или спирт, это весьма агрессивные и коррозионно-активные вещества, что усложняет конструкцию и приводит к росту стоимости системы.

 

 

Сравнение систем впрыска воды JTlab Basic, Aquamist HFS-4, AEM 30-3300

 

Механическая часть

 

Насос системы впрыска воды

Насос - это основа любой системы впрыска воды, именно насос создает необходимое давление и подает необходимый обьем жидкости в двигатель. От надежности и ресурса насоса зависит надежность всей системы и двигателя, т.к. если насос выйдет из строя в неподходящий момент двигатель может получить серьезные повреждения. 

 

 

Практически все мировые производители систем впрыска воды используют американскую мембранную помпу высокого давления Aquatec DDP 5800, никто этого не скрывает и это известно всем, просто Aquatec насосит логотип производителя системы впрыска воды и помпа Aquatec превращается в AEM или Aquamist и т.д. Рассмотрим подробнее помпу Aquatec DDP 5800, паспорт помпы выложен на сайте производителя http://www.aquatec.com/documents/downloads/5800%20Series%2012VDC%201.0%20GPM.pdf. В паспорте указано, что для защиты помпы она имеет термовыключатель, который отключает помпу при 63°C, производитель даже создал график на котором показано, что помпа отключается примерно через 70 минут непрерывной работы, при этом насосу требуется около 30 минут, чтобы работоспособность восстановилась. В описании этого продукта на сайте производителя указано, что большинство моделей этой серии не созданы для непрерывной работы. Сама помпа представляет из себя мембранную помпу, подобные используют в системах полива, очистки воды, в дорожной технике, системах для подачи напитков и проч. Как видно из сферы применения насос в указанных системах не является ответственной деталью, которая работает постоянно, если перестанет работать полив или прекратится подача напитков или вода перестанет фильтроваться ничего страшного не произойдет.

 

В инструкциях и AEM и Aquamist указано, что применение концентрации спирта более 50% может привести к преждевременному износу насоса и выходу его из строя. Этому есть большое количество подтверждений на форумах, где владельцы удивляются почему система потекла и сломалась после использования чистого спирта.

 

На сайте Aquamist указано, что насос имеет термовыключатель и нет никакой возможности для его полноценного охлаждения, так же указано, что износ мембраны насоса неизбежен и чем выше рабочее давление, тем выше износ, что приводит к снижению производительности насоса и износу подшипников.

 

Но никто из производителей не указывает, что частенько эти помпы текут, а это приводит к попаданию воды или спирта в электрическую часть насоса, что приводит к еще более скорому износу подшипников или замыканию и выходу помпы из строя. Посмотрев сообщения на форумах можно утверждать, что насос работает без проблем в течении 2х лет, а дальше как повезет. 

 

Так же стоит отметить, что насос Aquatec DDP 5800 не предназначен для эксплуатации на улице, а это значит, что Вы должны устанавливать его в салоне автомобиля, без вариантов. В подкапотном отсеке такой насос нельзя устанавливать, т.к. помимо отсутствующей защиты от влаги, он имеет тремовыключатель, который при температуре 63С отключит насос, а летом в подкапотном пространстве температура легко может достигать значений 80-100С, о чем Aquamist предупреждает в инструкции. Те кто рискуют повесить насос в моторном отсеке получают преждевременный выход насоса из строя.  

 

 

В системе JTlab Basic используется специальный шестеренный насос высокого давления из нержавеющей стали, который предназначен для постоянной продолжительной работы при высоком давлении до 12 бар, насос не имеет изнашивающихся резиновых или иных деталей и имеет высокий ресурс. Насос JTlab допускает установку в подкапотном пространстве, не имеет термовыключателей, а самое главное - не имеет прямой связи между насосной частью и электрической, что исключает возможность протечки и преждевременного износа или поломки. Так же наш насос допускает замерзание воды внутри насосной части при температуре до -10С. Насос JTlab без проблем может перекачивать чистую воду и чистый спирт, а так же их смеси в любых концентрациях без ограничений по времени эксплуатации этих жидкостей.

 

 

Фитинги и шланги

В подавляющем большинстве систем впрыска воды используются дешевые пневматические нейлоновые трубки, такие трубки могут выдерживать достаточно высокое давление при температурах 20-40С, но с ростом температуры прочность нейлона снижается и уже при 100С пневматическая нейлоновая трубка может выдержать только 35% от номинального давления. Более того, при использовании воды, производители таких трубок устанавливают максимальную рабочую температуру в +70С. Долговременной эксплуатации данных трубок при температуре более +80С не допускается. Даже в комментариях к системам Aquamist производитель пишет, что рекомендуется замена нейлоновой трубки на PTFE, чтобы избежать проблем с высокой температурой в моторном отсеке, но такая трубка более чем в два раза дороже. Еще одним минусом пластиковых трубок с толщиной стенки 0.75мм является ограничение по радиусу изгиба и возможность "сломать" трубку, изменив тем самым внутреннее сечение.

