Директно впръскване

Директното впръскване е метод за подаване на гориво, при който горивото се впръсква направо в горивната камера на двигателя, над буталото, а не в смукателния тракт преди клапаните. При бензиновите двигатели техниката често носи означения като GDI, FSI, TSI или подобни; при дизелите, където днес е универсална, тя е просто начинът, по който горивото се въвежда. Подбудата е прецизността: като поставя горивото точно там и тогава, когато е нужно, двигателят може да извлече повече работа от всяка капка и да изпълни по-строгите цели за ефективност и емисии.

Контрастът е със впръскването в смукателния канал — по-старата схема, при която дюзите впръскват гориво в смукателния отвор, където то се смесва с постъпващия въздух, преди да бъде поето покрай клапаните. Директното впръскване вместо това използва помпа за високо налягане, задвижвана от разпределителния вал, която повишава налягането на горивото до десетки или дори стотици бара, далеч над няколкото бара на системата в смукателния канал, а прецизна соленоидна или пиезо дюза, монтирана в главата на цилиндъра, го подава като фино разпрашен конус направо в камерата. Управлението на двигателя може да раздели това на няколко впръсквания за цикъл и да отмери момента с точност до част от градуса завъртане на коляновия вал.

Този прецизен контрол носи няколко предимства. Впръскването на течно гориво в цилиндъра охлажда постъпващата смес при изпарението си, което потиска детонацията и позволява по-висока степен на сгъстяване — ключът към по-голяма топлинна ефективност и мощност. Подаването на гориво може да се съгласува точно с натоварването, а някои бензинови системи могат дори да работят със стратифицирана, много бедна смес при леко натоварване, концентрирайки горим облак около свещта, докато останалата част от цилиндъра съдържа излишен въздух. Резултатът обикновено е повече мощност и въртящ момент от даден обем заедно с по-нисък разход на гориво, поради което директното впръскване е в основата на съвременния умалѐн турбобензинов двигател.

Подходът не е без недостатъци. Тъй като горивото вече не облива гърба на смукателните клапани, с времето там могат да се натрупат въглеродни и маслени отлагания, за чието премахване понякога е нужно бластиране с орехови черупки или химично почистване, за да се възстанови преминаването на въздух. Бензиновите двигатели с директно впръскване обикновено образуват и повече фини твърди частици от тези с впръскване в смукателния канал, което доведе до монтирането на бензинови филтри за твърди частици с цел спазване на емисионните норми. Компонентите за високо налягане и стегнатите допуски на дюзите оскъпяват системата и изискват чисто гориво.

Директното впръскване е една от формите на електронното впръскване на гориво и споделя датчиците, управляващия блок и стратегията с обратна връзка на всяка съвременна система. Много нови бензинови двигатели съчетават и двата метода, използвайки заедно дюзи в смукателния канал и директни дюзи, за да съберат силните страни на всяка схема. При дизелите то се реализира чрез системата Common Rail, където общ маркуч под високо налягане захранва електронно управлявани дюзи за тихо, ефективно и нискоемисионно горене.