Представлено купе BMW M4 GTS с впрыском воды
После успешной обкатки на автомобиле безопасности чемпионата MotoGP двигатель BMW с системой впрыска воды во впускной коллектор стал мелкосерийным — его будут устанавливать на спецверсию BMW M4 GTS.
Как работает такая система? В багажнике купе установлен пятилитровый аквабак, вода из которого с помощью трех форсунок впрыскивается во впускной коллектор и смешивается с воздухом, тем самым охлаждая его примерно на 25 градусов. Совместно с интеркулером это позволяет уменьшить температуру нагнетаемого воздуха со 160 до примерно 45 градусов. Воздух становится плотнее, а значит, вместе с ним в цилиндры можно подать больше топлива — и увеличить отдачу двигателя.
Трехлитровая битурбошестерка на версии GTS развивает 500 л.с. и 600 Нм вместо 431 л.с. и 550 Нм у базового BMW M4 . Но пик мощности приходится на 6250 об/мин, тогда как у стандартного мотора предельная мощность достигается в диапазоне от 5500 до 7300 об/мин. Полка крутящего момента сохранилась, но стала заметно меньше: от 4000 до 5500 об/мин вместо 1850—5500 об/мин у базового двигателя.
Так устроена система впрыска воды. Влага подается во впускной коллектор под давлением 10 бар
В BMW уверяют, что даже при езде с высокой скоростью, когда влага расходуется интенсивно, заполнять аквабак потребуется лишь при каждой пятой заправке бензином. Но абы какая вода для этой цели не подойдет, иначе мотор зарастет накипью, как чайник: требуется очищенная дистиллированная вода. Однако при включенном кондиционере бак автоматически пополняется конденсатом из климатической системы.
Чем еще примечателен BMW M4 GTS? В первую очередь — расширенным применением углепластика. Из него сделаны передние сиденья (заднего дивана нет вовсе), а из пластика, армированного углеволокном, состоят не только крыша и крышка багажника, но еще и капот, сплиттер на переднем бампере, заднее антикрыло, диффузор и даже элементы передней панели. Вместо внутренних дверных ручек — тряпочные хлястики. В выпускной системе — облегченный титановый глушитель (как у некоторых моделей BMW Alpina), тормоза — углерод-керамические. Облегчены даже задние фонари: BMW M4 GTS стал еще и первым в мире мелкосерийным автомобилем с оптикой на тончайших органических светодиодах (OLED).
Но уже в базовой комплектации BMW M4 GTS кроме кондиционера имеет преселективную роботизированную коробку передач, мультимедиасистему с навигатором, парктроники, светодиодные фары и многое другое, поэтому итоговое снижение массы не впечатляет: GTS весит 1510 кг, всего на 27 кг меньше базового М4 с «роботом».
Однако вкупе с увеличенной мощностью это позволило двухдверке стать самой быстрой моделью BMW на Нордшляйфе: заявленное время круга — 7 минут 28 секунд. Это на 24 секунды быстрее обычного М4 и сравнимо со временем суперкара Ferrari 458 Italia. С места до «сотни» BMW M4 GTS разгоняется за 3,8 с (на 0,3 с быстрее базовой версии), а максимальная скорость электроникой не ограничена: 305 км/ч.
Спецверсия BMW M4 GTS подготовлена в честь тридцатилетия модели M3, которое в Мюнхене будут праздновать в следующем году, поэтому и продажи новинки начнутся только весной. Спешите забронировать «свой» экземпляр, ведь свет увидят лишь 700 автомобилей.
Источник статьи: http://autoreview.ru/news/predstavleno-kupe-bmw-m4-gts-s-vpryskom-vody
Зачем BMW прямой впрыск воды?
Баварский концерн внедряет новые технологии
Компания BMW представила прототип BMW 1-series с 1,5-литровым турбомотором, который помимо обычного бензина впрыскивает в цилиндры воду: дешевый способ разом удовлетворить и сорвиголов, и «зеленых».