В большинстве систем впрыска воды используются пневматические пластиковые быстросборные фитинги типа "push-in", давление они держат, но надежным и ресурсным такое соединение не назовешь. Температура эксплуатации таких фитингов до +70С, к тому же они предназначены только для пневматики. Компания Aquamist производит латунные фитинги, которые зажимают пластиковую трубку, что создает намного более надежное соединение и в плане герметичности и в плане ресурса, произошло это после огромного количества сообщений о том, что пластиковые фитинги "push-in" текут, особенно при использовании смеси вода/спирт с содержанием спирта более 50%. Из-за таких фитингов даже сгорело несколько автомобилей (к слову, метанол очень горючая жидкость).

В системе JTlab Basic используются резиновые армированные шланги с рабочим давлением 16 бар,  температура эксплуатации -60С - 120С, устойчивые к воздействию спиртов, масел и топлива. Резиновый шланг имеет превосходную гибкость и высокий эксплуатационный ресурс. Такие шланги можно эксплуатировать в моторном отсеке автомобиля много лет.

 

Все фитинги и соединения имеющие контакт с жидкостью в системе JTlab Basic изготовлены из нержавеющей стали, что гарантирует отсутствие проблем с надежностью и прочностью. Наши фитинги имеют резьбовое соединение с деталями и особую конструкцию, гарантирующую надежное соединение и уплотнение деталей и шлангов. Шланг на фитингах крепится посредством специальных обжимных муфт, гарантирующих надежное соединение.

 

 

Форсунки

Форсунки во всех системах впрыска воды представляют из себя обычную заглушку с небольшим отверстием определенного диаметра, вода под давлением проходя через небольшое отверстие разбрызгивается, превращаясь в небольшие капли. Конструкция простая и надежная, а главное дешевая, но она имеет и недостатки. Необходимо понимать, что диаметр отверстия определяет минимальную и максимальную пропускную способность форсунки, это значит, что большая форсунка не сможет подать очень мало воды, а маленькая не сможет подать очень много воды. Поэтому приходится подбирать размер форсунок и менять их если обьем подачи нужно значительно увеличить или уменьшить. Так же диаметр отверстия в форсунке определяет размер капли, чем больше отверстие тем больше погрешность и тем больше размер капель (помним, что капли нам нужны минимального размера). Это накладывает определенные ограничения на конструкцию систем, но главное очень сильно влияет на качество и равномерность подачи воды, а так же на качество распыления воды. Благодаря простоте конструкции форсунки возникает проблема, когда вода самотеком может попадать в двигатель по действием разряжения, это актуально для простых систем без обратного клапана.

 

В системах Aquamist применяются обычные форсунки типа "заглушка с отверстием" и электромагнитный клапан, который позволяет дозировать подачу воды за счет ШИМ сигналов (коротких импульсов на открытие / закрытие), это немного улучшает ситуацию с точностью обьема подачи и его регулировкой, но необходимость подбора размера форсунки по производительности сохраняется, так же необходимо понимать, что форсунки придется менять если мощность увеличится. В системах Aquamist ШИМ регулирование используется больше для поддержания заданного обьема подачи, т.е. возможности такого принципа регулирования используются на 50%, если не меньше.  Из-за разницы в диаметрах отверстий от 0,4 до 1,2мм возникает разница в размере капель между самой большой и самой маленькой форсунками, а это снижает качество распыла. Так же погрешность в обьеме подачи возникает из-за удаленности электромагнитного клапана от самих форсунок, а если их несколько, то погрешность начинает увеличиваться в разы. Из-за удаленности клапана от форсунки возникает задержка между моментом, когда контроллер подал сигнал на подачу и моментом, когда вода фактически начинает подаваться.  

 

В системе впрыска воды JTlab Basic используются электромагнитные форсунки, которые позволяют идеально точно дозировать подачу воды, минимально возможный обьем подачи 0,01мл, а максимально возможный 500мл в минуту (максимальный обьем подачи системы может быть увеличен). Наиболее важной особенностью такого решения является одинаковый размер капли при любом обьеме подачи равный 0.1мм , это гарантирует максимальное качество и равномерность потока вода / воздух. Более того, высокую точность подачи воды гарантирует, то что вода под постоянным давлением находится непосредственно перед форсункой, что исключает погрешности и задержки. Измеренная погрешность фактической подачи воды  менее 1% от расчетной. Использование двух форсунок с независимым управлением позволяет повысить надежность, в случае выхода из строя одной форсунки впрыск воды не прекратится, что снижает риск серьезного повреждения двигателя. Форсунки системы впрыска воды JTlab Basic могут применяться для впрыска чистой воды, чистого спирта и их смесей в любых пропорциях.

