車輛的油耗與發動機密切相關,為了降低油耗,車企會不斷采用新技術,來提升發動機的熱效率。而一汽為了提升熱效率,還考慮向發動機中“噴水”。


近期,中國第一汽車股份有限公司申請的發明專利被曝光,該專利是一種用于噴水發動機的水箱溫度控制系統及其控制方法,是噴水發動機正常運轉的重要輔助系統。

一汽發動機注水技術專利曝光!可進一步提升發動機熱效率

為何要向發動機中噴水呢?本質上還是為了提升熱效率。當前,受限于油耗和排放法規的限制,眾多車企為了提升熱效率,普遍采用提升發動機氣缸壓縮比的技術路線。


近年來,隨著油耗排放法規的日益嚴苛,提升壓縮比成為提高發動機熱效率的重要技術措施,但壓縮比越高,在大負荷工況下發生爆震的可能性也越大。發動機噴水技術則可以通過向進氣歧管或者缸內噴水來降低進氣溫度,從而降低整個工作循環的溫度,有效抑制爆震的發生,因此是一種有效提升發動機熱效率的技術。


水到達冰點以下就會結冰,因此噴水系統在寒冷環境下會面臨結冰的問題。噴水系統水箱內存水結冰會導致系統無法正常向發動機供給水源,管路內的存水結冰會造成水軌、噴水器等零部件的損壞,因此現有的發動機噴水系統當環境溫度接近0℃時就會停止工作,不再向發動機噴水,這使得噴水系統的工作溫度范圍大大受限,也不利于在高緯度寒冷區域使用發動機噴水技術。因此,亟待需要一種用于噴水發動機的水箱溫度控制系統以解決上述問題。

一汽發動機注水技術專利曝光!可進一步提升發動機熱效率

因此,發動機噴水技術在高寒地區的應有,就存在很大的限制因素。


而一汽申請的發明專利,很好的解決了噴水裝置的結冰問題,能夠保證車輛即使長期行駛在極冷環境下。


據悉,該用于噴水發動機的水箱溫度控制系統,包括水箱、加熱模塊、采集模塊和控制模塊。其中,加熱模塊包含電加熱單元和發動機冷卻液加熱單元,通過傳感器感知外界環境溫度,并對車輛的水箱、和發動機內部的噴水裝置分別加熱。避免噴水系統結冰,造成損壞,或者無法正常工作。


當下,雖然汽車電動化的趨勢愈加明顯,但傳統汽車廠商并未發起汽車發動機的研究。相反,汽車廠商正在積極嘗試開拓更多的內燃機技術,來裝車應用。


畢竟,電動機和內燃機都有各自的優缺點,在可以預見的一段時間內,二者誰也不能完全替代對方。


寶馬早在四年前就在給發動機注水


2016年,BMW制作了700臺名為M4 GTS的特殊版車型。在這臺車上,為了達到性能極致,BMW的工程師們決定給發動機里“摻”點兒水……

一汽發動機注水技術專利曝光!可進一步提升發動機熱效率

M4原本搭載了一臺代號為S55的直列六缸3.0T發動機,最大功率431Ps(317kW),峰值扭矩550N·m。為了進一步壓榨這款發動機的潛能,寶馬M部門與全球第一的零部件供應商——德國博世合作,為M4 GTS上的S55發動機裝備了一套原廠水噴射系統WIS(Water Injection System)。


發動機在不同的工作情況時進、排氣系統的配氣機構和人們的呼吸原理類似——發動機吸入空氣在渦輪介入后,大量空氣經過渦輪增壓器進入氣缸,由于渦輪增壓的動力來自排放的尾氣,溫度很高,再加上飛輪旋轉產生的熱量,導致溫度急劇升高,中冷器也不能很好的發揮作用,進入燃燒室的氣體溫度過高,容易產生爆震,隨之而來的就是燃燒效率大幅降低。


向發動機噴水,正是為了避免這種情況的發生。發動機高負荷、高工況的狀態時,進氣歧管內的噴霧系統就會開啟,燃燒室內的噴嘴也會開啟——直接將水霧噴入燃燒室內,達到根本上的降溫。


ECU會在噴出水霧前精準計算水霧、油、空氣的混合比例,確保霧氣充分吸收熱量,避免影響燃燒效率。與此同時,在發動機處于低負荷工作狀態時,噴嘴將不會工作。


當然,由于發動機是極端精密的機械,用來噴入發動機內部的,必須是高度進化的純凈水,否則將對發動機造成損害。另外,也可以用酒精來取代純凈水,那樣效果更為拔群。


在BMW的噴水系統1系試驗車上,這套系統又進了一步——水不是被噴在冷卻空氣的“半路”(進氣歧管)上,而是直接噴進了發動機的氣缸里。由于發動機工作時,氣缸內溫度很高,水進入氣缸內會迅速蒸發從而降低燃燒室溫度,使得燃燒更加充分。而所使用的水并非來自額外的水箱,而是來自空調系統派出的冷凝水(這樣就不需要擔心純凈水的補充問題了)。


文章來源:快科技,零碎事兒,搜狐

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