Automobilka BMW představila bezpečnostní vůz BMW M4 MotoGP Safety Car pro letošní ročník mistrovství světa v závodech motocyklů MotoGP. Nejzajímavější novinkou je jeho motor se vstřikováním vody. Tato technika by se měla brzy objevit v sériové výrobě. FAnOUšcI MOTOcYkLOvých závOdů MotoGP budou i v letošní sezoně vídat na závodních okruzích bezpečnostní vozy BMW M4 Coupé (BMW je „Oficiálním vozem MotoGP“ od roku 1999). Letošní verze má však pod kapotou nenápadnou, ale o to významnější novinku, jejíž přínosy jsou tak velké, že se brzy objeví i v sériově vyráběných sportovních vozech společnosti BMW M GmbH. Jedná se o techniku vstřikování vody, která umožňuje přeplňovanému motoru dosahovat vyššího výkonu při nižší spotřebě paliva a emisích. To jsou přednosti, které ocení nejen jezdci na závodní dráze, ale i řidiči v běžném silničním provozu. Výkon motoru je závislý na množství spalované směsi paliva a vzduchu. Přeplňování zvyšuje množství kyslíku přiváděného do válců. Díky tomu je možné zvýšit množství vstřikovaného paliva a výkon roste. Čím vyšší je plnicí tlak, tím více vzduchu se do válců dostane a tím vyšší výkon může motor odevzdávat. Konstruktéři jsou však v tomto ohledu limitováni celou řadou faktorů. Vzduch se stlačováním výrazně zahřívá, čímž zároveň zvětšuje svůj objem, takže je nutné zajistit jeho dodatečné ochlazení. To se děje v mezichladiči stlačovaného vzduchu, který je umístěn mezi turbodmychadlem a sacím potrubím, jež přivádí vzduch do válců. Účinnost mezichladiče stlačovaného vzduchu je však limitována, což omezuje nejvyšší dosažitelný výkon motoru při maximálním zatížení. Tento problém pomáhá vyřešit vstřikování vody do sacího potrubí. Jemně rozprašovaná voda se v horkém vzduchu odpařuje, čímž dochází k výraznému ochlazování nasávaného vzduchu před jeho vstupem do spalovacích prostorů. Následkem toho klesá teplota ve válcích a s ní i sklon k detonačnímu spalování, takže motor může pracovat s vyšším plnicím tlakem a větším předstihem zapalování, který je pro činnost motoru optimálnější. Výsledkem je zvýšení výkonu a točivého momentu při současném snížení hodnot spotřeby paliva a emisí. Motor bezpečnostního vozu BMW M4 MotoGP Safety Car tak může dosahovat ještě lepších výkonových parametrů než sériově vyráběná verze s nejvyšším výkonem 317 kW (431 k) a maximálním točivým momentem 550 N.m, který je k dispozici v širokém rozsahu otáček. Relativně nízké provozní teploty ve válcích navíc zabraňují vzniku nežádoucích škodlivin, zejména oxidů dusíku (NOx). Vstřikování vody optimalizuje účinnost motoru, takže vyššího výkonu a točivého momentu je dosahováno při nižší spotřebě paliva. Další výhodou tohoto způsobu zvyšování výkonu je skutečnost, že při něm nedochází ke zvyšování tepelného namáhání důležitých komponentů motoru (písty, výfukové ventily, katalyzátory, turbodmychadla), a není tak negativně ovlivňována životnost motoru. Systém vstřikování vody nepředstavuje velký zásah do konstrukce vozidla. U řadového šestiválce M TwinPower Turbo vozu BMW M4 se jedná o tři vstřikovače v sacím potrubí – vždy jeden vstřikovací ventil na dva válce – a kompaktní nádrž na vodu o objemu cca pět litrů, která je společně s dalšími komponenty, jako je vodní čerpadlo, senzory a ventily, umístěna v zavazadlovém prostoru. Voda je přiváděna ke vstřikovačům pod tlakem 1 MPa, přičemž rozprašované množství vody závisí na zatížení, otáčkách a teplotě. Tím je zajištěna minimální spotřeba vody. Podle výrobce je při extrémní jízdě po okruhu nutné vodu doplňovat současně s palivem. V normálním provozu, například při rychlé jízdě po dálnici, přichází doplňování vody na řadu až s každým pátým čerpáním paliva. Dojde-li k vyprázdnění nádrže na vodu za jízdy, přizpůsobí řídicí jednotka motoru této skutečnosti plnicí tlak, množství vstřikovaného paliva a předstih zapalování, aby zůstala zachována plná funkčnost, byť s poněkud nižší úrovní výkonu. Systém je zcela bezúdržbový a odolný vůči zamrznutí i ve velmi nízkých teplotách. Nová technika vstřikování vody bude podrobena intenzivním zkouškám v rámci mistrovství světa MotoGP, aby mohla být v blízké budoucnosti použita i v sériově vyráběných sportovních vozech BMW M. A nejen v nich. Přeplňované motory má v současnosti pod kapotou většina nových osobních vozů a inženýři mohou techniku vstřikování vody využít různým způsobem v závislosti na motoru a konceptu vozidla. Ve sportovních vozech bude upřednostněna lepší výkonová charakteristika, u běžných vozů může být naplno využit potenciál pro snižování spotřeby paliva při plném zatížení. Ostatně BMW udává, že u přeplňovaného motoru lze při plném zatížení dosáhnout zvýšení výkonu a snížení spotřeby paliva o cca osm procent, což není málo. Větším množstvím vstřikované vody lze také kompenzovat ztráty výkonu v důsledku vysokých venkovních teplot (nad 20 °C). Při konstrukci nového motoru se vstřikováním vody lze zvolit vyšší stupeň přeplňování při vyšším kompresním poměru, což vede k dalšímu zvýšení účinnosti. Praktickým přínosem systému vstřikování vody je také snížení citlivosti motoru na oktanové číslo používaného benzinu.
Pavel Olivík