洗个澡冷静一下
2015-03-25祁子鑫
■文:祁子鑫
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■文:祁子鑫
通过进气喷水冷却系统,宝马的发动机动力提升10%,而油耗则降低了8%。
虽然技术在不断进步,但汽油发动机的效率最高只达到30%,这其中机械摩擦的损耗以及气缸温度太高导致效率降低等因素,影响了效率的提升。马自达通过可变气门技术,推出了创驰蓝天理念,由于改变气门的开启和关闭时间,让发动机可以在米勒循环和奥拓循环之间切换,从而提升发动机效率。而近期宝马最新研究成果是降低发动机气缸内的温度。
发动机在工作时会达到很高的温度,过高的温度会导致早燃现象,从而引发爆震并且降低效率。对于每一个工程师来说,如何保证发动机能够在适当的温度工作是一个重大课题,比如每一个发动机都会配备一个冷却器,而对于那些性能强劲的增压车型,还会额外增加一个中央冷却器,来降低空气温度。
宝马在其最新的3缸发动机上使用了进气喷水冷却系统,从图片上看这项技术并不复杂,在进气门前方固定一个喷头,当节气门开启时,水会喷入进燃烧室。由于气缸内温度非常高,所以水会瞬间气化,这一物理变化会吸收掉大量的热量,从而降低了气缸内的温度。此外气体容积瞬间膨胀,会使缸内压力增加,这则会进一步提升燃烧效率,动力也会因此而提升。另外一点,由于缸内高压气体质量增加,排出时对于涡轮的推力也因此而提升,加快了涡轮达到正压力的速度。
不得不说进气喷水冷却并不是什么最前沿的科技,但用在民用车上尚属首次,对于技术人员来说,可能提升工艺和零件强度、减少机械部件摩擦这些对于成本的要求更高,而通过其他技术辅助的可行性更好。对于这套系统,宝马表示在车辆日常使用中无需用户额外为系统添加纯净水,系统本身可以收集空调系统的冷凝水,通过回收装置实现用水的自给自足,不会增加用户的维护工作和使用费用。每次发动机停止工作后,系统还会将管道中的冷却水收回到水箱中,从而避免系统组件在温度低于零度时结冰以及造成发动机锈蚀,确保车辆可靠性和使用寿命。