Vízzel facsarják ki az utolsó lóerőket

Közvetlen vízbefecskendezés a BMW-től

2015.07.21. 07:52 Módosítva: 2015-07-21 09:53:54
A BMW idei innovációs napjának egyik témája a vízbefecskendezés volt. Nem, nem a vízautó, amit a benzinlobbi továbbra sem hagy feltalálni, itt csak arról van szó, hogy a nagy teljesítményű motorba vizet is fecskendeznek, hogy csökkentsék az égéstér hőmérsékletét.

A módszer semennyire sem új, sőt, amikor még dugattyús motorok hajtották a (katonai) repülőket, ezeken is alkalmazták, igaz, metil-alkohollal megvadítva. Különösen a csúcsra járatott turbómotoroknál érdemes vizet fecskendezni a beszívott levegőbe, mivel a víz párolgása rettenetes hőmennyiséget von el – vagyis lehűti a henger gáztöltetét.

De miért kell lehűteni? Amikor a turbómotor teljes erőből dolgozik és a fordulatszám is nagy, viszonylag későn lehet csak meggyújtani a benzin-levegő keveréket, mivel túlzottan megnőne az égéstér hőmérséklete és nyomása, ami végső soron rendellenes, kopogásos égéshez vezetne. Alapvetően sokan szeretik robbanómotornak hívni a benzinmotort, de az a helyzet, hogy normális esetben, amikor a szikra gyújtja meg az üzemanyagot, égés zajlik, maga a lángfront 10-40 métert tesz meg másodpercenként, és nem 100-1500 métert (360-3600 km/óra), ahogy az öngyulladásos égésnél. Ez már mechanikailag is károsíthatja a motort, és kontrollálatlanul zajlik. A turbómotoroknál gyakorlatilag a kopogásos égés elleni küzdelem határozza meg, hány lóerőt tudnak kihozni a motorból.

Hogy a kopogást elkerüljék, nagy fordulaton és nagy terheléssel csak az ideális időpontnál később tudják meggyújtani a benzin-levegő keveréket (=kisebb az előgyújtás), vagyis az égésfolyamat nem igazán tudja kifutni magát, ezért kevésbé hatékony.

A vízbefecskendezés ilyenkor jön jól, ahogy például a MOTOGP-ben futó BMW M4-es Safety Carnál alkalmazták. Ennél még azt a hagyományos módszert követték, amit mindenki más korábban: a vizet a szívócsőbe fecskendezik. Az új technika, a közvetlen befecskendezés ennél rafináltabb: itt az égéstérbe megy a víz, aminek határozott előnye, hogy körülbelül tizedannyi vízre van szükség, miközben a csúcsnyomaték 5-10 százalékkal is növelhető.

A BMW a miramas-i fejlesztőközpontjában (Franciaország) mutatta be azt az 1-est, amelyet közvetlen vízbefecskendezésesre alakítottak át. Az autó 1,5 literes, háromhengeres turbómotorjának teljesítménye 13 lóerővel nőtt, (204 LE-ről 217-re), legnagyobb nyomatéka pedig 320 Nm. A vízbefecskendezésnek köszönhetően a motor (geometriai) sűrítési viszonyát 1:9,5-ről 1:11-re növelhették, a henger belső hűtése pedig 60 fokkal csökkenti az égési csúcshőmérsékletet – végeredményben ugyanazt a hatást éri el, mintha nagyobb oktánszámú (azaz jobb kompressziótűrésű) benzinnel üzemeltetnék a motort.

Az a legszellemesebb az egészben, hogy a vízbefecskendezéshez nem kellettek új injektorok. Ez a motor ugyanis kettős befecskendezésű, és amikor nagy terheléssel használják, amúgy is a szívócsőbe fecskendezi a benzint. Az éppen dologtalan, közvetlenül az égéstérbe dolgozó injektorokat használják a víz bejuttatására, 200 baros nyomáson. Állítólag annyira klassz fém alkatrészei vannak, hogy semmiféle korróziótól nem kell tartani.

A másik nagy kérdés az, hogy honnan vegyék a vizet. Holmi vízköves magyar csapvíz hamar kivégezné a legcsodálatosabb injektort is. Viszont az autók értékes kvázi-desztillált vizet pisilnek maguk alá, amikor megy a klíma. A sajtóbemutatón az átalakított 1-es BMW légkondija 1,9 liter kondenzvizet termelt óránként a dél-francia 38 fokos hőségben. Ha ezt egy öt-hétliteres tartályba gyűjtik, néhány szélsőséges éghajlatú országot leszámítva soha nem kell utántölteni a víztartályt, állítják a tervezők. Ha ez igaz, tényleg zsenik dolgoznak a BMW-nél.

A rendszer szériaérett, más kérdés, hogy nem született még döntés, valóban bekerül-e valamelyik szériamodellbe. Pedig a paraméterek jók: teljes terhelésen (más szóval: parkettagázon) a fogyasztás 23 százalékkal (!) csökken, bár az ember meglepően kevés ideig használja így a motort. A gyakorlatban 3-8 százalékkal ehet kevesebbet az 1,5 literes motor vízbefecskendezéssel, mondják.

A tesztpályán ki is próbálhattuk, hogyan működik a gyakorlatban. Az 1-es automata váltóját kicsit sportosabb programra kapcsolták, nagyjából úgy váltott, mint akármelyik M-es BMW. Egy tableten láthattuk, épp melyik üzemállapotban van a motor, megy-e vízbefecskendezés vagy sem, mekkora a terhelés. Érzésre nem lehet megmondani, tényleg erősebb-e, bár a durrogós váltásokkal az ember azt is elhinné, hogy 300 lovas. Egy biztos, a 80-ról 180-ra gyorsításokat lazán abszolválta, és közben tényleg bekapcsolt a vízbefecskendezés, állandó tempónál viszont nem. Az intenzív gyorsítások úgy tűnik, amúgy is népszerűek a BMW-felhasználók körében, vagyis ők kiaknáznák az új technikában rejlő lehetőségeket – szemben az olyan fícsörökkel, amelyek csak akkor érvényesülnek, amikor simogatják a gázpedált. A próbaút során én 0,07 liter vizet használtam fel és 18 százalékot spóroltam. A közvetlen vízbefecskendezés tényleg ígéretes, bár Magyarországon az objektív felelősség intézménye némileg csökkenti a megtakarítási lehetőségeket.