Компания BMW представила прототип BMW 1-series с1.5-литровым турбомотором, который помимо обычного бензина впрыскивает вцилиндры воду: дешевый способ разом удовлетворить исорвиголов, и«зеленых». Почему это работает? Слово нашему российскому коллеге.

Вода втопливе

BMW 1-series - это уже второй прототип машин, работающийнаводе: первым была версия купе BMW M4, приспособленная для работы намотогонках. Однако если уМ4 впрыск воды осуществлялся тремя форсунками вовпускной коллектор, тоу1-серии помимо такого способа есть иальтернативный: вода смешивается стопливом непосредственно перед впрыском, аполучившаяся эмульсия распыляется вкамере сгорания. Так что вода втопливе, всамом деле, невсегда вредна.

Вода— это, конечно, никакое нетопливо: окисляться ейуже некуда. И, тем неменее, впрыск воды позволяет поднять мощность: например, полуторалитровый мотор BMW выдает 215 л.с. Ноглавное, вотличие оттрадиционных двигателей такой форсировки, онимеет степень сжатия 11:0 (против 9.5:0), арасход топлива снижается навеличину порядка 20 процентов.

Авсе дело вхороших "холодильных" свойствах воды: обладая высокой теплотой парообразования, она испаряется вколлекторе или прямо вцилиндре иохлаждает топливовоздушную смесь. Это важно помногим причинам: снижается склонность мотора кдетонации, появляется возможность увеличить углы опережения зажигания иподнять степень сжатия, снижаются выбросы ряда токсичных веществ, например, оксидов азота. Правило простое: чем холоднее впускной заряд, тем эффективнее работает мотор. Позаявлению BMW, температура вконце такта сжатия благодаря впрыску воды снижается с400−500 градусов до330.

Заряд холода

Продвинутый читатель вспомнит, что утурбомоторов нагрев поступающего вцилиндры воздуха происходит еще вкомпрессоре. Исредство отэтого изобретено давно: интеркулер (охладитель наддувного воздуха). Собственно, уобсуждаемых моторов BMW есть интеркулеры, новсилу естественных причин они неспособны охладить заряд даже дотемпературы окружающего воздуха. Впрыск воды потенциально эффективнее икакбы продолжает дело интеркулера, выстужая заряд доеще более низких температур. Тут нестоит забывать, что навсем пути докамеры сгорания воздух нагревается засчет газодинамических потерь иконтакта сгорячими деталями, поэтому потенциал для охлаждения водой даже при наличии интеркулера изрядный.

Возникает естественный вопрос: насколько велик расход воды? BMW предложила две концепции. Первая реализована на модели M4 ипредполагает наличие пятилитрового бачка, которого хватает начетыре-пять заправок топливом. Грубо говоря, пяти литров достаточно на2−3 тысячи километров пробега. При этом "кончина" воды невлечет никаких последствий, кроме некоторого снижения мощности напиковых режимах.

Однако необходимость доливать воду невыгодна сточки зрения маркетологов: далеко невсе захотят бегать спятилитровками дистиллированной воды. Поэтому вновом двигателе для BMW 1-серии найдено более остроумное решение: запас воды пополняется засчет конденсата, образующегося при работе климатической установки. Позаявлению самой BMW, внекоторых случаях это позволяет исключить долив воды полностью.

Порецептам Формулы 1

Интересно, что впрыск воды использовался натурбодвигателях ираньше, исамое яркое его применение имело место вначале 90-х намонструозных полуторалитровых двигателя Формулы 1, выдававших вквалификационным режиме по1200—1500 л.с. Термическая нагруженность моторов была колоссальной, иинженеры использовали любые средства, чтобы хоть как-то снизить температурный шок деталей: вода была одним изпопулярных способов. Кстати, втовремя строила турбомоторы для Формулы 1 иBMW, идаже выиграла титул скомандой Brabham, так что опыт вреализации подобных идей убаварцев уже был.

Почему впрыск воды неиспользовался намассовых автомобиля? Строго говоря, ониспользовался, например, одно время Saab применял воду для техже самых целях насвоих турбомоторах. Нотогда идея неприжилась: во-первых, постепенно возросла эффективность интеркулеров, во-вторых, сами бензиновые турбомоторы вначале XXI века пережили некоторый период забвения, иренессанс состоялся нетак давно. При этом турбомоторы новой волны были "сдержаннее" своих полуспортивных предков. Сейчас наддув низкого давления используется восновном недля обеспечения сумасшедшей мощности, адля получения хороших тяговых характеристик при малом рабочем объеме.

Нопостепенно турбомоторы становятся все более форсированными, атребования кэкономичности иэкологичности продолжают расти. Инженерам все труднее искать компромиссы, авпрыск воды— нетолько сравнительно простое средство, ноичертовски эффективное. Кто его знает, быть может, через 10−20 лет пятилитровка дистиллированной воды станет такимже привычным товаром наАЗС, как сам бензин.

Артем Краснов

Фото: Wiki