無(wú)論是在化油器還是現在的電子控制燃油噴射(簡(jiǎn)稱(chēng)電噴)系統,絕大部分汽車(chē)發(fā)動(dòng)機在氣缸里燃燒的都是汽油(當然還有柴油、天燃氣等可燃物)和空氣的混合物。不過(guò)最近,寶馬突然站出來(lái)說(shuō),噴汽油有什么意思?我們還噴水呢!氣缸里燒水?!今兒咱們就來(lái)聊一聊這事兒!
寶馬在今年二月份發(fā)布了MotoGP賽事安全車(chē)的改裝版M4,這臺車(chē)除了炫酷的外觀(guān)還有一臺可以向發(fā)動(dòng)機進(jìn)氣歧管噴射高壓水霧的發(fā)動(dòng)機。為啥要加裝這個(gè)技術(shù)呢?那咱們要先說(shuō)說(shuō)參與燃燒必不可少的東西,那就是空氣(實(shí)際是氧氣)。
對于空氣這種東西,在我們這個(gè)星球(地球)上有這么一個(gè)規律:溫度越高密度越?。ㄒ簿褪求w積越大)。舉個(gè)不嚴謹的例子:10攝氏度時(shí),如果說(shuō)空氣還是個(gè)瘦子的話(huà),那么當100℃時(shí),空氣就變成了一個(gè)胖子。而且越熱越胖,同樣大的一個(gè)房間里容納的人數也就會(huì )隨著(zhù)溫度而產(chǎn)生變化。
由于渦輪增壓器泵向發(fā)動(dòng)機氣缸的空氣溫度很高(高壓空氣),而如果在空氣進(jìn)入氣缸之前為其降溫,這勢必會(huì )讓“胖子變成瘦子”,進(jìn)入氣缸的空氣(氧氣)就會(huì )更多,發(fā)動(dòng)機燃燒也就會(huì )更充分,動(dòng)力也就更強勁(反正優(yōu)點(diǎn)一大堆)。現階段,汽車(chē)廠(chǎng)家們都采用了一個(gè)叫做“中冷器”的東西來(lái)冷卻空氣。
△ 所以寶馬工程師在復習了初中物理知識以后(點(diǎn)評君瞎猜的),決定再用某種便于揮發(fā)的物質(zhì)為其降溫(蒸發(fā)時(shí)帶走熱量)。而高溫空氣及發(fā)動(dòng)機的溫度很高,便宜易得又能夠蒸發(fā)的水用來(lái)作為揮發(fā)物質(zhì)也就再合適不過(guò)了。
其實(shí),這個(gè)就是寶馬發(fā)動(dòng)機水噴射系統的基本原理,特別簡(jiǎn)單是不是?
也許你會(huì )說(shuō),這個(gè)改裝版寶馬M4離我們生活太遠了,畢竟人家是臺賽事安全車(chē)。今年6月份,寶馬在法國舉辦的“ BMW Group Innovation Days 2015 Event”活動(dòng)上,向媒體們展示了一臺配備有水噴射技術(shù)的寶馬老款1系轎車(chē),而這臺車(chē)搭載的發(fā)動(dòng)機,不是那臺M4上搭載的3.0T發(fā)動(dòng)機,而是臺早已經(jīng)搭載在MINI上的B38系列1.5L三缸渦輪增壓發(fā)動(dòng)機。
這臺車(chē)搭載的發(fā)動(dòng)機雖然也搭載了水噴射的冷卻系統,卻沒(méi)有把水噴在冷卻空氣的“半路”(進(jìn)氣歧管)上,而是直接噴進(jìn)了發(fā)動(dòng)機的氣缸里!現在的汽車(chē)都是采用高壓油泵將燃油霧化,噴進(jìn)氣缸進(jìn)行燃燒。而寶馬這臺發(fā)動(dòng)機的油泵要將水和燃油按照一定比例混合,然后一起噴進(jìn)氣缸參與燃燒(直接燒水?)。
由于發(fā)動(dòng)機工作時(shí),氣缸內溫度很高,水進(jìn)入氣缸內會(huì )迅速蒸發(fā)從而降低燃燒室溫度,使得燃燒更加充分(空氣變多)。道理和改裝版M4的那套系統有異曲同工之妙。據悉,這臺1.5T發(fā)動(dòng)機可以達到160kW(218Ps),而MINI上那臺發(fā)動(dòng)機才區區100kW的最大功率。
據說(shuō),在某些情況下,高壓油泵噴向汽缸中的混合液體中30%都是水。不過(guò),小伙伴們可別自作聰明往自己愛(ài)車(chē)的油箱里加水哦,現在市售車(chē)輛是沒(méi)有這個(gè)“技能”的。自行加水肯定不是吃螃蟹,而是生吞蜘蛛哦,這酸爽勸你別嘗!
考慮到水的特殊性(畢竟不是可燃物),與燃油的混合比、噴射時(shí)機等數據是會(huì )與發(fā)動(dòng)機的轉速、溫度等息息相關(guān)的。此外,相比M4的外置水箱,寶馬工程師將準備采用這臺1系的空調的冷凝水作為水噴射系統的水源(之后肯定有過(guò)濾的,別多想)。對于這點(diǎn),點(diǎn)評君有些疑問(wèn):萬(wàn)一不開(kāi)空調,這冷凝水從哪兒來(lái)?
不過(guò)呢,這個(gè)看上去“科技爆棚”的技術(shù)實(shí)際上并不是寶馬的獨家秘笈,實(shí)際背后的高人是博世。連寶馬這樣工程師“滿(mǎn)地爬”的企業(yè)也承認,他們的水噴射系統也來(lái)源于博世的技術(shù)支持。So,其他眼紅的小伙伴們,可以抓緊拿起電話(huà)訂購嘍!
△ 不過(guò)寶馬值得驕傲的是,二戰時(shí)期有著(zhù)“屠夫之鳥(niǎo)”之稱(chēng)的FW-190(???middot;沃爾夫-190),搭載的寶馬801發(fā)動(dòng)機就采用了類(lèi)似的水噴射技術(shù)(這個(gè)技術(shù)其實(shí)也是當時(shí)各國的主流航空發(fā)動(dòng)機技術(shù))。更強的動(dòng)力卻又基本不增加重量,對于軍用飛機(尤其是戰斗機)來(lái)說(shuō)簡(jiǎn)直是太必要了。
不過(guò)受制于當時(shí)的技術(shù)條件,純機械化的噴射系統也讓搭載這類(lèi)技術(shù)的發(fā)動(dòng)機,成為了地勤人員的噩夢(mèng)。雖然之后山姆大叔們也在自己的產(chǎn)品上進(jìn)行了勇敢的嘗試,但是畢竟當時(shí)不具備當今精準的傳感器、噴射系統之類(lèi)的技術(shù)條件,所以這項技術(shù)也就一直等待汽車(chē)工業(yè)“科技樹(shù)”的慢慢成長(cháng),沒(méi)有真正的投入到大批量量產(chǎn)中。
總結:由于水噴射系統能帶來(lái)燃燒更充分、油耗更小、排放更環(huán)保等一系列優(yōu)勢,這也讓被排放法規“逼瘋”了的汽車(chē)廠(chǎng)家們仿佛又找到一顆“大還丹”。寶馬宣布未來(lái)將在旗下所有的渦輪增壓發(fā)動(dòng)機中普及這項技術(shù),至于以后會(huì )不會(huì )出現“既要除積碳又要除水垢”的情景,那咱們就咱們拭目以待吧。



