Tankolj vizet az erőért

A legtöbb ember, aki ismeri a belső égésű motorok működési elvét csodálkozva ráncolta a homlokát, amikor tavaly a BMW bejelentette az első vízbefecskendezéssel ellátott benzinmotorját. Pedig a Bosch mérnökeivel közösen fejlesztett rendszer csupán a fizika legegyszerűbb törvényeit használja ki a teljesítmény fokozására.

Mivel akkoriban csupán egy tanulmányautóban kapott szerepet a rendszer a legtöbben csak legyintettek, mondván: mire sor kerül a szériagyártásra, sok dolog kikerül még belőle, például a vízbefecskendezés is. Azóta már kiderült, nem így történt, sőt a Bosch a közelmúltban több gyártónak is szállítani kezdett a rendszerből, így az várhatóan egyre több járműben jelenik majd meg.
Érdemes tehát részletesebben is foglalkozni a témával és magával a Bosch rendszerével. Az elv és az elképzelés nem új keletű. Már a XX. század korábbi évtizedeiben is többször kísérleteztek hasonló megoldásokkal. Elsősorban repülőgépeknél és versenyzésre használt Otto-motoroknál. A legnagyobb probléma az volt, hogy a pontos adagolás szinte megoldhatatlan volt – eddig! A mérnökök érdeklődésének a technika iránt egyszerű volt: még a modern motorok is elpazarolják a felhasznált benzin körülbelül ötödét. A tüzelőanyag jelentős része ugyanis a hűtést szolgálja, különösen nagy fordulatszám esetében. A motorépítők számára egyértelmű volt, hogy ha az erre pazarolt üzemanyag megtakarítható lenne, vagy a teljesítmény fokozására használnák, nagyot javíthatnának az Otto-motorok hatásfokán. Mindkét szempont nagyon fontos, főleg az egyre kevesebb hengerrel és kisebb lökettérfogattal felvértezett, turbófeltöltővel lélegeztetett erőforrások világában.

Nincsenek árulkodó jelek, de ez bizony egy vízbefecskendezéses motor
Nincsenek árulkodó jelek, de ez bizony egy vízbefecskendezéses motor

Így született meg a Bosch rendszere, amelynek előnyei elsősorban jelentős gyorsításokkor, vagy autópályán haladás közben jelentkeznek. „A vízbefecskendezéssel megmutatjuk, hogy akad még egy és más a belső égésű motorok kelléktárában” – mondta Dr. Rolf Bulander, a mobilitási megoldások üzletág elnöke, a Robert Bosch GmbH ügyvezető igazgatója a bemutató kapcsán. Az erőforrás az optimálisabb gyújtási szögnek köszönhetően még hatékonyabban üzemeltethető. Ez azt jelenti, hogy tökéletesebb égés jön létre, ami ugyan nagyobb hőterheléssel jár, de ezt a befecskendezett vízgőz orvosolja.
Az innovatív motortechnika mögött tehát egy egyszerű műszaki felismerés rejlik: a motor nem melegedhet túl. Ennek megelőzésére – ahogyan már korábban is említettük – mind a mai napig szinte minden Otto-motorban – az égéshez már nem szükséges –további benzint fecskendeznek be. Ez elpárolog, és így lehűti az érintett részegységeket. Ugyanezt a fizikai hatást használják ki a Bosch mérnökei is a vízbefecskendezéssel: még a benzin meggyújtása előtt finom vízködöt fecskendeznek a szívócsőbe, amely a víz jelentős párolgási tulajdonságának köszönhetően hatékony hűtésként szolgál.

A víz üzemanyagot takarít meg és megnövelheti a motor teljesítményét
A víz üzemanyagot takarít meg és megnövelheti a motor teljesítményét

