博世助力，瘋狂寶馬噴水發動機漸成現實

07-12

從維也納汽車研討會博世BOSCH的主題演講，到寶馬創新日的原型機展示，時隔一年多寶馬的發動機噴水系統終於隨著M4 GTS車型的發布走向了量產。今天我們就來詳細看一下，在博世的助力下，寶馬這一瘋狂想法的細節和實現歷程。

如下圖博世發布的示意圖所示，這套系統的名稱為水噴射系統Water Injection System (WIS)。進氣道中增加了一款水噴射器port water injector。該噴射器先將水霧化並噴射到進氣道與空氣進行預混合。與博世原有的汽油直噴系統配合增加燃燒效率。總體節油效果可達到世界輕型車輛測試循環WLTC（world-wide harmonized light duty test cycle，是結合歐洲NEDC和美國FTP測試循環後世界通用的最新測試循環）高速公路工況下13%及普通駕駛工況下4%。

具體的工作示意圖可以參考如下博世WIS噴水系統的介紹圖。該系統當發動機處於高負荷狀態High Engine Load狀態下被觸發，由水泵Water Pump將水箱Water Tank中的水輸送到水噴射器Water Injector valve噴射入進氣道隨後進入氣缸，降低的氣缸中油氣混合器的溫度，從而提高燃燒效率。該工作模式被稱為噴水助力Water Boost模式。

如前文介紹的該發動機噴水系統已經在寶馬的高性能跑車M4 GTS（如下圖）上得以量產。該車型配備的是一款6缸雙渦輪增壓直列六缸的汽油直噴發動機。根據寶馬的規劃，很快發動機噴水技術將在集團內大部分裝備三缸和四缸汽油渦輪增壓發動機的車型上得到應用。

當然這一瘋狂的想法的實施也經歷了很長時間的開發。如下圖所示，最早有相關技術的報道來自2015年5月維也納汽車研討會上博世的論文和演講。

根據博世具體的演講，水噴射系統主要有如下優點。

1. 為充氣過程提供冷卻。類似於對進入氣缸的空氣降溫。

2. 可以有效的防止爆震的發生。

3. 可以提高發動機的壓縮率。從而讓發動機產生更多的扭矩。

4. 能夠簡單而且高效的降低油耗。特別是高負荷和低轉速工況

5. 避免燃油的加濃噴射和降低排氣溫度。特別是高負荷和高轉速工況。

其後2015年年底寶馬創新日上，寶馬又基於其三缸汽油直噴渦輪增壓發動機發布了噴水系統的原型機並進行展示。而隨著M4 GTS的上市，當時兩個關鍵問題的解決方案也逐漸浮出了水面。

如博世管理層成員Dr. Rolf Bulander的介紹。關於是否需要頻繁加註水噴射系統所需要水的問題。該水噴射系統據統計每幾百公里僅消耗近百毫升的水，因此一個緊湊的水箱及幾千公里加註一次的頻率就可滿足使用要求。這樣的加註頻率甚至比玻璃水的加註頻率更低。而如果水箱里的水用完，發動機也只是運行在原先的普通工作模式中，仍然可以使用。只是前文提到的Water Boost模式無法使用而已。

另一方面水箱在冬天結冰的問題，按照Dr. Rolf Bulander的介紹，也是在發動機啟動過程中不啟用Water Boost模式，直至相應的解凍模塊完成水箱的解凍後方可使用。

綜上所述，隨著開發的深入，在博世的幫助下，寶馬逐漸將這個看似瘋狂的發動機水噴射系統投入了量產。相信隨著這個系統使用體現出燃油經濟性以及發動機性能的提升，寶馬集團內更多的車型會裝配這個先進的黑科技，到時記得給你的愛車喝水哦。

參考文獻與擴展閱讀：

寶馬三缸發動機水霧直噴系統

博世瘋了，新發動機系統將往油里摻水

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