Wtrysk wody do silnika spalinowego - jak to działa?

Silnik z pośrednim wtryskiem wody

Nowoczesne silniki benzynowe odznaczają się wysoką mocą jednostkową, jednak nawet i one tracą około 20 % paliwa na własne chłodzenie. Im wyższe są bowiem obroty silnika, tym intensywniej rośnie jego temperatura. Aby temu zaradzić, komputer sterujący układem zasilania silnika uruchamia dodatkowe dawki paliwa, które ma celu obniżyć temperaturę w motorze.

Bosch wspólnie z BMW zaprezentował jednak rozwiązanie mające usprawnić proces spalania w benzynowym silniku tłokowym. Za pomocą specjalnego wtrysku wody do silnika jednostka napędowa ma zużywać od 4 do nawet 13 procent mniej paliwa niż dotychczas. Im większe będzie obciążenie motoru, tym większe powinny być oszczędności z tytułu dodatkowego wtrysku wody.

Zobacz też: Bezpośredni wtrysk paliwa w silnikach benzynowych

Innowacyjne rozwiązanie Boscha czyni silnik nie tylko bardziej oszczędnym, ale również mocniejszym. Oszczędność ma być widoczna zwłaszcza w przypadku silników 3– i 4-cylindrowych, budowanych w duchu tzw. downsizingu (duża moc z małej pojemności skokowej uzyskiwana dzięki turbodoładowaniu).

Kluczem do sukcesu nowego rozwiązania jest zapewnienie właściwej temperatury pracy silnika. Przegrzanie silnika to jednocześnie wyrok śmierci dla niego. Dlatego w nowoczesnych motorach z turbodoładowaniem wtryskiwacze paliwa dodają specjalne dawki benzyny, która odparowując zmiejsza temperaturę spalania. W przypadku boschowskiego jest podobnie.

Dodatkowy zbiornik na wodę

Rozpylona woda jest wtryskiwana do przewodu dolotowego jeszcze przed zapłonem mieszanki paliwa. Duże ciepło parowania wody zapewnia skuteczne chłodzenie. W związku z tym potrzebna jest tylko niewielka dodatkowa ilość wody. Na każde sto przejechanych kilometrów zużywa się zaledwie kilkaset mililitrów. W efekcie niewielki zbiornik wody, który dostarcza wodę destylowaną do układu wtryskowego, musi być uzupełniany najwyżej co kilka tysięcy kilometrów. A jeśli zbiornik znów będzie pusty, silnik będzie nadal pracować bez problemu – choć bez wyższego momentu obrotowego i niższego zużycia paliwa uzyskiwanych przez wtryśnięcie wody.

Od ponad roku system jest sprawdzany chociażby w BMW M4 GTS, które jest tzw. Safety Carem w wyścigach MotoGP. Zamontowany w aucie zbiornik z wodą starcza na ok. 3000 km. Później należy go uzupełnić destylowaną wodą. Według zapewnień konstruktorów nowoczesnego wtrysku, nie wpływa on negatywnie na stan techniczny silnika. Woda nie pozostaje bowiem w komorze spalania tylko wyparowuje przed spalaniem mieszanki w silniku i zostaje w całości usunięta wraz ze spalinami do otoczenia. Jedyny problem to eksploatacja zimą. Gdy temperatura otoczenia spadnie poniżej zera, woda w zbiorniku zamarznie. Silnik będzie wtedy pracował wyłącznie zasilany benzyną. Nieznacznie spadnie wtedy wydajność motoru, a zużycie paliwa wzrośnie, ale motor będzie w pełni funkcjonalny. Po rozgrzaniu jednostki napędowej woda w zbiorniku powinna ulec rozmrożeniu i zacząć krążyć w obiegu.