Утоляя жажду ДВС

Что получили инженеры BMW, оснастив Safety car Moto GP системой впрыска воды в двигатель.

Новость о системе впрыска воды в новой Safety Car, построенной на базе BMW M4, вызвала легкое недоумение. Неужели инженеры немного перегрелись и решили напоить табун из 430 лошадей, скрытый в рядной установленной под капотом гражданского BMW M4 шестерке? Но, к счастью, инженеры в здравом уме, а идея добавить немного воды вызвана желанием оптимизировать температуру нагретого турбиной воздуха, которая попутно его разогревает. В обычных режимах это призван делать интеркулер, и в обычных режимах работы его хватает, что бы температура была в пределах 40-60 градусов. Для особо «горячих» моделей есть система «холодного душа» для интеркулера, например, Mitsubishi Evo и его вечный соперник Subaru Impreza WRX Sti.

И не то, чтобы интеркулера Safety car BMW M4 не хватало, – просто создатели двигателя решили еще сильнее охладить нагнетаемый воздух. Комплекс, который установил баварский производитель, состоит из трех распылителей, насоса, очень продуманной системы управления и пятилитрового резервуара в багажнике. Впрыск воды несколько изменяет процесс сгорания топлива в цилиндрах, так как бензин распределяется по поверхности распыленных капель воды – более того, охлажденная топливная смесь значительно уменьшает вероятность возникновения детонационного сгорания. Кроме оптимизации работы ДВС, это позволит использовать более дешевое топливо с меньшим октановым числом, без потери в мощности. Последний аргумент по списку, но не по важности: вода практически не сжимается под давлением, то есть фактически уменьшается рабочий объем камеры сгорания, и увеличивается степень сжатия. И тут главное не переборщить, гидроудар со всеми вытекающими никто не отменял.

Инженеры из BMW не первые, кому пришла в голову идея охладить топливную смесь при максимальных нагрузках. Подобные системы (и вполне успешно) применялись в авиационных двигателях, времен Второй Мировой: подача воды во впускной коллектор включалась при форсаже, что позволяло значительно увеличить мощность. Однако в авиации применялась не чистая вода, а 50% раствор метанола, в целях избежания обмерзания при низких температурах. Да и степень сжатия тех моторов была значительно ниже, что уменьшало риск гидроудара. Позже этот опыт переняли любители тюнинга, и даже сейчас наборы для установки подобных систем можно найти в продаже. Сама идея охлаждать топливовоздушную смесь актуальна в основном для турбированых двигателей, а основной риск все тот же – гидроудар.

Вернемся к нашим реалиям. Кроме оптимизации температуры, впрыск воды дает возможность варьировать степень сжатия, и это, пожалуй, самый доступный способ. Идея изменения степени сжатия тоже не нова: последние ее реализации были громоздкими, сложными и дорогими. Последняя известная разработка – это французский прототип МСЕ-5, в котором степень сжатия изменялась с помощью гидравлического механизма в шатунах, попутно убирая боковые нагрузки на поршневую группу. Еще одной известной разработкой был прототип рядной пятерки от шведского SAAB. Тот двигатель при объеме 1,6 литра развивал 225 л.с. и превосходил все экологические требования, имея при этом на 30% меньше расход в средних режимах работы по сравнению с обычным 1,6. Степень сжатия изменялась с помощью привода головки блока и компенсационного нагнетателя. Почему известные инженеры вместо того, чтобы разрабатывать сложные системы с применением дорогих материалов, попросту не впрыскивали спиртовой раствор или другую жидкость? Ответ довольно прост: камера сгорания имеет сложную форму (вспомнить легендарный американский HEMI – именно полусферическая камера сгорания дала возможность добиться высоких характеристик), а распыленная жидкость не будет полностью повторять эту форму, что негативно скажется на характеристиках. Частично это можно попытаться решить, применив послойное смеси образование. Это лишь предположение; верно оно или нет покажет время

В общем, теперь данная система установлена на официальном Safety car, который является частью рекламы как модели, так и производителя. И применение концептуальной разработки подсказывает, что внедрение этой системы может не ограничится одним только Safety car, ведь для испытания подобных систем при работе на граничных режимах есть лаборатории и испытательные треки. Так что логично ожидать появление этой системы в серийных моделях.

Правда, история знает случаи, когда закрывали готовые проекты (пример тому BMW M8), но будем надеяться, что в этот раз «пронесет».

Комментарии нет