Ο βασικός λόγος που οι κινητήρες βενζίνης δεν έχουν την ενεργειακή απόδοση (δηλ. οικονομία) των ντίζελ είναι η τάση της βενζίνης προς την ανεξέλεγκτη προανάφλεξη. Γι’ αυτό αναγκαζόμαστε να μειώνουμε τη σχέση συμπίεσης και την προπορεία της ανάφλεξης (αβάνς), με αποτέλεσμα να χάνουμε σε ροπή (άρα και ισχύ) και σε απόδοση.

Ο ψεκασμός νερού στην εισαγωγή μειώνει τη θερμοκρασία στο θάλαμο καύσης, άρα και την τάση προς την προανάφλεξη, με αποτέλεσμα να μπορούμε να αυξήσουμε τη σχέση συμπίεσης και το αβάνς προς όφελος της απόδοσης.Ο ψεκασμός νερού στους αυλούς εισαγωγής ή στο φιλτροκούτι είναι παλιά υπόθεση, έχοντας εφαρμοστεί προ πολλών ετών στα αεροπλάνα. Αυτό το σύστημα έμμεσου ψεκασμού χρησιμοποιεί και η πειραματική BMW M4 που εκτελεί χρέη Safety Car στους αγώνες MotoGP. Με τον έμμεσο ψεκασμό νερού, η θερμοκρασία στο θάλαμο καύσης μειώνεται καθώς η ατμοποίηση των σταγονιδίων αφαιρεί θερμότητα από τον γύρω αέρα.

Το μέλλον όμως είναι στον άμεσο ψεκασμό νερού, κατευθείαν στο θάλαμο καύσης. Αυτό το σύστημα είχε η BMW 1 Series DWI (Direct Water Injection) που οδηγήσαμε στην πίστα δοκιμών του Miramas, στη νότια Γαλλία. Το αυτοκίνητο είχε τον 3κύλιδρο κινητήρα 1.5 TwinPower Turbo, σε μια «πουσαρισμένη» έκδοση 150 kW (204 PS), διότι ο ψεκασμός νερού δίνει το μεγαλύτερο όφελος σε κινητήρες υψηλής υπερπλήρωσης και κυρίως όταν αυτοί λειτουργούν σε συνθήκες υψηλού φορτίου (με πολύ γκάζι).

Σύμφωνα με την BMW, λοιπόν, τα οφέλη από την τεχνολογία αυτή είναι πολλαπλά:

• Απόδοση: Η ψύξη που παρέχει ο ψεκασμός νερού μειώνει τη θερμοκρασία αρκετά ώστε να μη χρειάζεται να ψεκάζεται επιπλέον καύσιμο στα υψηλά φορτία. Το ομοιογενές μίγμα και η βελτιωμένη απόδοση υπό πλήρες φορτίο μειώνουν την πραγματική κατανάλωση έως και κατά 8%.
• Ρύποι: Οι χαμηλότερες θερμοκρασίες καύσης σημαίνουν χαμηλότερες εκπομπές ρύπων.
• Μειωμένη προανάφλεξη: Οι χαμηλότερες θερμοκρασίες μειώνουν τον κίνδυνο ανεξέλεγκτης καύσης (προανάφλεξης, «κρότου» ή κοινώς ο κινητήρας να «χτυπάει πειράκια»)
• Υψηλότερη σχέση συμπίεσης: Ο μειωμένος κίνδυνος προανάφλεξης επέτρεψε την αύξηση της σχέσης συμπίεσης στον 1.5 TwinPower Turbo από 9,5:1 σε 11,0:1, βελτιώνοντας την απόδοση και στα χαμηλά και μεσαία φορτία.
• Επιδόσεις: Η αυξημένη προπορεία ανάφλεξης (γωνία αβάνς) και η υψηλότερη πίεση υπερπλήρωσης βελτιώνουν την ιπποδύναμη και τη ροπή έως και κατά 10%. Την ισχύ αυξάνει επίσης η μεγαλύτερη περιεκτικότητα σε οξυγόνο του ψυχρότερου, άρα και πυκνότερου, αέρα εισαγωγής.
• Συμβατότητα καυσίμων: Η ισχύς βελτιστοποιείται ακόμα κι όταν ο κινητήρας λειτουργεί με βενζίνη χαμηλού αριθμού οκτανίου (RON 95), άρα οι κινητήρες τούρμπο με άμεσο ψεκασμό νερού μπορούν να λειτουργούν σε οποιοδήποτε μέρος του κόσμου.
• Μείωση της θερμικής καταπόνησης: Η ψύξη του θαλάμου καύσης μειώνει τη θερμική καταπόνηση σε έμβολα, βαλβίδες, καταλύτη και τούρμπο.