Вода в топливе
«Копейка» стала втором прототипом BMW, работающим на воде: первым была версия купе M4, приспособленная для работы пейс-каром на мотогонках. Однако если у М4 впрыск воды осуществлялся тремя форсунками во впускной коллектор, то у 1-серии помимо такого способа есть и альтернативный: вода смешивается с топливом непосредственно перед впрыском, а получившаяся эмульсия распыляется в камере сгорания. Так что вода в топливе, в самом деле, не всегда вредна.
Почему это работает? Вода — это, конечно, никакое не топливо: окисляться ей уже некуда. И, тем не менее, впрыск воды позволяет поднять мощность: например, полуторалитровый мотор BMW выдает 215 л.с. Но главное, в отличие от традиционных двигателей такой форсировки, он имеет степень сжатия 11:0 (против 9,5:0), а расход топлива снижается на величину порядка 20%.
А все дело в хороших «холодильных» свойствах воды: обладая высокой теплотой парообразования, она испаряется в коллекторе или прямо в цилиндре и охлаждает топливовоздушную смесь. Это важно по многим причинам: снижается склонность мотора к детонации, появляется возможность увеличить углы опережения зажигания и поднять степень сжатия, снижаются выбросы ряда токсичных веществ, например, оксидов азота. Правило простое: чем холоднее впускной заряд, тем эффективнее работает мотор. По заявлению BMW, температура в конце такта сжатия благодаря впрыску воды снижается с 400−500 градусов до 330.
Заряд холода
Продвинутый читатель вспомнит, что у турбомоторов нагрев поступающего в цилиндры воздуха происходит еще в компрессоре. И средство от этого изобретено давно: интеркулер (охладитель наддувного воздуха). Собственно, у обсуждаемых моторов BMW есть интеркулеры, но в силу естественных причин они не способны охладить заряд даже до температуры окружающего воздуха. Впрыск воды потенциально эффективнее и как бы продолжает дело интеркулера, выстужая заряд до еще более низких температур. Тут не стоит забывать, что на всем пути до камеры сгорания воздух нагревается за счет газодинамических потерь и контакта с горячими деталями, поэтому потенциал для охлаждения водой даже при наличии интеркулера изрядный.
Возникает естественный вопрос: насколько велик расход воды? BMW предложила две концепции. Первая реализована на M4 и предполагает наличие пятилитрового бачка, которого хватает на четыре-пять заправок топливом. Грубо говоря, пяти литров достаточно на 2−3 тысячи километров пробега. При этом «кончина» воды не влечет никаких последствий, кроме некоторого снижения мощности на пиковых режимах.
Однако необходимость доливать воду невыгодна с точки зрения маркетологов: далеко не все захотят бегать с пятилитровками дистиллированной воды. Поэтому в новом двигателе для 1-серии найдено более остроумное решение: запас воды пополняется за счет конденсата, образующегося при работе климатической установки. По заявлению самой BMW, в некоторых случаях это позволяет исключить долив воды полностью.
По рецептам «Формулы 1»
Интересно, что впрыск воды использовался на турбодвигателях и раньше, и самое яркое его применение имело место в начале 90-х на монстроузных полуторалитровых двигателя «Формулы 1», выдававших в квалификационным режиме по 1200—1500 л.с. Термическая нагруженность моторов была колоссальной, и инженеры использовали любые средства, чтобы хоть как-то снизить температурный шок деталей: вода была одним из популярных способов. Кстати, в то время строила турбомоторы для «Формулы 1» и BMW, и даже выиграла титул с командой Brabham, так что опыт в реализации подобных идей у баварцев уже был.
Почему впрыск воды не использовался на массовых автомобиля? Строго говоря, он использовался, например, одно время Saab применял воду для тех же самых целях на своих турбомоторах. Но тогда идея не прижилась: во-первых, постепенно возросла эффективность интеркулеров, во-вторых, сами бензиновые турбомоторы в начале XXI века пережили некоторый период забвения, и ренессанс состоялся не так давно. При этом турбомоторы новой волны были «сдержаннее» своих полуспортивных предков. Сейчас наддув низкого давления используется в основном не для обеспечения сумасшедшей мощности, а для получения хороших тяговых характеристик при малом рабочем объеме.