 

 

Регулятор давления

В большинстве систем впрыска воды давление ограничивается возможностями насоса или скоростью его вращения. В системе Aquamist давление ограничено клапаном встроенным в насос, о качестве такого решения сложно судить, т.к. давление в системе не контролируется и реальных данных о давлении нет. Стоит отметить, что давление в системе может меняться в зависимости от состава смеси вода / спирт, температуры, расхода воды через насос, напряжения питания и других. Если давление в системе не постоянно, то возникает ошибка в расчете обьема подаваемой в ДВС воды, а это принципиально важно, особенно для систем с подачей ШИМ регулированием.

 

В системе впрыска воды JTlab Basic используется регулятор давления из нержавеющей стали. Регулятор устанавливается на насос и поддерживает постоянное давление в системе. Вторым элементом системы контроля за давлением является электронный датчик давления, который постоянно передает контроллеру данные о давлении в системе. За счет этого возможно очень точно рассчитать обьем подачи воды в двигатель.

 

 

Электрическая часть систем впрыска воды

Проводка

От качества исполнения электрической части системы впрыска воды зависит надежность системы, а так же безопасность двигателя и самой системы.

 

Т.к. большинство систем впрыска воды создавались для гоночных автомобилей и т.к. большая часть компонентов системы должны быть установлены в салоне автомобиля, то производители не уделяют особого внимания качеству проводки и разьемов. В системах Aquamist большую часть разьемов составляют сетевые разьемы типа RJ - такие используются для подключения стационарных телефонов и компьютеров к сетям, они не предназначены для использования в автомобиле, они не являются герметичными, стабильность их контакта при вибрациях неизвестно, как и стойкость к агрессивным жидкостям и высоким температурам. В системах AEM применяются разьемы питания компьютеров Molex, но они тоже не имеют никакого отношения к автомобилям. Если смотреть грубо ничего страшного в этом нет, но если учесть, что от качества соединений и их надежности зависит исправность двигателя ситуация меняется кардинально.

 

В системе JTlab Basic применяются автомобильные провода и автомобильные разьемы, часть разьемов, которые устанавливаются в подкапотном пространстве - герметичные. Автомобильные разьемы гарантируют надежное соединение и стабильный контакт при вибрациях, материал их корпуса устойчив к агрессивным жидкостям и температурам, все это позволяет гарантировать надежную работу системы в течении многих лет даже при ежедневном использовании.

 

 

Контроллер системы впрыска воды

Контроллер - это мозг системы впрыска воды, самые простые системы работают вообще без контроллера в режиме включено / выключено, т.е. либо льем воду либо нет. Более развитые системы имеют контроллер, который может линейно увеличивать подачу воды в зависимости от сигнала МАР сенсора или сигнала загрузки форсунок. Наиболее совершенные системы позволяют настраивать прогрессию подачи воды по карте впрыска воды, этот метод позволяет подавать различный обьем воды при разных нагрузках на двигатель.

 

Управление обьемом подачи воды

На схеме выше Вы можете видеть графическое изображение возможностей подачи воды системами впрыска воды Aquamist / AEM / JTlab Basic. Стоит отметить, что системы Aquamist и AEM могут подавать воду только с возрастающей прогрессией, в то время как JTlab Basic позволяет независимо изменять обьем подачи при различной нагрузке на двигатель.

 

В системах впрыска воды AEM и Aquamist реализован один из самых простых методов управления системой, Вы можете установить точку начала впрыска и точку максимального обьема подачи, между этими точками система выстраивает линейную прогрессию подачи на увеличение обьема подачи. Внутри этой линейной зависимости можно увеличивать или уменьшать обьем подачи, но прогрессия всегда линейная и возрастающая. 

 

В системе впрыска воды JTlab применен принцип карт впрыска воды, это значит, что пользователь может задавать возрастающую или убывающую прогрессию обьема подачи на 5ти независимых участках нагрузки на двигатель. Чтобы было понятнее, далеко не каждому двигателю нужно очень много воды на высоких оборотах, например большому атмосферному V8 не нужно много воды в зоне 5000-6000 об/мин, т.е. для получения максимального эффекта от впрыска воды необходимо снижать обьем подачи в этом диапазоне, при этом в зоне 1000-5000 об/мин необходимо плавно увеличивать обьем подачи, для нашего контроллера это не является проблемой. Более того, контроллер JTlab Basic поддерживает 2 карты впрыска, которые можно переключать в режиме реального времени нажатием одной кнопки, а значит можно изменить всю настройку системы нажатием одной кнопки, например для перехода на экономичный режим или для перехода на смесь спирта с водой. Система карт впрыска - оригинальная разработка JTlab, не имеющая аналогов в мире на данный момент. (речь идет про системы впрыска воды)

 

Так же наличие дифференциального датчика давления позволяет точно рассчитать обьем подаваемой воды в двигатель. Контроллер постоянно отслеживает давление в системе и случае превышения или снижения давления предупреждает пользователя о проблеме. Давление в системе не контролирует больше ни одна система впрыска воды в мире, хотя давление - основной рабочий параметр системы.

