Voda u motoru je poželjna za hlađenje, a za sve ostale procese je štetna i poželjno je smanjiti njenu količinu u gorivu, ulju, kočionoj tečnosti, itd., jer stvara koroziju, smanjuje snagu motora itd.
Uvijek kada spominjemo neko loše gorivo, kažemo: „čini mi se da u njemu ima vode“.
Znate li da je moguće povećanje snage uz pomoć ubrizgavanja vode?
Da, dobro ste pročitali, ubacuje se voda u cilindar.
Nekada su ovi sistemi korišteni kod aviona, kada je potrebna velika snaga, npr. kod polijetanja ili borbenih manevara, a prva primjena u automobilima je bila u toku šezdesetih godina.
Kako ubrizgavanje vode funkcioniše?
Prvo da se podsjetimo malo teorije.
Poznato je da je za proces sagorijevanja u motoru sa unutrašnjim sagorijevanjem potrebna smjesa goriva i kiseonika iz vazduha.
Da bi sav kiseonik bio iskorišten za sagorijevanje, potrebno je da masa kiseonika i goriva budu u tačno određenom omjeru, koji nazivamo stehiometrijski omjer (14,7 grama kiseonika na 1 gram goriva za benzin i 14,5:1 za dizel).
Da bi ubacili više kiseonika u proces sagorijevanja i time više goriva, što za posljedicu ima veću snagu, konstruktori su došli na ideju sabijanja vazduha, uz pomoć turbo-punjača ili kompresora.
Bitno je naglasiti da se kod ovog procesa vazduh jako zagrijava, zbog čega se smanjuje njegova gustina.
Hladniji vazduh je gušći, pa se zato koriste interkuleri, o kojima više možete pročitati ovdje.
Kako je kapacitet interkulera limitiran dimenzijama, došlo se na ideju ubrizgavanja vode za hlađenje sabijenog vazduha, u usisnoj grani motora, jer voda kod isparavanja na sebe preuzima toplotnu energiju.
Detonantno sagorijevanje
U benzinskim motorima, pri velikim opterećenjima, može doći do situacije da se gorivo zapali samo od sebe, usljed visoke temperature u komori za sagorijevanje, dakle prije nego što ga upali svjećica.
Ovom problemu, koji je posebno izražen kod motora sa turbo-punjačima, se djelimično doskočilo upotrebom benzina visoke oktanske vrijednosti (što je oktanski broj viši, manja je mogućnost da se gorivo samo od sebe zapali).
Budući da se ubrizgavanjem vode hladi i komora za sagorijevanje, na ovaj način se smanjuje mogućnost tzv. detonantnog sagorijevanja, što omogućava da se pritisak turba poveća i razvija veća snaga.
Konkretna primjena ubrizgavanja vode
Ubrizgavanje vode ima dvije glavne prednosti: povećanje gustine vazduha i smanjenje temperature, tako da ne dolazi do detonacija.
Jedini serijski automobil koji koristi ubrizgavanje vode je BMW M4 GTS iz 2016. godine (mada je i on proizveden u samo 700 primjeraka).
Osnovni M4 ima redni šestocilindrični benzinski twin-turbo motor koji razvija 431 KS, a na osnovu njega je napravljena verzija GTS, koja uz više modifikacija i pomenuto ubrizgavanje vode, razvija 500 KS.
U toku rada motora, sabijeni vazduh iz turbine, zagrijan na 160 stepeni se odvodi u interkuler, gdje njegova temperatura pada na 70 stepeni i dalje se usmjerava ka usisnoj grani.
Na usisnoj grani su postavljene tri brizgaljke za vodu (po jedna za svaki par cilindara), koje ubrizgavaju vodu pod pritiskom od 10 bara i u vidu fine maglice, te spuštaju temperaturu vazduha za dodatnih 25 stepeni.
Brizgaljke su sistemom cijevi povezane sa rezervoarom od pet litara, koji se nalazi u prtljažniku.
Sistem za ubrizgavanje vode se uključuje samo iznad 5.500 obrtaja, a iz BMW-a tvrde da njegovim radom, motor dobija dodatnih 50 KS.
Kao mjera zaštite, po gašenju motora voda iz cijevi se vraća u rezervoar, a kod niskih temperatura, rezervoar se grije.
A sad jedno zabavno pitanje.
Koliko vode se troši?
BMW navodi da pri sportskoj vožnji na stazi, kada se voda najviše troši, rezervoar vode ćete trebati dopunjavati istovremeno sa rezervoarom benzina, dok u svakodnevnoj vožnji traži dopunjavanje na svaki 4-5 potrošeni tank goriva.
U slučaju da nestane vode, centralni računar će limitirati snagu motora smanjivanjem pritiska turbine i pomjeranjem vremena paljenja, tako da ne može doći do oštećenja.
Mane ove tehnologije
Kada se sve gore navedeno pročita, pomislilo bi se da bi ovaj sistem trebalo da se masovnije koristi, ali nije sve tako sjajno.
Bez programiranja motornog računara da radi u skladu sa sistemom za ubrizgavanje vode, motori ne bi mogli da koriste ove prednosti i jednostavno bi gubili snagu.
U slučaju da neka od brizgaljki bude u kvaru i ubaci preveliku količinu vode, a znamo da tečnosti nisu stišljive, došlo bi do tzv. hidro-udara i kapitalnog kvara motora.
Poseban problem za širu komercijalnu upotrebu je to što bi vlasnici imali još jednu obavezu dosipanja tečnosti, pored goriva i aditiva, što se u anketama pokazalo kao nepoželjno.
Bosch je u saradnji sa BMW-om ponudio vlastiti sistem drugim proizvođačima pod nazivom WaterBoost, za koji tvrde da povećava snagu benzinskih motora za 5%, a potrošnju goriva spušta za 13%, ali još nije došlo do njegove šire primjene, dok se za dizel motore tek rade istraživanja.
Vladimir Grujić