Μπορεί κανείς να επωφεληθεί από τα πλεονεκτήματα  του άμεσου ψεκασμού νερού με διαφορετικούς τρόπους, είτε προτάσσοντας την αύξηση της ισχύος είτε τη μείωση της κατανάλωσης.

Και από πού παίρνουμε το νερό;
Το σύστημα ψεκασμού νερού στην M4 Safety Car του MotoGP, τροφοδοτείται από ένα ρεζερβουάρ 5 λίτρων στο πορτμπαγκάζ. Καθώς το αυτοκίνητο λειτουργεί σε αγωνιστικές συνθήκες, χρειάζεται αρκετό νερό, οπότε συμπληρώνουν το ρεζερβουάρ κάθε φορά που σταματούν για καύσιμο.

Αντίθετα, το σύστημα άμεσου ψεκασμού, που προορίζεται για τα μοντέλα παραγωγής, δεν χρειάζεται συμπλήρωση αφού εκμεταλλεύεται το συμπύκνωμα από το σύστημα κλιματισμού. Αν οι συνθήκες δεν είναι ακραίες (μεγάλα διαστήματα με φουλ γκάζι σε πολύ ζεστό περιβάλλον), το σύστημα είναι αυτάρκες σε νερό.

Το χειμώνα, που δεν χρησιμοποιείται ο κλιματισμός, δεν υπάρχει και η ανάγκη ψύξης του θαλάμου καύσης, αφού ο αέρας εισαγωγής είναι ήδη ψυχρός. Για να μην υπάρχει ο κίνδυνος να παγώσει το νερό σε θερμοκρασίες κάτω του μηδενός, όλες οι σωληνώσεις αδειάζουν στο ρεζερβουάρ κάθε φορά που σβήνει ο κινητήρας. Επιπλέον, το ρεζερβουάρ νερού είναι τοποθετημένο σε σημείο που να μην παγώνει εύκολα.

Στην πράξη
Είχαμε την ευκαιρία να οδηγήσουμε την πειραματική 1 Series DWI στην πίστα δοκιμών του Miramas. Το αυτοκίνητο ήταν εφοδιασμένο με μια οθόνη (βλ. φωτογραφία) που έδειχνε όλα τα στοιχεία λειτουργίας του κινητήρα και του συστήματος.

Στην πλήρη επιτάχυνση με φουλ γκάζι, τα όργανα έδειχναν μια μείωση της κατανάλωσης έως και 22%. Η κατανάλωση βενζίνης, σε όλη τη (σύντομη) δοκιμή μας, μειώθηκε κατά ένα εντυπωσιακό 15,5%. Αξίζει να σημειωθεί ότι στα 180 km/h σταθερά, το σύστημα δεν χρειαζόταν καν να λειτουργεί, οπότε δεν κατανάλωνε καθόλου νερό. Ο ψεκασμός γινόταν μόνο στα μεγάλα ανοίγματα του γκαζιού και στις ψηλές στροφές, δηλαδή για μικρά χρονικά διαστήματα. Η μέση κατανάλωση νερού ήταν 1,7 lt/h (H BMW μιλάει για 0,1-0,8 lt/100km ανάλογα με τις συνθήκες).

Ο ψεκασμός του νερού μπορεί να γίνεται και από ξεχωριστά μπεκ, αλλά στη συγκεκριμένη εφαρμογή γινόταν μέσα από τα μπεκ ψεκασμού βενζίνης. Οι μηχανολόγοι της BMW τόνισαν το γεγονός ότι όλα τα εξαρτήματα ήταν στάνταρ και δεν είχαν παρουσιάσει προβλήματα διάβρωσης (ή άλλα) μέχρι στιγμής.