Direct Water Injection: una rivoluzione per BMW

Direct Water Injection: nei prossimi anni, BMW si propone di lanciare una vettura di serie con il sistema di iniezione diretta dell’acqua che gli ingegneri di Monaco hanno industrializzato su larga scala.

Direct Water Injection: nei prossimi anni, BMW si propone di lanciare una vettura di serie con il sistema di iniezione diretta dell’acqua che gli ingegneri di Monaco hanno sviluppato. La prima menzione della tecnologia dell’iniezione d’acqua è apparsa all’inizio di quest’anno quando la BMW ha presentato brevemente la MotoGP Safety Car BMW M4 con il nuovo sistema progettato per aumentare le prestazioni e ridurre il consumo dei motori a combustione interna.

La vettura di serie che riceverà il sistema di direct water injection è la prossima BMW M4 GTS , ma prima che l’onnipotente macchina sportiva sia svelata, la BMW ha cercato di testare la tecnologia innovativa in un prototipo di BMW Serie 1 Hatchback con il motore a tre cilindri B38 da 1.5 litri.

Gli scienziati pazzi della BMW hanno lavorato diligentemente sul nuovo sistema di direct water injection che saranno essenzialmente tenere i motori di raffreddamento, aumentando così l’efficienza e potenza.

Ma, come abbiamo detto prima, l’iniezione diretta d’acqua non è del tutto nuovo a BMW, dato che è stato utilizzato sulla safety car BMW M4 da MotoGP.
Fondamentalmente le reazioni del sistema, è spruzzare acqua altamente pressurizzata nel collettore di aspirazione al momento giusto. Questo raffredda la camera di combustione, riducendo la temperatura di combustione e evitando il fenomeno della detonazione del motore. Ciò è particolarmente efficace sui motori sovralimentati, poichè la pressione di sovralimentazione più elevata rispetto a quella atmosferica, spinge le temperature di fine ciclo a livelli più alti, generando il possibile fenomeno del “battito in testa” e privando il motore di alte prestazioni ed efficienza. Direct water injection può aumentare l’efficienza da 3-8 per cento in ogni ciclo di guida.

È possibile abbassare il consumo attraverso l’attuazione di un rapporto di compressione superiore che normalmente porterebbe ad una combustione incontrollata e, di conseguenza, una detonazione del motore. Con l’unità B38, la compressione è stata aumentata a 11,0:1 grazie alla iniezione di acqua, partendo dagli originari 9,5:1  senza alcun effetto negativo sul comfort e morbidezza.
Il rapporto di compressione superiore a sua volta porta ad una maggiore potenza, motivo per cui i circa 218 CV possono esser tranquillamente generati da questo motore prototipo da 1,5 litri.

E’ un’idea interessante iniettare acqua per aumentare l’efficienza di combustione, come l’acqua è normalmente utilizzato per lo spegnimento dell’incendio.
L’acqua viene accumulata in un serbatoio da 5 litri, che viene poi inviata attraverso un filtro e poi nella pompa del carburante ad alta pressione, dove si mescola con il combustibile. Un sensore che controlli la velocità del motore e la temperatura fanno il resto per determinare la corretta quantità di acqua per le condizioni attuali del motore. Alle alte velocità e rpm, il combustibile può essere miscelato fino al 30 per cento con l’acqua. Questa miscela viene poi spruzzato direttamente nella camera di combustione al momento giusto. Questo permette di raffreddare la camera drasticamente prima del successivo ciclo di combustione.

Se state pensando che questo è solo un altro fluido per i proprietari da gestire, ripensateci. BMW sostiene che i proprietari dovrebbero molto raramente, se non mai, aver il bisogno di controllare o rabboccare il livello dell’acqua per il sistema di iniezione dell’acqua.
Inoltre, nei mesi caldi, quando l’aria condizionata è spesso usata, il sistema prende in prestito la condensa che gocciola normalmente sul marciapiede dal A / C per re-inserirla nel serbatoio.
Quindi, in estate, il serbatoio dell’acqua rimarrà sempre pieno. Ovviamente, durante i mesi invernali, direct water injection è molto meno necessaria, poichè l’aria fredda e l’intercooler mantengono le camere di combustione abbastanza fredde, in modo che il sistema di iniezione di acqua possa esser usato raramente, riducendo la necessità di manutenzione. BMW sostiene che 5 litri dovrebbero durare circa un anno senza un uso pesante dell’ A / C.

Durante questi mesi invernali, si potrebbe preoccuparsi per il congelamento dell’acqua, ma BMW ha pensato anche a questo. Mentre il motore si spegne, la pompa ad alta pressione svuota il circuito inviando il fluido all’indietro dal sistema nel serbatoio, per evitare il congelamento dell’acqua all’interno. L’acqua si può ancora bloccare all’interno del serbatoio, ma come l’automobile si avvia si scioglie il tutto all’interno del serbatoio prima che arrivi il fluido al motore.

Un ingegnere BMW si è unito a noi per un giro intorno alla pista privata Miramas in cui abbiamo testato il sistema di direct water injection sotto carichi e velocità differenti; da 80 km / h (marcia normale) a 130 km / h (velocità di strada) e 180 km / h (in pista o guida Autobahn).
Alla fine della nostra corsa, l’iPad installato nel nostro prototipo ha mostrato un beneficio sul consumo medio di carburante di 4,1 litri per 100 km (57,3 mpg) o 20,9 per cento.
In un altro giro, il consumo medio di carburante è stato 2.82 l / 100 km (112 mpg) o 18,4 per cento.

Il consumo di acqua variava tra 0,09-0,11 litri, mentre l’accumulo acqua all’ora è stato di 1.7 a 1,9 litri.