Avansul electrificării sistemelor de propulsie nu a împiedicat compania Bosch să investească în noi tehnologii pentru îmbunătățirea performanțelor dinamice și de consum ale motoarelor cu ardere internă.
În August 2016 Bosch a emis un comunicat de presă pentru noul sistem de injecție de apă WaterBoost. Sistemul constă în injecția de apă în galeria de admisie (în poarta supapei), la sarcini și turații medii/mari ale motorului. Efectul fiind creșterea puterii motorului și reducerea consumului specific efectiv de combustibil.
WATERBOOST – SISTEMUL DE INJECȚIE DE APĂ BOSCH
Principul injecției de apă este următorul. La motoarele cu ardere internă pe benzină, presiunea medie efectivă din cilindru are impact direct asupra cuplului motor. Cu cât avem o presiune mare în cilindru cu atât cuplul motor este mai mare. Presiune medie efectivă din cilindru depinde de o serie de factori printre care și avansul la aprindere (scânteie). Cu cât avansul față de PMI (punctul mort interior) este mai mare, cu atât presiune din cilindru în timpul arderii va fi mai mare.
Problema este că o presiune prea mare în camera de ardere conduce automat la creșterea temperaturii și poate duce la apariția detonației, cu are efect distructiv asupra motorului. Acest efect este mai pronunțat la motoarele supraalimentate datorită comprimării suplimentare a aerului din admisie.
COMPONENTELE SISTEMULUI DE INJECȚIE DE APĂ WATERBOOST DE LA BOSCH – SECȚIUNE
- galerie de admisie 2. rampă comună apă 3. cablu electric comandă injector apă 4. conductă de alimentare cu apă (de la pompă către rampă) 5. bloc motor 6. piston 7. galerie de evacuare 8. supapă de evacuare 9. bujie 10. injector combustibil (injecție directă de benzină) 11. supapă de admisie 12. injector apă
Prin injecția (pulverizarea) de apă în galeria de admisie, se reduce temperatura aerului admis în motor. Apa în contact cu aerul cald se evaporă și conduce la scăderea temperaturii din cilindru. Din acest motiv se poate crește avansul la aprindere ceea ce are ca efect creșterea cuplului motor.
VARIAȚIA PRESIUNII MEDII EFECTIVE ÎN CILINDRU (LA 5000 ROT/MIN ȘI 20 BARI PRESIUNE MAXIMĂ)
Conform oficialilor Bosch sistemul de injecție de apă WaterBoost reduce consumul de combustibil cu până la 4% pe ciclul WLTC și 13% când motorul funcționează la sarcini și turații mari.
Reducerea consumului specific efectiv de combustibil depinde de raportul dintre masa de apă și combustibil. De asemenea, puterea motorului, datorită posibilității creșterii raportului de comprimare a motorului, poate fi îmbunătățită cu până la 5%.
CONSUMUL DE COMBUSTIBIL ÎN FUNCȚIE DE RAPORTUL DINTRE MASA DE APĂ ȘI COMBUSTIBILUL INJECTAT (MOTOR TURBO SUPRAALIMENTAT LA SARCINĂ ȘI TURAȚIE MARE)
Pe lângă injectorul de apă, sistemul WaterBoost mai conține o serie de componente: pompă de apă, rampă comună, modul electronic de control și rezervor de apă. Conform datelor Bosch, un rezervor de apă distilată este suficient pentru parcurgerea a 3000 km.
COMPONENTELE SISTEMULUI WATERBOOST DE LA BOSCH
Datorită pulverizării foarte fine a apei în galeria de admisie și a temperaturilor ridicate, toată masa
de apă se evaporă înainte de inițierea arderii. În acest mod motorul este protejat de contactul cu apa și eventual de coroziune (rugină). Pentru a evita contaminarea combustibilului cu apă sub formă lichidă, sistemul WaterBoost este compatibil numai cu motoarele pe benzină cu injecție directă. Prin injecția apei în galeria de admisie se asigură evaporarea acesteia înainte de injecția combustibilului.
Sistemul WaterBoost este deja în producție de serie. Primul automobil echipat și comercializat cu această tehnologie este BMW M4 GTS. Automobilul este propulsat de un motor cu 6 cilindrii, turbo supraalimentat, cu injecție directă.
MOTORUL CU SISTEM DE INJECȚIE DE APĂ (WATERBOOST) CE ECHIPEAZĂ BMW M4 GTS
Pentru a preveni înghețarea apei în injectoare și rampă, în momentul opririi motorului, pompa transferă apa restantă din componente înapoi în rezervor. Pentru zonele cu climat foarte rece sistemul WaterBoost poate fi echipat cu un sistem de încălzire adițional (electric sau care utilizează căldura motorului).
Bosch se află în discuții cu mai multe companii producătoare de automobile pentru introducerea sistemului în producție de masă începând cu 2019.
Datorită costului relativ mic, a simplității modului de funcționare și a îmbunatățirii evidente asupra performantelor motoarelor, sistemul WaterBoost are șanse foarte mari să echipeze viitoarele modele de automobile cu motoare pe benzina cu injecție directă.
