发动机增压是提高发动机强化程度和改善燃油经济性的重要技术手段,但是新鲜空气在经过增压器后,温度会急剧上升,使发动机的爆震倾向增加,限制了发动机升功率和压缩比的进一步增加。而水喷射系统则依靠水的蒸发吸热,可有效地降低发动机的进气和燃烧温度,进而降低发动机爆震的可能性。进气道水喷射具有改善发动机燃油经济性和动力性,受到了广泛的关注。
博世集团已经成功开发了水喷射系统,其结构与燃油高压共轨系统类似,包括:喷水器、水轨、水泵、水箱以及电控单元等。博世集团称,采用水喷射系统后,发动机的燃油经济性提高13%,可以减少4%的CO2排放量,此外,发动机的动力性能可以提高5%。而且,水喷射系统的这些优势,仅大高性能发动机上才能实现,对于升功率较低的发动机,水喷射系统的优势体现不明显。
博世已经在汽车行业推广水喷射系统,与博世联合开发水喷射系统的宝马公司,在其M4 GTS车型上采用了配备了该系统,也是全球首台装备发动机水喷射系统的量产车型。当发动机进入高负荷运转,此时涡轮增压快速压缩空气,导致进气温度急剧上升。此时水循环系统启动,通过三个注水阀分别对6个缸两两以喷雾状态喷水,以达到显著冷却进气温度的效果,从而允许更高的涡轮增压压力以及实现提前点火,并且减少发动机爆震可能性。进气冷却有效保证了发动机的性能和扭矩,同时保护了缸体内的部件。采用水喷射系统后,宝马M4 GTS实现了高达500 马力的超高性能,相比一般宝马M4车型的425马力,这是一个巨大的进步。到2019年,有更多的车型将配备目前宝马M4 GTS使用的水喷射系统。
随着排放标准、油耗标准以及实际排放测试的要求越来越高,发动机朝着低排量、高增压、高动力性能方向发展,发动机的热负荷也越来越大,这也愈发的体现出水喷射系统的重要性。