Нове наукове дослідження змушує по-новому подивитися на один із головних страхів власників дизельних автомобілів - воду в паливній системі. Традиційно волога вважається одним із найнебезпечніших ворогів дизельного двигуна, і на практиці це твердження цілком виправдане. Потрапляння води в паливну магістраль під час заправки або через проблеми з резервуарами на АЗС майже завжди закінчується серйозними технічними несправностями. Водій зазвичай встигає проїхати певну відстань після заправки, перш ніж з'являються перші симптоми - різка втрата потужності, нестабільна робота мотора або його раптова зупинка. Навіть у відносно «м'якому» сценарії рахунок за ремонт стартує приблизно з 1000 євро, а у випадку пошкодження форсунок, паливного насоса або внутрішніх елементів двигуна витрати легко перевищують 6000 євро. Якщо ж мова заходить про необхідність заміни всього силового агрегату, суми можуть сягати від 9000 до 15 000 євро залежно від моделі автомобіля.
На цьому тлі результати нового дослідження виглядають парадоксально. Німецькі науковці дійшли висновку, що за суворо контрольованих умов вода у складі дизельного палива може не шкодити, а навпаки - суттєво зменшувати шкідливі викиди. Йдеться передусім про оксиди азоту та тверді частинки, які є ключовими аргументами проти дизельних технологій у Європі й основною причиною посилення екологічних норм для цього типу двигунів.
Як пояснюють дослідники у науковому виданні Springer Nature, ефект досягається не за рахунок звичайного змішування води з паливом, а шляхом створення спеціальної дизельно-водяної емульсії. У процесі згоряння вода випаровується, поглинаючи частину тепла й знижуючи пікову температуру в камері згоряння. Саме високі температури є ключовим чинником утворення оксидів азоту, тож їхнє зменшення безпосередньо впливає на рівень NOx у вихлопі. За результатами лабораторних випробувань, викиди оксидів азоту можуть скорочуватися до 60%. Додатково вода спричиняє так звані мікровибухи в паливній хмарі: краплі дизеля, що містять воду, під час різкого випаровування дробляться на надзвичайно дрібні частинки, перетворюючись на тонкий туман. Це покращує змішування палива з повітрям і зменшує кількість твердих частинок у вихлопних газах.
Водночас дослідження не ідеалізує технологію і прямо вказує на її ключові обмеження. Головною проблемою залишається стабільність емульсії. Дизельне паливо і вода за своєю природою не змішуються і з часом неминуче розшаровуються, що в реальних умовах експлуатації може призвести до тих самих руйнівних наслідків для двигуна. Науковці образно порівнюють цю суміш з олією та оцтом у салаті, які потребують «гірчиці» - емульгатора, здатного надовго утримувати компоненти разом. У ролі такої «гірчиці» можуть виступати спеціальні поверхнево-активні речовини, або сурфактанти, які зменшують поверхневий натяг між водою і паливом. Експерименти показують, що за певних умов емульсія може залишатися стабільною до двох місяців, однак цього все ще недостатньо для масового використання в автомобілях.
Додаткову складність створює підбір правильної пропорції води, дизеля та емульгатора. Неправильне співвідношення компонентів може призвести до небажаних ефектів. Фахівці зазначають, що процеси згоряння такої суміші є складними і не завжди передбачуваними. Максимальний тиск у циліндрах може як незначно зростати, так і зменшуватися залежно від вмісту води, момент займання зазвичай дещо зміщується, а саме згоряння стає м'якшим. Це потенційно підвищує ефективність роботи двигуна, але водночас збільшує питомі витрати пального через нижчу енергетичну щільність суміші. Окремим ризиком залишається зростання кількості незгорілих частинок палива, якщо емульсія сформована неправильно.
Попри всі ці труднощі, автовиробники не відмовляються від дизельних технологій. Зокрема, BMW неодноразово заявляла, що дизель має довге майбутнє за умови подальшого зниження викидів і адаптації до сучасних екологічних вимог. У цьому контексті нове дослідження розглядається як потенційний крок до «другого життя» дизельних моторів у Європі. Особливо важливо, що для впровадження водяної емульсії, теоретично, не потрібні радикальні конструктивні зміни двигуна. У перспективі мова може йти лише про додатковий резервуар для води та окремі магістралі, що робить ідею привабливою з погляду промислової реалізації.