a cura di Redazione Automobilismo - 11 October 2018

Bosch Waterboost: iniezione di acqua nel motore

Adottata per la prima volta sui motori degli aerei ad elica della seconda guerra mondiale e successivamente sulle auto da Formula Uno, questa tecnologia è oggi sfruttata su alcune auto di serie per abbattere consumi ed emissioni.
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    In tutti i motori esiste un raffreddamento interno, che si ottiene grazie al fatto che il carburante liquido quando vaporizza, cioè passa allo stato gassoso, sottrae calore. Se noi aggiungessimo un ulteriore liquido vaporizzato all’interno dei cilindri o nei condotti di aspirazione e sfruttassimo il suo calore latente di vaporizzazione, si otterrebbe una apprezzabile refrigerazione della carica, ossia della miscela aria-carburante, e di conseguenza una riduzione della temperatura interna del motore. A questo seguirebbe una sensibile riduzione delle sollecitazioni termiche, una minore facilità nell’insorgere della detonazione ed un lieve miglioramento del rendimento volumetrico poiché la carica, essendo a temperatura minore, è più densa.

    Il risultato è la possibilità di adottare rapporti di compressione particolarmente elevati o, meglio ancora, di utilizzare motori sovralimentati particolarmente spinti, caratterizzati da rapporti di compressione simili a quelli di un motore aspirato, senza innescare il fenomeno della detonazione. Se ciò non bastasse, l’adozione di un getto di acqua, incaricata di raffreddare il motore, permette di abbattere anche i consumi di carburante, perché normalmente quasi un quinto della benzina consumata dalle automobili viene completamente sprecata per rinfrescare i condotti di aspirazione senza partecipare alla combustione, e di ridurre le emissioni di NOx e monossido di carbonio. Questo perché un quinto della benzina che viene utilizzata per raffreddare i condotti di aspirazione (iniezione indiretta), dopo essere stata iniettata, evapora asportando calore dalle pareti dei condotti. Nel caso di iniezione diretta questo un quinto di benzina, evaporando, va a raffreddare direttamente le pareti della camera di combustione permettendo ai restanti quattro quinti di benzina di partecipare alla combustione senza raggiungere temperature eccessive.

    Bosch Waterboost: iniezione di acqua nel motore

    Tale tecnologia viene attualmente adottata da BMW sulla M4 GTS. L’acqua distillata, che viene utilizzata in questi casi, è prelevata da un serbatoio da cinque litri piazzato nel bagagliaio e viene inviata (finemente polverizzata) a 3 iniettori (uno ogni due cilindri) con una pressione di dieci bar. Questo serbatoio va naturalmente rifornito all’incirca con un pieno di acqua ogni cinque pieni di benzina (il consumo dovrebbe essere, infatti, all’incirca di centinaia di millilitri ogni cento chilometri percorsi). Il motore può però continuare a funzionare anche in assenza di acqua semplicemente non usufruirà più dei benefici di questa soluzione. Nella M4 GTS un siffatto sistema è poi coadiuvato da un radiatore principale oltre ad uno addizionale per le alte e le basse temperature dei circuiti, della trasmissione e del turbo. Infine, in accoppiata a questo sistema, lavora un intercooler indiretto, il quale è assistito da una pompa dell’acqua addizionale azionata elettricamente.

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