Éppen ezért rendkívül kis mennyiségű víz szükséges csupán: száz kilométerenként mindössze néhány száz milliliter a fogyasztás. A befecskendező rendszert desztillált vízzel ellátó kompakt víztartályt így bőven elegendő néhány ezer kilométerenként feltölteni. Ha a tartály esetleg kiürülne, az sem probléma: a motor továbbra is hibátlanul üzemel – mindössze a vízbefecskendezés előnyeiről, a nagyobb forgatónyomatékról és a kisebb tüzelőanyag-fogyasztásról kell lemondani. Ráadásul a felhasznált víz mennyisége nagyban függ a motor lökettérfogatától és a felhasználás módjától. Amennyiben a vízbefecskendezésnek folyamatosan dolgoznia kell, akár 13 százalékos üzemanyag-megtakarítás is elérhető, ami igen jelentős.
Persze– jogos – kérdések sokakban felmerülhetnek az eddig olvasottak alapján. Hogyan számolták ki a mérnökök ezt a bűvös 13 százalékos megtakarítást? Számítani kell a motoron belüli korrózióra a rendszer használatával? Hogyan védik a felhasznált desztillált vizet a külső hatásoktól, például a megfagyástól?
A Bosch rendszere komplex, így mindenre gondoltak a mérnökök. A WLTP (Worldwide harmonized Light vehicles Test Procedures, világszinten harmonizált vizsgálati eljárások könnyűgépjárművekhez) tervezett jövőbeli globális fogyasztásmérési ciklus során a vízbefecskendezés akár négy százalék megtakarítást eredményez. Ezeket a ciklusokat a vegyes felhasználás szimulálására használják, a valós körülmények közötti potenciálja még ennél is jóval nagyobb a rendszernek. Gyorsítások során vagy autópályán haladás közben akár az említett 13 százalék tüzelőanyag is megtakarítható. Ennek oka abban rejlik, hogy nagyobb terhelésnél megnő a motor hőtermelése is.
Ráadásul a motor rozsdásodásától sem kell tartani. A vízbefecskendezőket a mérnökök a szívócsőben helyezik el, amely sok esetben műanyagból, vagy korróziómentes öntvényekből készül. Emellett a víz még az égés előtt elpárolog a motorban, és a kipufogógázzal együtt teljes mértékben távozik. Emberi beavatkozás pedig csupán az átlagosan 3000 kilométerenként szükséges utántöltésekkor van szükség. Minden más esetben a rendszer önállóan működik. A motor leállításakor a víz visszajut a tartályba, ha pedig télen meg is fagy, a motor hőtermelésének köszönhetően az indítás után nem sokkal felolvad és a rendszer ismét működőképes lesz.

A Bosch által támogatott Német Túraautó-bajnokság biztonsági autója méltó szerep az M4 GTS számára
A Bosch által támogatott Német Túraautó-bajnokság biztonsági autója méltó szerep az M4 GTS számára

Nem is olyan régen már olvashattatok a Bosch Magyarország Blogon egy olyan bejegyzést, amelyben különleges autóipari találmányok voltak a főszerepben. Néhány év múlva a vízbefecskendezés is helyet követelhet magának egy ilyen blogposztban. A téma kapcsán pedig a BMW M4 GTS modellt kell majd nevesítenünk, hiszen ez a különleges jármű az első fejlett vízbefecskendezéssel szerelt sorozatgyártású személygépjármű. Igaz, különleges mivolta miatt mindössze 700 példányban készül. A vízbefecskendezéssel felszerelt GTS háromliteres, hathengeres turbómotorja 69 lóerővel erősebb és 50 Nm-el nagyobb forgatónyomatékot produkál, mint a „sima” M4. Így éri el a bejegyzés elején leírt 500 lóerőt és 600 Nm forgatónyomatékot. Az elképesztő számadatoknak pedig ezzel még nincs vége. Az 1585 kilogramm tömegű különlegesség 3,8 másodperc alatt gyorsul álló helyzetből 100 kilométer/órára, száguldásának pedig csak a korlátozó elektronika vet véget 305 kilométer/óra sebességnél. Mindezeket úgy produkálja az M4 GTS, hogy a szabvány szerinti ciklus alapján 8,5 liter üzemanyagra van szüksége 100 kilométeren.
Nem csoda, hogy a BMW egy különleges feladatot szánt bemutatásakor az M4 GTS-nek. Az idei évtől „Ő” lett a Német Túraautó-bajnokság (DTM) hivatalos biztonsági autója. Ez komoly felelősséget jelent az erőforrásnak, a fékeknek és a persze a futóműnek is. Az M4 GTS versenyautós vérvonalát mutatja, hogy a mérnököknek szinte alig kellett átalakításokat végezniük azért, hogy megfeleljen a sorozat komoly előírásainak. A modellhez felár nélkül rendelhető Clubsport csomag része a bukócső, a tűzoltó készülék és a hatpontos verseny biztonsági öv. A Bosch által támogatott sorozatban való szerepvállaláshoz így csupán a LED-technológiás fényhidat szerelték fel, illetve a szintén LED-technológiás fényszórókat villogó funkcióval egészítették ki.

Mozgásban a világ első fejlett vízbefecskendezéssel szerelt sorozatgyártású járműve, a BMW M4 GTS

Így került a különleges Bosch technológiákkal felvértezett BMW, a Bosch által támogatott versenysorozat egyik legkülönlegesebb szerepébe. A vízbefecskendezés azonban immár nem csak a BMW M4 GTS privilégiuma. A Bosch a rendszert most már más gyártók számára is hozzáférhetővé tette, így várhatóan hamarosan kisebb és egyszerűbb járművekben is találkozhatunk vele, csakúgy, mint számos más Bosch fejlesztéssel.

Iratkozz fel hírlevelünkre a legfrissebb bejegyzésekért:

 

Kapcsolódó bejegyzések:

DTM: szabványos és látványos

Feltettük az i-re a pontot

Bosch: belső égés másként