■ 降低油耗提升功率的有效手段:進氣噴水冷卻系統(tǒng)
用于渦輪增壓發(fā)動機的進氣噴水冷卻系統(tǒng)是此次寶馬2015創(chuàng)新日上發(fā)布的另一項重要技術(shù)。該系統(tǒng)可以通過將經(jīng)過精確計算的水噴入發(fā)動機的進氣歧管和燃燒室中來達到冷卻的效果。尤其是在發(fā)動機的負荷較高的時候,實測數(shù)據(jù)表示該系統(tǒng)可以有效的提升輸出功率和扭矩,并且減少油耗、優(yōu)化二氧化碳排放量。
『寶馬M4 MotoGP安全車是寶馬首款采用水噴射裝置的車型』
首款使用BMW水噴射裝置的車型是寶馬今年為MotoGP賽事提供的M4安全車,這款車搭載了一臺帶有M TwinPower Turbo技術(shù)和高轉(zhuǎn)速方案的直列六缸發(fā)動機,最大輸出功率為431馬力(317kW),最大扭矩為550!っ,而綜合油耗卻僅有8.3-8.8L/100km,綜合二氧化碳排放量僅有194-204g/km。而在本屆2015寶馬創(chuàng)新日上,這項技術(shù)的準量產(chǎn)版本通過搭載三缸汽油發(fā)動機的寶馬1系原型車首次亮相。
1/進氣噴水冷卻系統(tǒng)的工作原理
和我們過去在一些改裝產(chǎn)品上見到過的水噴射系統(tǒng)一樣,其工作原理同樣是將水以極細的水霧形式噴射進入進氣歧管,然后利用蒸發(fā)吸熱原理來吸收周圍的熱量,從而將發(fā)動機中的燃燒溫度降低約25℃。但不同的是,寶馬不僅僅將水霧噴入進氣歧管,同時還將水霧直接噴入燃燒室,從而更加有效的為發(fā)動機進行降溫。
對用戶來說,這套系統(tǒng)并不會降低日常駕駛的樂趣,反而因為能夠有效的降低發(fā)動機在高負荷時的熱量,所以使發(fā)動機的抗爆震能力大幅提升,從而進一步將發(fā)動機的壓縮比由原先的9.5提升至11,輸出功率最多提升10%,而油耗則最多可降低8%。
『水噴射技術(shù)的量產(chǎn)化應(yīng)用在一臺搭載三缸發(fā)動機的1系原型車上實現(xiàn)』
而對車輛來說,由于熱負荷的降低,發(fā)動機的活塞、閥門、催化器和渦輪增壓器的使用壽命都會大大加強,燃油兼容性也會更好,即便是使用部分國家的95號汽油也可以達到原先在德國設(shè)計時的最佳功率輸出,而不用專門為個別地區(qū)的燃油品質(zhì)問題而降低發(fā)動機的輸出功率。
2/兩種不同的噴射方式是共同運行的嗎?
之前我們說到了寶馬的這套水噴射系統(tǒng)分為進氣歧管噴射和燃燒室直接噴射兩種,但這兩種噴射并不一定是同時進行的。在發(fā)動機轉(zhuǎn)速較低時(并非車速較低時),系統(tǒng)會主要以進氣歧管噴射為主,此時若時采用燃燒室直接噴射的話,根據(jù)工程師的描述,可能會導(dǎo)致燃燒不充分現(xiàn)象發(fā)生,反而提高二氧化碳的排放。
而當(dāng)發(fā)動機負荷較高時,系統(tǒng)就會自動啟用進氣歧管和燃燒室雙噴射技術(shù),原因是單靠進氣歧管噴射的話,由于進氣歧管到達燃燒室的距離較長,水霧在到達燃燒室之前就已經(jīng)完全被蒸發(fā),降溫的效率并不如人意,所以要采用燃燒室直接噴射。
『只有發(fā)動機負荷較高時才會啟用雙噴射模式』
那么燃燒時直接噴射為什么不會導(dǎo)致發(fā)動機熄火?這和我們印象中的發(fā)動機進水有什么不同呢?原來差異就在于水霧并不是以單獨的噴嘴射入發(fā)動機燃燒室,而是在噴射之前,先有一個將經(jīng)過精確計算的水和汽油混合的過程,然后將混合液體霧化之后再噴入燃燒室。那么由于燃燒室內(nèi)的溫度極高,所以在霧化的液體進入燃燒室并被點燃之前,其中的水霧部分就已經(jīng)被蒸發(fā)了,所以實際上并不會對發(fā)動機的運行有任何負面的影響。
3/水噴射系統(tǒng)的“水”從哪里來?是否需要加水?
答案很簡單:主要是空調(diào)冷凝水。為什么說“主要”是空調(diào)冷凝水呢,因為您也有可能需要自助去加水,當(dāng)然加的必須是蒸餾水,而不可以是含有礦物質(zhì)的自來水或是礦泉水。
從寶馬官方給出的數(shù)據(jù)來看,這套進氣噴水冷卻系統(tǒng)在量產(chǎn)后排除極端氣候條件外,在日常行駛的大部分情況下都不需要加水,車載的水回收系統(tǒng)足以實現(xiàn)自給自足,因為蒸發(fā)而進入空調(diào)設(shè)備的水會被收集起來儲存在一個獨立的容量為5L的儲水罐中,而即便在德國不限速的高速公路上疾馳,這套水噴射系統(tǒng)的耗水量也僅僅只有0.1-0.8L/100km左右。
『日常情況下駕駛者幾乎不用考慮主動注水,僅靠空調(diào)冷凝水就足夠了』
通常在夏天,由于車內(nèi)外的溫差較大,所以水回收系統(tǒng)的工作效率較高,而在冬天極為干燥的條件下,車主才有可能被迫為水噴射系統(tǒng)進行加水操作。另一方面,每次發(fā)動機停機之后,水會從管道系統(tǒng)中被抽回到已經(jīng)做了防霜凍處理的水箱中,從而避免系統(tǒng)組件結(jié)冰或是導(dǎo)致發(fā)動機銹蝕。
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差評理由: