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科技说丨水火不相容,365bet体育在线: 宝马为何要给发动机注水?

作者:吴王妃 来源:admin 关注: 时间:2019-06-02 01:57

中国有句古话叫“水火不相容”,不过宝马的工程师似乎把这句话一直当耳旁风,因为他们有计划在2020年发布的全新一代M3中,搭载一个“water-injection system(喷水系统)”,从而实现给极限运转的燃油发动机“注水”的目的。

宝马发动机注水,发动机进气中冷系统

无独有偶的是,计划中的M3,并不是宝马将此项技术的首发,早在2016年发布的宝马M4 GTS(上图),以及宝马为摩托车赛事MotoGP提供的M4安全车上,这套“给发动机注水”的系统就已经被广泛采用了。

宝马发动机注水,发动机进气中冷系统

该“喷水系统”的工作原理是:当发动机的转速达到5000rpm以上的时候,安置在进气歧管侧壁的“喷水”系统就开始工作,利用几个喷头把水以高压蒸气的形式喷出,与发动机进气混合在一起,并籍此降低发动机进气温度,降低爆震几率;并提高发动机进气效率,从而提升发动机的输出功率。

这是因为,空气是一个情绪不稳定的家伙,如果你给它加热,它就很容易膨胀;所以当高温空气进入发动机气缸的时候,其实它的密度是降低了,这也就减少了发动机气缸内的含氧量,使发动机的工作效率无法继续提高。

宝马发动机注水,发动机进气中冷系统

在宝马M4 GTS使用的3.0L涡轮增压6缸发动机(代号“S55”)上,已经配备有一套进气中冷系统,但这套系统只能把发动机进气温度从320度降低到158度;

但配备了这套“喷水系统”之后,当水蒸气与发动机进气混合,发动机进气温度可以降到更低的113度,这就使得M4 GTS的涡轮增压值从M4 Competition的17.2psi暴增至21.6psi;发动机为此也获得了额外的49马力,最终输出动力从444马力涨到了493马力。

宝马发动机注水,发动机进气中冷系统

宝马M4 GTS设计在后备箱中的“储水罐”

整套喷水系统需要与宝马HPI高精度缸内直喷系统配合工作,ECU会在喷出水雾前精准计算水雾、油、空气的混合比例,确保雾气充分吸收热量,避免影响燃烧效率;当发动机处于低负荷工作状态时,这套喷水系统将不会工作。

所以,如果以后谁说到“发动机进水了!”,你千万别以为那是灾难,说不定在宝马的发动机工程师那里,坏事一样可以变成好事。

此外,给发动机喷点什么稀奇古怪的东西,也不是宝马一家的专利:

1962年,通用旗下Oldsmobile品牌的V8系列发动机,就通过向发动机内喷射水与酒精的混合液提高发动机动力,其实如果论功效,给发动机喷注酒精比喷水更有效,一来降温幅度更大(酒精更容易挥发,而挥发吸热),二来酒精本身也可以辅助燃烧;

宝马发动机注水,发动机进气中冷系统

宝马发动机注水,发动机进气中冷系统

在刚刚过去的底特律车展上,斯巴鲁发布的翼豹WRX STI S209(下图)也使用了类似的进气冷却系统,不过这套系统并不是把水喷进发动机进气,而是将其喷洒到发动机的中冷器上,以提高中冷器的散热效率。

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