Но постепенно турбомоторы становятся все более форсированными, а требования к экономичности и экологичности продолжают расти. Инженерам все труднее искать компромиссы, а впрыск воды — не только сравнительно простое средство, но и чертовски эффективное. Кто его знает, быть может, через 10−20 лет пятилитровка дистиллированной воды станет таким же привычным товаром на АЗС, как сам бензин.
Источник статьи: http://svpressa.ru/auto/article/126665/
Зачем BMW добавила воду в двигатель?
Впрочем, праздновать баварцы начнут только в 2016 году, поэтому выход M4 GTS запланирован на следующую весну. Рассчитывать на антикризисное предложение не приходится — 146 000 евро делают «четвёрку» самой дорогой серийной BMW, это вдвое больше, чем просят за обычные M4 (от 72 500 евро в Германии)! Неудивительно. Во-первых, эта модель коллекционная — будет сделано всего 700 штук (причём 300 из них отправятся в США). А во-вторых, именно на этом купе BMW впервые применила систему впрыска воды во впускной коллектор.
Формально система дебютировала ещё на автомобиле безопасности BMW M4 мотогонок Moto GP, но серийно её поставили именно на M4 GTS. Зачем? Естественно для форсировки мотора! Расчёт такой — распыляемая в потоке воздуха влага снизит его температуру и повысит плотность. А это значит, в цилиндры можно будет подать больше топлива. Кроме того, уменьшается температура и в камере сгорания – сниженный риск детонации позволяет поднять давление наддува. Отсюда и профит.
Предполагается, что пятилитрового бака в багажнике хватит примерно на пять заправок топливом. Всё потому, что в процессе езды запас воды станет пополняться за счёт конденсата от климатической системы. А вот потом водителю придётся доливать только очищенную дистиллированную воду (иначе внутренности двигателя покроются накипью) — стоит она недорого, но дополнительно заморочиться придётся. Подробнее об этом читайте в статье «Будущее BMW: вода в цилиндрах и торпеда в салоне».
Оправданы ли такие сложности? Судите сами — мощность трёхлитровой «шестёрки» битурбо скакнула на M4 GTS с 431 до 500 сил. Крутящий момент подрос с 550 до 600 Нм. Правда, и обороты максимальной отдачи также стали выше. Но кому до этого дело на треке?
А M4 GTS рождена именно для гоночных трасс. За счёт обильного использования углепластика (крыша, капот, багажник, элементы обвеса и каркаса кресел), а также благодаря титановой системе выпуска, карбоно-керамическим тормозам и удалению заднего дивана купе полегчало на 27 кг — до 1510 кг. Эффект от диеты был бы сильнее, но баварцы решили оставить экстремальной «четвёрке» кондиционер, мультимедийную систему, а также прочие «комфортные» вещи. Отчасти к ним можно отнести и роботизированную коробку передач. Зато за доплату можно заказать пакет Clubsport — в него входят оранжевый каркас безопасности, шеститочечные ремни и система пожаротушения. Хорошее добавление к штатным самоблокирующемуся дифференциалу, регулируемой подвеске и доработанному рулевому управлению.
Источник статьи: http://auto.mail.ru/article/57817-zachem_bmw_dobavila_vodu_v_dvigatel/
BMW залила воду в двигатель внутреннего сгорания
Новый BMW 1 серии впрыскивает заданные порции водяной пыли в цилиндры работающего двигателя.
По оценкам BMW, из-за высокой теплоемкости воды ее испарение до водяного пара позволяет снизить температуру внутри работающего двигателя внутреннего сгорания на величину до 25 градусов. Вода для работы такого впрыска конденсируется системой кондиционирования воздуха из воздуха в салоне. Это дало возможность разработчикам нового хэтчбека повысить степень сжатия в цилиндрах с 9,5:1 до 11:1, что несколько увеличило его общий КПД.
