注水是目前仍在使用的众多技术中的一种,它可以降低燃油消耗和排放,同时又能从汽油发动机中榨取更多的动力。早在2016年宝马就将其引入了神话般的M4 GTS时,它就引起了人们的极大兴趣,但是近年来,它的使用主要局限于更极端的赛车运动,例如飙车比赛。
向发动机注水有很多事情。一种是它可以冷却燃烧室以及进入的空气,而中间冷却器只能冷却后者。降低燃烧室内的温度会降低爆震(爆震)的阈值,因此可以在爆震威胁之前进行更高的增压和更提前的点火正时。这又意味着更大的功率和更高的燃烧效率。
另一个好处是,冷却后可以减少可怕的氮氧化物(NOx)的产生,这可能会推动该技术沿着食物链发展,并成为比M4 GTS更适中的汽车。当吸入发动机的空气中的氮被高燃烧温度下的氧气氧化时会产生NOx。汽油发动机和柴油发动机都发生相同的情况,只是柴油在燃烧室内产生更多的热量,因为它稀薄地运转(意味着更多的空气)并且压缩比更高。但是,注水对于柴油机来说效果不佳,因为它会产生更多的烟灰。
M4 GTS系统是由博世开发的,但可供其他制造商使用,尽管它已在六缸S55 M4发动机上使用,但博世表示,它是三缸和四缸发动机应用的理想选择。从目前的情况来看,几乎所有涡轮增压汽油车都利用喷射汽油的冷却效果来帮助降低燃烧室温度。随着燃料的蒸发,温度降低(称为蒸发冷却)。
水具有“高蒸气热”的作用,因此效率更高。这意味着水蒸气消耗大量热量。因此,在喷射燃油之前在发动机力矩中喷射少量水对冷却进入的空气起到了很好的作用-比仅使用中冷器更好。而且水量很少:博世说,几百毫升将持续60英里以上。但这确实意味着必须将蒸馏水存储在水箱中并定期补充。
博世的原始数据显示,在全球统一的轻型汽车测试周期(WLTC)协议下,燃油消耗可节省4%,在实际驾驶条件下可节省13%。为简单起见,将水注入进气歧管的增压室,而不是直接注入燃烧室,这使其更易于适应各种发动机。当博世在2016年将其系统推向更广阔的市场时,它并没有让客户真正跳上一条通往家门的路,但是随着螺丝钉进一步拧紧二氧化碳和有毒物质的排放,注水可能会发挥更大的作用。