发动机喷水技术有效提升发动机热效率,一汽专利解决装置结冰问题

车辆的油耗与发动机密切相关，为了降低油耗，车企会不断采用新技术，来提升发动机的热效率。而一汽为了提升热效率，还考虑向发动机中“喷水”。

近期，中国第一汽车股份有限公司申请的发明专利被曝光，该专利是一种用于喷水发动机的水箱温度控制系统及其控制方法，是喷水发动机正常运转的重要辅助系统。

为何要向发动机中喷水呢？本质上还是为了提升热效率。当前，受限于油耗和排放法规的限制，众多车企为了提升热效率，普遍采用提升发动机气缸压缩比的技术路线。

近年来，随着油耗排放法规的日益严苛，提升压缩比成为提高发动机热效率的重要技术措施，但压缩比越高，在大负荷工况下发生爆震的可能性也越大。发动机喷水技术则可以通过向进气歧管或者缸内喷水来降低进气温度，从而降低整个工作循环的温度，有效抑制爆震的发生，因此是一种有效提升发动机热效率的技术。

水到达冰点以下就会结冰，因此喷水系统在寒冷环境下会面临结冰的问题。喷水系统水箱内存水结冰会导致系统无法正常向发动机供给水源，管路内的存水结冰会造成水轨、喷水器等零部件的损坏，因此现有的发动机喷水系统当环境温度接近0℃时就会停止工作，不再向发动机喷水，这使得喷水系统的工作温度范围大大受限，也不利于在高纬度寒冷区域使用发动机喷水技术。因此，亟待需要一种用于喷水发动机的水箱温度控制系统以解决上述问题。

因此，发动机喷水技术在高寒地区的应有，就存在很大的限制因素。

而一汽申请的发明专利，很好的解决了喷水装置的结冰问题，能够保证车辆即使长期行驶在极冷环境下。

据悉，该用于喷水发动机的水箱温度控制系统，包括水箱、加热模块、采集模块和控制模块。其中，加热模块包含电加热单元和发动机冷却液加热单元，通过传感器感知外界环境温度，并对车辆的水箱、和发动机内部的喷水装置分别加热。避免喷水系统结冰，造成损坏，或者无法正常工作。

当下，虽然汽车电动化的趋势愈加明显，但传统汽车厂商并未发起汽车发动机的研究。相反，汽车厂商正在积极尝试开拓更多的内燃机技术，来装车应用。

毕竟，电动机和内燃机都有各自的优缺点，在可以预见的一段时间内，二者谁也不能完全替代对方。

宝马早在四年前就在给发动机注水

2016年，BMW制作了700台名为M4 GTS的特殊版车型。在这台车上，为了达到性能极致，BMW的工程师们决定给发动机里“掺”点儿水……

M4原本搭载了一台代号为S55的直列六缸3.0T发动机，最大功率431Ps（317kW），峰值扭矩550N·m。为了进一步压榨这款发动机的潜能，宝马M部门与全球第一的零部件供应商——德国博世合作，为M4 GTS上的S55发动机装备了一套原厂水喷射系统WIS（Water Injection System）。

发动机在不同的工作情况时进、排气系统的配气机构和人们的呼吸原理类似——发动机吸入空气在涡轮介入后，大量空气经过涡轮增压器进入气缸，由于涡轮增压的动力来自排放的尾气，温度很高，再加上飞轮旋转产生的热量，导致温度急剧升高，中冷器也不能很好的发挥作用，进入燃烧室的气体温度过高，容易产生爆震，随之而来的就是燃烧效率大幅降低。

向发动机喷水，正是为了避免这种情况的发生。发动机高负荷、高工况的状态时，进气歧管内的喷雾系统就会开启，燃烧室内的喷嘴也会开启——直接将水雾喷入燃烧室内，达到根本上的降温。

ECU会在喷出水雾前精准计算水雾、油、空气的混合比例，确保雾气充分吸收热量，避免影响燃烧效率。与此同时，在发动机处于低负荷工作状态时，喷嘴将不会工作。

当然，由于发动机是极端精密的机械，用来喷入发动机内部的，必须是高度进化的纯净水，否则将对发动机造成损害。另外，也可以用酒精来取代纯净水，那样效果更为拔群。

在BMW的喷水系统1系试验车上，这套系统又进了一步——水不是被喷在冷却空气的“半路”（进气歧管）上，而是直接喷进了发动机的气缸里。由于发动机工作时，气缸内温度很高，水进入气缸内会迅速蒸发从而降低燃烧室温度，使得燃烧更加充分。而所使用的水并非来自额外的水箱，而是来自空调系统派出的冷凝水（这样就不需要担心纯净水的补充问题了）。

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