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谁说水火不容?聊宝马的发动机喷水技术

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2015-07-14 06:02:59来源:58车类型:原创编辑:李寅博

  汽车点评·技术·原创】 

  无论是在化油器还是现在的电子控制燃油喷射(简称电喷)系统,绝大部分汽车发动机在气缸里燃烧的都是汽油(当然还有柴油、天燃气等可燃物)和空气的混合物。不过最近,宝马突然站出来说,喷汽油有什么意思?我们还喷水呢!气缸里烧水?!今儿咱们就来聊一聊这事儿!

谁说水火不容?聊宝马的发动机喷水技术

  宝马在今年二月份发布了MotoGP赛事安全车的改装版M4,这台车除了炫酷的外观还有一台可以向发动机进气歧管喷射高压水雾的发动机。为啥要加装这个技术呢?那咱们要先说说参与燃烧必不可少的东西,那就是空气(实际是氧气)。

谁说水火不容?聊宝马的发动机喷水技术

  对于空气这种东西,在我们这个星球(地球)上有这么一个规律:温度越高密度越小(也就是体积越大)。举个不严谨的例子:10摄氏度时,如果说空气还是个瘦子的话,那么当100℃时,空气就变成了一个胖子。而且越热越胖,同样大的一个房间里容纳的人数也就会随着温度而产生变化。

  由于涡轮增压器泵向发动机气缸的空气温度很高(高压空气),而如果在空气进入气缸之前为其降温,这势必会让“胖子变成瘦子”,进入气缸的空气(氧气)就会更多,发动机燃烧也就会更充分,动力也就更强劲(反正优点一大堆)。现阶段,汽车厂家们都采用了一个叫做“中冷器”的东西来冷却空气。

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所以宝马工程师在复习了初中物理知识以后(点评君瞎猜的),决定再用某种便于挥发的物质为其降温(蒸发时带走热量)。而高温空气及发动机的温度很高,便宜易得又能够蒸发的用来作为挥发物质也就再合适不过了。 

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  其实,这个就是宝马发动机水喷射系统的基本原理,特别简单是不是?

  也许你会说,这个改装版宝马M4离我们生活太远了,毕竟人家是台赛事安全车。今年6月份,宝马在法国举办的“ BMW Group Innovation Days 2015 Event”活动上,向媒体们展示了一台配备有水喷射技术的宝马老款1系轿车,而这台车搭载的发动机,不是那台M4上搭载的3.0T发动机,而是台早已经搭载在MINI上的B38系列1.5L三缸涡轮增压发动机。

谁说水火不容?聊宝马的发动机喷水技术

  这台车搭载的发动机虽然也搭载了水喷射的冷却系统,却没有把水喷在冷却空气的“半路”(进气歧管)上,而是直接喷进了发动机的气缸里!现在的汽车都是采用高压油泵将燃油雾化,喷进气缸进行燃烧。而宝马这台发动机的油泵要将水和燃油按照一定比例混合,然后一起喷进气缸参与燃烧(直接烧水?)。

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  由于发动机工作时,气缸内温度很高,水进入气缸内会迅速蒸发从而降低燃烧室温度,使得燃烧更加充分(空气变多)。道理和改装版M4的那套系统有异曲同工之妙。据悉,这台1.5T发动机可以达到160kW(218Ps),而MINI上那台发动机才区100kW的最大功率

  据说,在某些情况下,高压油泵喷向汽缸中的混合液体中30%都是水。不过,小伙伴们可别自作聪明往自己爱车的油箱里加水哦,现在市售车辆是没有这个“技能”的。自行加水肯定不是吃螃蟹,而是生吞蜘蛛哦,这酸爽劝你别尝!

谁说水火不容?聊宝马的发动机喷水技术

  考虑到水的特殊性(毕竟不是可燃物),与燃油的混合比、喷射时机等数据是会与发动机的转速、温度等息息相关的。此外,相比M4的外置水箱,宝马工程师将准备采用这台1系的空调的冷凝水作为水喷射系统的水源(之后肯定有过滤的,别多想)。对于这点,点评君有些疑问:万一不开空调,这冷凝水从哪儿来?

  不过呢,这个看上去“科技爆棚”的技术实际上并不是宝马的独家秘笈,实际背后的高人是博世。连宝马这样工程师“满地爬”的企业也承认,他们的水喷射系统也来源于博世的技术支持。So,其他眼红的小伙伴们,可以抓紧拿起电话订购喽!

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不过宝马值得骄傲的是,二战时期有着“屠夫之鸟”之称的FW-190(福克·沃尔夫-190),搭载的宝马801发动机就采用了类似的水喷射技术(这个技术其实也是当时各国的主流航空发动机技术)。更强的动力却又基本不增加重量,对于军用飞机(尤其是战斗机)来说简直是太必要了。 

谁说水火不容?聊宝马的发动机喷水技术

  不过受制于当时的技术条件,纯机械化的喷射系统也让搭载这类技术的发动机,成为了地勤人员的噩梦。虽然之后山姆大叔们也在自己的产品上进行了勇敢的尝试,但是毕竟当时不具备当今精准的传感器、喷射系统之类的技术条件,所以这项技术也就一直等待汽车工业“科技树”的慢慢成长,没有真正的投入到大批量量产中。

谁说水火不容?聊宝马的发动机喷水技术

  总结:由于水喷射系统能带来燃烧更充分、油耗更小、排放更环保等一系列优势,这也让被排放法规“逼疯”了的汽车厂家们仿佛又找到一颗“大还丹”。宝马宣布未来将在旗下所有的涡轮增压发动机中普及这项技术,至于以后会不会出现“既要除积碳又要除水垢”的情景,那咱们就咱们拭目以待吧。

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