Сама по себе мысль подавать воду в камеру сгорания появилась не в Советском Союзе. Но именно в СССР в 1934-м впервые запатентовали конструкцию для серийного применения. Тогда цель была одна, убрать детонацию, когда топливная смесь в цилиндре не горит, а взрывается.
Технология быстро перебралась в авиацию. В 40-х годах на немецких и американских самолётах стали подавать в цилиндры смесь воды и метанола в равных долях. Это давало прибавку мощности на 25-30%. В СССР тоже вели такие разработки, но с переходом на реактивную тягу про поршневые движки забыли.
Зато идею подхватили на земле. Автомобильные конструкторы пробовали ставить водяной впрыск на серийные машины дважды, и оба раза провалились.
В 1962 году Oldsmobile выпустил модель F-85 Jetfire с турбомотором V8 3,5 л. В бачок нужно было заливать фирменную жидкость Turbo Rocket Fluid, смесь дистиллированной воды, метанола и присадки от коррозии.
Хватало её на 300-3000 км в зависимости от стиля езды. Проблема оказалась простой, владельцы забывали доливать жидкость. Многие вообще сняли систему и поставили обычный карбюратор.
В 1978-м шведский Saab попробовал то же самое на модели 99 Turbo S. Система давала прибавку 10-15 л.с. к 2-литровому турбомотору. Saab пришёл к этому из авиации, компания изначально делала самолёты и хорошо знала технологию. Но и тут массовым решение не стало.
А советские водители в это же время делали своё. Без фирменных жидкостей и электроники. Конструкция была до смешного простой. Пластиковая бутылка, трубка от медицинской капельницы и иголка от шприца.
Во впускном коллекторе сверлили маленькое отверстие, вставляли и герметизировали иголку, от неё тянули трубку к бутылке с дистиллятом. Насос не нужен.
Работающий движок сам создаёт разрежение в коллекторе и затягивает воду по капельке. Скорость подачи регулировали колёсиком на трубке капельницы, тем самым, которым в больнице настраивают скорость капель.
Что происходило дальше, объясняет простая физика. Мелкие капли воды попадали в коллектор вместе с топливно-воздушной смесью. Бензин обволакивал каждую такую каплю. Смесь становилась равномернее, без пустых зон.
В камере сгорания вода испарялась от контакта с раскалённым поршнем и стенками цилиндра, и пар помогал рабочим газам толкать поршень. Одновременно вода охлаждала камеру сгорания и снижала риск детонации.
Даже хороший бензиновый мотор тратит примерно пятую часть топлива не на вращение колёс, а на собственное охлаждение. Особенно на высоких оборотах. Когда вода берёт эту работу на себя, движку больше не нужно "подливать" лишний бензин для снижения температуры. Расход падает.
Правильная пропорция воды к воздуху, от 1:10 до 1:14. Если воды мало, детонация не уходит. Если много, смесь сгорает не полностью и движок начинает троить. На практике расходовалось около 2 л дистиллята на каждые 10 л бензина.
И только дистиллят. Обычная вода из-под крана содержит соли кальция и магния. При испарении они оседают внутри камеры сгорания точно так же, как накипь в чайнике. Пара месяцев, и нагар на стенках цилиндров, на клапанах, на поршне. После такого "тюнинга" ресурс движка сокращается на глазах.
В 2015 году немецкие инженеры из BMW и Bosch пришли ровно к тому же принципу, только завернули его в электронику. На BMW M4 GTS с 6-цилиндровым 3,0 л турбомотором поставили систему впрыска воды во впускной коллектор. Результат, 500 л.с. вместо 431 у стандартного M4. Выпустили всего 700 таких машин.
В 2016 году Bosch пообещал, что к 2019-му систему WaterBoost сможет купить любой автопроизводитель. Прошло 10 лет. Ни одна массовая модель так и не получила заводской впрыск воды. Причина всё та же, что погубила Oldsmobile Jetfire в 60-х.
Бачок с дистиллятом надо заправлять каждые 3000 км, а водители этого не делают. Плюс система не работает зимой, вода замерзает в трубках. Добавление метанола спасает до какого-то минуса, но не в серьёзные морозы.
Сама по себе подача воды через капельницу или даже через форсунку не даёт полного эффекта. Чтобы выжать реальную экономию, нужно менять угол опережения зажигания, обеднять смесь или поднимать давление наддува.
На BMW это делала электроника в реальном времени, подстраиваясь под обороты и нагрузку. С иголкой от шприца такой точности не добиться. Вода льётся одинаково и на холостых, и под нагрузкой, и на трассе.
Был и ещё один побочный эффект, который хорошо знали те, кто экспериментировал. Водяной пар в газовом тракте бьёт по свечам зажигания. Электроды разрушаются, центральный электрод может выгореть за 4000 км. Растёт расход моторного масла. А если чуть переборщить с подачей, можно поймать гидроудар.
Получается занятная картина. Советские шофёры с капельницами за полвека до Bosch нащупали принцип, за который немцы потом получили патенты и награды. Разница в исполнении, у одних иголка от шприца, у других электронный блок и насос высокого давления. Принцип один.
Но даже с немецкой электроникой и миллиардными бюджетами технология так и не дошла до массового конвейера.