Снижение температуры в работающих цилиндрах снизило скорость окислительных процессов, протекающих во впрыснутой туда топливовоздушной смеси непосредственно перед ее сгоранием. Из-за этого двигатель менее склонен к детонации на малых и средних оборотах и обеспечивает для таких режимов крутящий момент, на 10 процентов превышающий обычный. Согласно оценкам производителя, все это позволит снизить общий расход топлива нового автомобиля в среднем на восемь процентов. Запас воды хранится в теплоизолированном баке, где ей не грозит замерзание при низких температурах.
В данном случае расчетная экономия из-за использования водяного впрыска больше нормальной, по всей видимости водитель длительное время ехал в основном на малых и средних оборотах.
Впрыск воды в цилиндры – достаточно давняя практика. Из-за того, что октановое число топлива первых автомобилей было очень низким, снижение температуры внутри цилиндров было крайне важным, и ряд производителей в начале XX века (включая «Руссо-Балт») применяли воду для снижения склонности топливовоздушной смеси к детонации, изнашивающей двигатель и снижающей его КПД. Однако по мере внедрения тетраэтилсвинца, резко повышавшего октановое число (делавшего сгорание топлива более плавным), актуальность водного впрыска для автомобилей существенно снизилась. Правда, при этом он широко применялся в авиамоторах, особенно немецких Daimler-Benz 600-х серий, в годы Второй мировой устанавливавшихся на истребителях Bf. 109. Там воду впрыскивали в цилиндры вместе с метанолом, что позволяло достичь очень высоких степеней сжатия без возникновения детонации.
С 1970-х годов ситуация начала меняться. Тетраэтилсвинец стал вытесняться с рынка, а его заменители не позволяли наращивать октановое число без существенного роста затрат. Поэтому степень сжатия с 11:1 и даже 13:1 стала снижаться до 10:1, затрудняя дальнейший рост КПД бензиновых двигателей. Попытки решить проблему возвратом впрыска воды в цилиндры имели неоднозначные результаты. Пока мотор работал, температурный режим не позволял начаться коррозии, но в выключенной машине остатки воды в системе охлаждались и активно способствовали этому процессу. Чтобы решить эту проблему, в новой модели инженеры BMW использовали схему с эвакуацией остатков воды из шлангов, ведущих к двигателю, после выключения моторов.
Источник статьи: http://nplus1.ru/news/2015/07/03/volviendose
Двигатель BMW M4 получил систему впрыска воды
Среди участников MotoGP этого сезона особое внимание привлекает модифицированный BMW M4.
Он получил несколько доработок, одна из наиболее интересных касается мотора авто, который оснастили системой впрыска воды. Эта инновация должна повысить эффективность его работы и уменьшить расход бензина.
Жидкость попадает внутрь через форсунку, в результате, происходит снижение температуры воздуха, а само топливо сгорает лучше. В компании считают, что с помощью такой доработки повышается отдача двигателя, он работает более стабильно. Еще одним важным последствием такого решение можно назвать тот факт, что срок его эксплуатации увеличивается.
Объем воды, который требуется для обеспечения полноценной работы силового агрегата, находится в емкости, размещенный в багажнике и составляет 5 литров. Количество воды, которое подается в мотор и периодичность ее поступления контролируется электронной системой двигателя, а для непосредственного впрыска жидкости предназначен насос, способный создавать давление десять бар. Вода подается внутрь мотора в объеме, зависящем от периодичности вращения коленвала и температуры.
Компания BMW дает рекомендацию заправлять водой полные баки для боевого круга трека. В условиях обычной езды следует пополнять запас воды после каждой пятой заправки бензином.
Источник статьи: http://vsepoedem.com/news/dvigatel-bmw-m4-poluchil-sistemu-vpryska-vody