 

 

 

Удобство использования

Удобство использования выходит на первый план, если систему впрыска воды планируется установить на гражданский автомобиль (не спортивный) для ежедневного использования. 

 

Система впрыска воды AEM имеет небольшой контроллер с парой ручек для настройки и контролирует только критический уровень воды в баке, зажигая светодиод при низком уровне. Параметры впрыска удобно менять, но больше контроллер ничего не умеет. Грубо он выполняет одну задачу - подавать воду или не подавать.

 

Система впрыска воды Aquamist имеет более развитый контроллер, который имеет собственный прибор контроля параметров, а именно обьем подачи (определяется по датчику потока), так же на приборе пара светодиодов: активации впрыска и критического уровня топлива.Так же контроллер Aquamist имеет реле защитного режима, которое может управлять boost соленоидом или подавать сигнал ЭБУ для переключения карт. Настройка системы производится внутри блока основного контроллера с помощью пайки перемычек, а так же при помощи вращения переменных резисторов отверткой, которые могут изменить параметры обьема подачи воды.

 

Система впрыска воды JTlab Basic имеет внешний графический OLED дисплей 1.3" с кнопками управления и настройки системы. На дисплей постоянно выводятся параметры работы системы, настройка системы так же производится при помощи внешнего дисплея. На в главном окне дисплея отражаются : 

- уровень в баке (0% / 25% / 50% / 100%)

- давление в системе

- активная карта впрыска

- активная точка впрыска

- обьем подаваемой воды

- температура на впуске (в случае подключения датчика)

Настройки системы всегда можно оперативно изменить и они будут сохранены в энергонезависимой памяти. Внешний светодиодный и звуковой индикатор, подключаемый к контроллеру JTlab Basic позволит быстро оценить состояние системы и предупредит пользователя в случае аварии, такое решение позволит установить систему скрыто. Так же в контроллер встроен Bluetooth модуль, который позволит управлять системой через приложение для смартфона.

Одним из основных преимуществ системы JTlab Basic является применение современных процессоров в контроллере и дисплее, это значит, что система не ограничена данным набором функций, а может развиваться и улучшаться, могут появляться новые возможности и функции, которые будут доступны всем пользователям, для их получения достаточно загрузить новую прошивку. Так же возможно создание индивидуальных прошивок со специальными функциями для систем с особым применением. В приложении так же будет возможность обновления прошивки Вашего устройства. Для примера, совсем недавно мы добавили функцию активации впрыска воды только после прогрева двигателя, чтобы автомобили с электродросселем не испытывали проблем при запуске в мороз.

 

 

 

 

Применение системы впрыска воды на гражданском автомобиле

 

Системы впрыска воды пришли из мира автоспорта и даже сегодня большинство производителей систем впрыска воды используют аскетичные спортивные принципы. Для изменения настройки системы впрыска воды Aquamist необходимо вооружиться отверткой и извлекать контроллер из недр автомобиля и открывать его, AEM открыто указывает, что их система не предназначена для применения на дорогах общего пользования. Для настойки этих систем нужны специальные знания и навыки, они просто не создавались для применения в гражданских целях. При этом всем впрыск воды приносит большую пользу двигателю внутреннего сгорания, владельцу автомобиля и даже экологии. Мы пошли другим путем и изначально создавали систему для использования в обычном городском автомобиле, мы упростили и адаптировали настройку системы для обычного человека, улучшили возможности контроля за состоянием системы, значительно повысили надежность и ресурс системы, а так же не забыли о безопасности двигателя и самой системы. Можно честно сказать, мы создали систему впрыска воды, которой сможет пользоваться каждый день обычный водитель обычного автомобиля. Это совсем не значит, что нельзя поставить систему Aquamist или AEM в обычный автомобиль и ездить на нем каждый день, конечно можно и они будут работать, но их эксплуатация будет требовать особого контроля и исполнения большого числа условий, чтобы эти системы работали достаточно надежно.

 

 

Сравнительная таблица основных возможностей систем Aquamist / AEM / JTlab Basic

Для тех кто не любит читать длинные тексты с большим количеством терминов, мы сделали сравнительную таблицу, в которой указаны основные особенности и возможности систем впрыска воды Aquamist / AEM / JTlab Basic.